Genomgång av tentamen 090209 Biologisk kemi del 1 9 feb 2010 Allmänna råd: Poäng: Bara 1 ord ger oftast 0,5p. Står det Förklara/Motivera/Rita fig. så kan man få mer än 1,5p. Men då får man inte förklara för kortfattat. Det skall gå att förstå för någon som inte redan kan. Allmänna råd: Poäng: Bara 1 ord ger oftast 0,5p. Står det Förklara/Motivera/Rita fig. så kan man få mer än 1,5p. Men då får man inte förklara för kortfattat. Det skall gå att förstå för någon som inte redan kan. Flervalsfrågor: Står det Vilken eller Vilket finns 1 alternativ Står det Vilket/Vilka kan det finnas mer än 1 alternativ. Man kan inte markera alla alt därför kan man få minuspoäng.

Valenselektroner!!!!! Ju längre bort från kärnan elektronen befinner sig, desto mindre attraheras den av kärnan Elektronerna i den yttersta energinivån kallas valenselektroner Det är valenselektroner som flyttas vid kemiska reaktioner De yttersta elektronerna lättast att flytta, Aha! Det är dom som flyttar sig mellan atomer när kemiska reaktioner sker och det bildas nya bindningar. Därför ett grundämnes kemiska egenskaper avgörs av antalet valenselektroner http://www.biology.lsu.edu/introbio/tutorial/chem-tutorial/chemtutorial/Atoms.html

Elektronfördelning Fig.3.5 s. 64 I varje orbital (O) finns plats för 2 elektroner Hur lätt är det att flytta på elektroner? Jmf Inom en period Inom en grupp Detta förklarar fig. 3.1b s. s. 54 Dela ut blad med ”elektroner i varje skal” Gå igenom s. 66. Skriv upp elektronkonfiguration för N och O. Slutsats, N har tre oparade elektroner som vill ha kompisar, därför vill N atomen gärna binda 3 andra atomer. Lös på tavlan: se sid. 67. Slutsats P har tre oparade elektroner i sitt yttersta skal, vill gärna ha kompisar, dvs P vill gärna binda tre andra atomer??? Eller 5 atomer! Fig.3.5 s. 64

Första joniseringsenergin Den energi som krävs för att ta bort en elektron från en neutral atom Vad händer vid He, Ne, Ar??? Fig. 3.1 b s.54 Negativ elektron attraheras av positiva protoner i kärnan. Om man vill ta bort elektronen måste man tillföra energi, joniseringsenergi. Börja från H: nästa grundämne: He, atomnummer 2; 2 protoner och 2 elektroner. Den elektron som skall tas bort attraheras av 2 p+ i st f 1, kostar mer att flytta elektron. Nästa grundämne: Li, titta på elektronfördelning: 3 p+ och 3 e-, men den tredje i en högre energinivå- längre bort från protonerna, lättare att ta bort! Nästa: Be: ytterligare 1p och 1e, men i samma energinivå, då avgör antalet protoner, lite högre joniseringsenergi Nästa B: ytterligare 1p och 1e, i samma huvudnivå, men i p-orbital, lite längre från protonerna i kärnan, lite lägre joniseringsenergi På samma sätt med elektronegativitet

Atomens nirvana Oktettregeln Grundämnen strävar att uppnå ett stabilt elektronmoln, vanligtvis en ”full oktett” Ädelgasstruktur Det är detta som driver kemiska reaktioner Titta på elektronfördelning igen (OH), He, Ne och Ar har högre joniseringsenergi än grundämnet på bägge sidor, vill inte bilda joner, stabila. Atomer är mest stabila när deras yttersta skal är fullt (eller tomt). För alla atomer utom H och He innebär det 8 elektroner i det yttersta skalet Atomer vill gärna förlora eller vinna elektroner för att få ett fullt ytterskal- en oktett För vissa atomer är det lättast att förlora elektroner för att uppnå nirvana, för andra är det lättast att vinna elektroner Vilka atomer tror ni vill klä av sig elektroner? Vilka vill klä på sig ytterligare elektroner?

Hur kan atomerna uppnå sitt nirvana?

Tre typer av bindningar Skillnad i elektronegativitet ›1,7 övervägande jonbindning 0,5-1,7 polär kovalent bindning 0-0,5 övervägande opolär kovalent bindning Rita även in och skriv Opolär resp Polär molekyl http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/153Acompare.html

Polär molekyl Tutorial om kovalenta bindningar Syreatomen är mer elektronegativ Väteatomernas elektron befinner sig oftare i närheten av syreatomen Syreatomen får elektronöverskott Blir partiellt negativ Väteatomerna får elektronunderskott Blir partiellt positiv Det bildas två polära bindningar http://virtuallaboratory.net/Biofundamentals/lectureNotes/Topic2AB_Water.htm# Tutorial om kovalenta bindningar

Jon-dipolbindning Exempel Annat exempel upplösning av ett salt i vatten Annat exempel I Hb binder fyra Fe2+ joner varsin syrgasmolekyl. Syremolekylen blir en inducerad dipol Bra animering av upplösning av salt. Bildas hydratiseringsmoln runt varje jon Fig 7.2 s. 181 Titta på animering!: http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/Mol_View_Sol_Formation.swf

Dipol-dipol bindning Elektrostatisk attraktion mellan polära molekyler (dipoler) Viktigt exempel på dipol-dipolbindning är hydratisering av polära molekyler (upplösning i vatten) Upplösning i vatten är ju oftast vätebindning som är specialfall av dipol-dipol Titta på animering! http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/Mol_View_Sol_Formation.swf

Vätebindningar mellan molekyler I molekyler med bindning mellan väteatom H och Fluoratom F Syreatom O Kväveatom N bildas en starkt polär kovalent bindning, den är orsak till att vätebindningar kan bildas H blir ”elektronfattigt”, kan attraheras av fritt elektronpar på atomer i andra molekyler Rel. Elektroneg. H=2.2, F=4.10, O=3.50, N=3.0. annars skulle inte isen frysa,mm!!!!!!!!! Markera även vilken atom som donerar en vätebindning och vilken som accepterar en vätebindning Fig. 7.5 s. 188 Markera vätebindning i fig.!

Vätebindning OBS! Vätebindning är en bindning mellan molekyler Specialfall av dipol- dipolbindning Återkommer senare till vätebindning. Fig. 6.9 s.168 Titta på: http://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/animations/hydrogenbonds.html

London dispersionskrafter Polarisering av elektronmoln (elektroner förskjuts till ena sidan) ger en tillfällig (temporär) dipol Attraktion mellan till- fälliga dipoler kallas London dispersion forces (van der Waalskrafter) Ju större elektronmoln desto lättare bildas dipol Gått igenom vad som håller ihop joner och dipoler: Elektrostatisk attraktion, plus och minus dras till varann. Men hur hålls opolära molekyler ihop? t.ex ädelgaserna? Molekyler är mjuka, elektronmoln i st f elektronskal, http://www.wisc-online.com/ViewObject.aspx?ID=GCH6804, OK att visa länken. 20100113: http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/vdw.html#top. Det jag kallar van der Waalsattraktion kallas dispersionskrafter eller London forces, det är en typ av van der Waalsattraktion enl äldre terminologi. Jodnäsa! Metan CH4 kp -162 C, butan C4H10 kp 0 C större kontaktytor mellan molekylerna Fig. 6.5 s. 161 Varför bildas dessa krafter? Titta på länken!

Intermolekylära krafter Bindningar mellan molekyler och joner Svagare än intramolekylära krafter Förklarar fysikaliska egenskaper Löslighet Smältpunkt Kokpunkt Fig. 1.1 s. 6 Rita upp de tre tillstånden på tavlan, skriv in värden för smp och kp för vatten. Jmf med andra ämnen med svagare resp starkare krafter mellan molekylerna.

Kokpunkter Vid kokning bryts inter-molekylära bindingar Ju starkare bindning desto högre kp Varför har H2O, NH3 och HF så höga kokpunkter? Fig. 6.8 s. 167 x-axel: periodnummer, se tabell i diagrammet. Börja med grupp 4, Ge.Si, CH4. Grupp 5: SB, As, P, NH3! Oväntat hög! Grupp 6: Te, Se, S, H2O! Oväntat hög! Grupp 7 I,Br,Cl, HF! Oväntat hög! Fig. 6.8 s. 167 Hydrogen Bonds and Boiling Point

Löslighet Läs i Holum t.ex. kap 13.3, 13.5, 14.1, 15.2, tab. 16.1 http://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/animations/dissolve.swf http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/Mol_View_Sol_Formation.swf Titta på vattenlöslighet!

Tillämpa kunskaper om intermolekylära krafter Ska kunna förklara skillnader i kp mellan olika organiska föreningar Ska kunna förklara skillnader i löslighet mellan olika organiska föreningar Läs t ex kap. 13.2 och 13.5,

Energi och kemiska bindningar Under en kemisk reaktion Bryts gamla bindningar Bildas nya bindningar Rörelseenergi omvandlas till kemisk energi Produceras eller konsumeras energi Om energi frigörs är reaktionen: Om energi åtgår är reaktionen: Frigörs energi exoterm (ut ur systemet) åtgår energi endoterm (in i systemet)

Aktiveringsenergi Ea Den minsta energi som krävs för att en reaktion skall ske OBS! diagrammet visar Medelenergin för kollisionerna Det finns kollisioner med större energi, några har tillräcklig energi för att bilda ett aktiverat komplex Bägge exoterma reaktioner, men a) låg aktiveringsenergi, sker snabbare än b) hög aktiveringsenergi Hur kan reaktionen ske om det behövs mer energi än som finns? OBS medelenergin betyder ju att det finns kollisioner som har mer energi, ligger över Aktiveringsenergin, när dessa reagerar så avges ju energi, värme, resten av molekylerna får mer rörelseenergi, kan rita normalfördelningskurva på y-axeln, liten del över Ea Fig. 9.5 s. 254

Kollisionsteorin För att reaktion skall ske krävs: Kollision Kollisionen måste vara geometrisk gynnsam Kollisionen måste ske med tillräcklig energi

Starka och svaga syror Se tab. 8.1 s. 212 Ska kunna: saltsyra, fosforsyra, ättiksyra och kolsyra Titta på animering http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_2e/acid_ionization.swf Finns starka och svaga syror. Ex. ska kunna saltsyra, fosforsyra, ättiksyra, kolsyra tab. 8.1 s.212   Animering http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_2e/acid_ionization.swf Ser skillnad på stark och svag syra, synd att det inte är ättiksyra. HF så stark attraktion mellan oxoniumjon och fluoridjon, så oxoniumjonen blir inte fri i lösningen, verkar som om det vore en svag syra, fast det eg borde vara en stark syra. Se sid 209.