19.11.2008

PEERIODESYSTEMET I SIN HERLIGHET!

Many many tried, but no one succeded, until from the darkness (Russia) came, unsuspected, like a white knight of organization, Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev with his periodic table of wonder and beauty!



*kremt*



I 1869 kombinerte russeren tidligere forskeres arbeid til en forståelig og logisk tabell av de kjente grunnstoffene, med tomme plasser for grunnstoffer som ikke var oppdaget enda, men som han teoriserte ville oppdages i fremtiden (poeng: Mendelejev!).



Systemet er basert på atomenes økende atommasser, og i dette systemet oppstår en slags perioder (ergo, periodesystem), der grunnstoff nr.1 i en periode lignet grunnstoff nr. 1 i etterfølgende periode. Behold fødselen av grupper. Grunnstoffene i de vannrette rekkene er i samme periode og har like mange elektronskall, og grunnstoffene i de loddrette rekkene er i samme gruppe og har like mange valenselektroner (elektroner i det ytterste skallet når atomet er nøytralt).



Senere har man funnet ut at atommassen ikke har så mye å si for rekkefølgen grunnstoffene bør plasseres i, men heller antallet protoner i kjernen. Nøytronets eksistens gjør at et atom med færre protoner kan ha større masse enn et atom med flere protoner.



Dagens periodesystem!:




















Det er en egen organisasjon som bestemmer hvordan periodesystemet skal se ut i dag, nemlig IUPAC (haha Tupac), som står for International Union of Pure and Applied Chemistry. DAgens periodesystem har 112 grunnstoffer, og de 103 første har offesielle navn. De resterende krangles det om. Fra periodesystemet kan vi lese grunnstoffets navn, symbol, atomnummer, elektronfordeling og atommasse. De fargelagte feltene gir deg også en idè om atomets kjemiske egenskaper, og om de er ved 25 grader og 1 atmosfæres trykk (ved havoverflaten) er gass, væske eller fast stoff.

De 18 forskjellige gruppene kan også gi oss en del informasjon:

I gruppe nr. 18 og hovedgruppe 8 finner vi edelgassene. de er alle gasser ved romtemperatur, svært stabile, og har alle 8 valenselektroner (helium har 2). 8 valenselektroner gjør atomene all happy inside, like the sunset on the snow around a flickering fire in the winternight, og det er derfor de tar opp og gir fra seg elektroner og ioniserer seg selv. Blant edelgassene øker smelte- og kokepunkt nåt atomnummerene blir større, kokepunktene er lave, og det er liten forskjell mellom smelte- og kokepunkt.

I gruppe nr. 1 og hovedgruppe 1 finner vi alkalimetallene. Alle disse stoffene gir en alkalisk, eller basisk, løsning når de reagerer med vann. Alle er metaller med bare ett valenselektron, som de gjerne gir fra seg, og derfor har de lett for å reagere med andre stoffer. Ingen av alkalimetallene finnes fritt i naturen. Hydrogen er plassert oppå alkalimetallene, men er ikke med i denne gruppen. Plasseringen skyldes at hydrogen også har ett valenselektron. Smeltepunkt og kokepunkt synker når atomnummeret øker.

I gruppe 2 og hovedgruppe 2 finner vi jordalkalimetallene. De ligner mye på alkalimetallene, har to valenselektroner, og smeltepunktet avtar med økende atomnummer, mens kokepunktet er uregelmessig.

I gruppe 17 og hovedgruppe 7 finner vi halogenene. De er ikke-metaller. Halogen betyr saltdanner, og gruppen heter dette fordi de fire første stoffene reagerer lett med metaller og danner salter. Som salter finnes de overalt i naturen. Både smelte- og kokepunkt øker med økende atomnummer. Halogenene har 7 valenselektroner, og tar derfor gjerne til seg ett elektron. Halogenene alene er svært giftige.

Innskuddstoffene finnes mellom jordalkalimetallene og bor-gruppen. De fleste av dem har ett eller to elektroner i ytterste skall, og danner ioner. I 6. periode er det ett stort sprang, mellom grunnstoff nr. 57 og nr. 72. Grunnstoffene mellom kalles for lantanoidene. Det er et tilsvarende sprang i periode 7, og grunnstoffene mellom her kalles for actinoidene, fordi de kjemisk ligner grunnstoffet actinium.

Med et par unntak finner vi alle grunnstoffene frem til atomnummer 92 i naturen, enten i ren tilstand eller i herlig samliv med andre grunnstoffer. De resterende grunnstoffene er bare fremstilt kjemisk i laboratoriet, og er radioaktive (som vi også *sigh* skal komme tilbake til i kjernefysikken).

atommodeller

Ved forsøk har man funnet ut at massen til et hydrogenatom (som har ett proton og ett elektron, altså det minste grunnstoffet) er 0,000 000 000 000 000 000 000 000 00167 kg. Ikke ekstremt stort altså. For å slippe alle nullene kan det skrives som 1,67 * 10^-27 kg.

Siden dette tallet bare er irriterende komplisert er det innført en egen enhet for atommasse: u (unified mass unit). Protonet og nøytronet har hver en masse på omtrent 1 u, og elektronets masse er omtrent 0,5 % av det igjen. For å holde styr på alt dette her har forskerne innført begrepene protontall, nøytrontall og nukleontall. Protontall og nøytrontall er selvforklarende, og nukleontall er tallet på nøytroner og protoner til sammen i atomets kjerne.





Ett grunnstoff (i eksempelet karbon) kan ha fvarierende antall nøytroner, og da forskjellig nukleontall og forskjellig masse, og disse variasjonene kalles isotoper. Noen isotoper finnes oftere i naturen enn andre, og det er gjennomsnittsmassen av alle isotopene vi finner i periodesystemet under atommasse. Visse isotoper har ustabile kjerner, og blir da radioaktive (kreftfremkallende greier, not pretty).

Elektronfordelingen til et atom forteller oss hvordan elektronene er ordnet rundt kjernen. Som med solen og planetene ferdes noen elektroner nærmere rundt kjernen enn andre (ulikt planetene finnes det ikke liv i den tredje banen. Tror vi. Det hadde vært disturbing).




















I elektronskymodellen (ovenfor) tenker vi at atomkjernen er omgitt av en eller fler elektronskyer i bestemte avstander fra kjernen. Prikkene i skyen står ikke for ett elektron, men for sannsynligheten for at vi finner et elektron der (Prøv å ikke tenk for mye på det). I et nøytralt litiumatom, slik det på bildet over, er det bare tre elektroner, og to av elektronene finner vi i den innerste ringen av sky helt inne ved kjernen, og det siste i den store skyringen utenfor. denne elektronfordelingen (hvis du skal være proff: elektronkonfigurasjonen) bestemmer grunnstoffets kjemiske egenskaper.
Over er det et bilde av Litiumatomet når vi bruker skallmodellen. De grå prikkene er elektronene. Elektroner i forskjellige skall har forskjellig energi. Jo nærmere ett elektron er kjernen, jo større tiltrekningskraft er det mellom de to (love is in the air), og hvis et elektron som ligger i det innerste skallet vil ut til det utenfor, må vi tilføre energi (breaking up is hard to do). Dermed får elektronene mer og mer energi jo lenger de kommer fra kjernen. Det innerste skallet kalles for K-skallet, og det fortsetter utover med L-skallet, M-, N- osv.
I K-skallet finner vi to elektroner som begge har like stor energi (mormoner-forhold?), i L-skallet er det derimot to ulike energinivåer, i M- tre energinivåer osv. Det laveste energinivået i et skall har to elektroner (vanskelig å ha like nære forhold til mer enn to personer samtidig altså, ta lærdom). Det nest laveste kan inneholde 6 elektroner, det over der igjen 10, over der 14 osv. Elektronskyene på de ulike energinivåene har også ulik form.
Uansett. Elektronene i K skallet har lavere energi enn elektronene i L-skallet, og L-skallet har lavere energi enn M-skallet. I M-skallet blir ting litt mer komplisert. M-skallets 3. energinivå ligger så høyt at det ikke fylles før det laveste energinivået i N-skallet er fylt. Så grunnstoffet Kalsium vil altså få to elektroner i K-skallet, 8 i L-skallet, 8 i M-skallet og 2 i N-skallet. Elektronene i det ytterste skallet kalles for valenselektroner.

Periodesystemet og sånt

Folk har lenge lurt på hva naturen er byggetr opp av. de smarte hverfall. resten tenkte mer på poteter og sånt. Som også forsåvidt er viktig. Mat er bra.





Anyway. I dag forklarer vi det vi observerer med at alt er bygget opp av atomer. Atomene er pittepittesmå. I punktumet etter denne setningen er det plass til flere millioner av dem. Which is awesome. Siden de er så små at de er vanskelige å observere med selv det sterkeste mikroskopet, må vi gjøre eksperimenter for å finne ut hvordan de er bygget opp, hvordan de henger sammen med hverandre, og for å påvise at de faktisk, you know, ER der.





Stoffer som er bygget opp av bare en sort atomer kaller vi for grunnstoffer. Med type atomer mener vi atomer som har alle har like mange protoner i kjernen. Vi kommer tilbake til protoner og kjerne og slikt.





D. I. Mendelejev publiserte i 1869 et fullstendig system der grunnstoffene var ordnet på grunnlag av antallet protoner i kjernen (atomnummer), og videre da atommassene (kommer tilbake til atommasser). Periodesystemet vi bruker i dag bygger på Mendelejevs system. Periodesystemet kan sammenlignes med bibelens ti bud. Bare mer relevant. Og ikke et produkt av en fyr på fleinsopp som vandret opp på et fjell. Vi går i hvert fall ut i fra det. Mendelejev kan selvfølgelig ha vært totally baked. Men det er ikke relevant (selv om det hadde vært litt kult).





Det at verden er bygget opp av små partikkler er ikke en ukjent eller spesielt ny teori. De greske naturfilosofene Demokrit og Leukippos mente at alle stoffer var bygget opp av evig eksisterende udelelige små deler. Ordet atom stammer fra deres teorier (atomos=udelelig). det ble selvfølgelig funnet ut senere at de tok feil, og atomene kunne deles opp i protoner, nøytroner og elektroner, som kaltes for elementærpartikler fordi man mente at de var de udelelige grunnleggende byggestenene i universet. Så delte man dem opp i kvarker og sluttet å kalle ting for udelelig, for å unngå awkwarde bortforklaringer i fremtiden.





Atomteorien i dag bygger mye på Demokrits teorier. Han mente at atomene ikke ligger tett inntil hverandre, men at det er tomrom rundt dem og de er i konstant bevegelse. I fast stoff mente han at atomene lå tettere sammen enn i væske, og tettere i væske enn i gass. Logisk mann dette her. Atomene beveger seg rundt omkring, og når de støter sammen (tenk radiobiler på tivoli, men med magneter på kanten) frastøter noen hverandre, mens andre atomer (radiobiler) hernger sammen og danner synlige gjenstander (store underholdende klynger med radiobiler som kan sammarbeide om å bringe alle de andre radiobilene under sin kontroll og WORLD DOMINATION IS IMMINENT!!! MOHAHHAHA!!!).





I begynnelsen gjorde man ikke eksperimenter for å bevise teoriene sine (den vitenskaplige metode: masse masse masse eksperimenter), man bare lagde underholdende og plausible teorier og prøvde å overbevise alle andre om at man hadde rett med slåente argumenter (styrte gjerne unna referanser til motstanderes mødre).





Aristoteles (som du sikkert har høsrt om hvis ikke du har bodd under en stein hele livet. En stein inni en pitteliten hule. Oppi et høyt fjell. På en liten øy i Stillehavet. Som aldri har hatt kontakt med omverdenen fordi det ikke vokser noe nyttig der.) var ikke enig med Demokrits teori, han hadde vanskelig for å akseptere ideen om et tomt rom. Han mente at verden var sammensatt av urstoffene vann, ild, jord og luft, og innførte også et nytt element; eteren, som han mente verdensrommet var oppbygget av. Her ser vi nytten av eksperimenter, siden Aristoteles her tok monumentalt feil, og eksperimenter i de tidlige stadiene hadde forhindret mye unødvendig leting etter verdensrom-eteren. Som ikke finnes. Fordi teorien er feil.





Under innflytelse av Aristoteles lære oppstod alkymien (de vises stein, lage gull og slikt), som er en rimelig bortkastet praksis, bortsett fra at den gav opphav til det vi i dag beregner som kjemi. Naturforskerne brøt med alkymien og kom tilbake til Demokrits idè om atomer, og de begynte å påvise grunnstoffer.





Jonh Dalton tok steget videre og begynte å bruke modeller for å forklare hvordan atomer så ut. Det at modellene hans ikke var så veldig avanserte (en sirkel. Men en bokstav inni. Men så er ikke hjulet så komplisert heller) var mindre viktig. En mye kulere modell enn Dalton sin:





Så oppdaget man elektronene og ting tok virkelig av (og også en del irritasjon med navnet atom, siden atomene nå definitivt ikke kunne defineres som udelelige lenger). Elektronene var negativt ladet, og de fant ut at atomene i seg selv var elektrisk nøytrale, og og at hele atomet hadde mye mye større masse enn elektronene.

Forskere var gjennom en del modeller (rosinbolle-modellen blant annet) før de fant frem til den kule greien på bildet ovenfor. Ernest Rutherford gjorde en del eksperimenter (de spesifikke eksperimentene gås nærmere innpå i kjernefysikken, som forhåpentligvis vil komme senere) og fant ut at:

1. Atomets masse og positive ladning er samlet i sentrum av atomet, altså i kjernen

2. Kjernen er veldig kompakt og liten

3. I god avstand fra denne kjernen (en hel del større enn på bildet. Tenk deg et punktum som kjernen. så tenker du et par fotballbaner fra punktumet, der er elektronene. Ish.) er det så mange negativt ladde elektroner at kjernens positive ladning nøytraliseres.



Den avbildede modellen kalles for Bohrs elektronskallmodell og tar inspirasjon fra planetenes ferd rundt solen. Elektronene går ikke i bestemte baner rundt kjernen slik som planetene however, men de befinner seg en bestemt avstand fra den at all times.

Senere oppdaget man at atomkjernene også inneholder nøytroner, som er elektrisk nøytrale partikler som gir atomene forskjellig masse. Et grunnstoff kan ha forskjellig antall nøytroner i kjernen, og alle de forskjellige variasjonene kalles for isotopene til grunnstoffet. Why only God knows. And possibly Newton.

Uansett. Elektronene som farer rundt kjernen (skikkelig skikkelig fort) betegnes med e-. De har altså èn negativ ladning, aKa elementærladningen. Protonets ladning kalles e+, siden den da er like stor som elektronets ladning bare positiv (tungen rett i munnen!).

I nøytrale atomer er det like mange elektroner som protoner, og de balanserer hverandre ut. Atomene kan imidlertidig gi fra seg eller ta opp elektroner, og vi får da positivt eller negativt ladde ioner av grunnstoffene.

17.11.2008

KFK and other shit

I 1930-årene fant Thomas Midgley (vitenskapens svar på George W Bush; velmenende, men desverre like inkompetent som beverballer som prevansjon) nye bruksområder for gasser tidligere brukt i blant annet brannslukkningsapparatetr, de kunne erstatte amoniakkgass i kjøle- og fryseanlegg (kjøleskap og frysebokser og slikt that is). Amoniakkgassen var både giftig og brennbar, så disse nye ufarlige KFK-gassene kom som en lettelse for husmødre lei av åfornye testamentet hver gang de skulle lage middag. Midgley demonstrerte gassens fabelaktighet ved å innhalere gassen å så blåse ut et stearinlys (muligheten for at han ikke innhalerte en ting og bare blåste ut lyset med... you know... pusten sin, er tilstede).

KFK står for klorfluorkarboner, og består (obviously) av grunnstoffene klor, fluor og karbon. De ble mye brukt i kjøleskap, spraybokser (hårspray) narkosemidler, løsemidler, og i fremstillingen av blant annet skumgummi. Husmødre med gigantisk hår, narkotikaproblemer og en fetish for skumgummi over hele verden frydet seg fillete.

Etter et par år, however, begynte Midgleys evne til å gjøre alt han tok på om til miljøkatastrofer å vise seg. I begynnelsesn av 1970-årene ble det foretatt forsøk på hva som skjedde med de stabile KFK-gassene når de ble sluppet ut i atmosfæren, noe Midgley overhode ikke hadde tenkt på. Fordi han var en idiot. En velmenende idiot, men fremdeles.

Ved hjelp av teoretiske og matematiske modeller gikk forskere (Sherwood Rowland og Mario Molina) gjennom alle tenkelige reaksjoner KFK-gassene kunne gjennomgå i atmosfæren. Fritidsproblemer? Kanskje, men de reddet verden (eller australske sauer som ble blinde, men po-tay-to po-ta-to.), the geeks shall inherit the earth!

Anyhow. Det at KFK-gassene er så stabile gjør at de kan overleve i lang lang tid uten å bli nedbrutt, og i sitt lange lange liv tar de til slutt seg en liten ferietur til stratosfæren, hvor de begynner å planlegge verdensødeleggelse. Som en hver ferierende pensjonist.

Når KFK-gassene kommer opp til stratosfæren blir nemlig den ultrafiolette strålingen fra solen sterk nok til å bryte av klor-atomet fra KFK-molekylet (alzheimers? Hm, kanskje på tide å gå bort fra pensjonist-metaforen), og kloratomet, en nå fri radikal, binder seg til ene oksygenatomet i ozon, og danner oksygengass og ClO. Det er ikke bra. Vi liker Ozon. Ozon forhindrer en del av solens strålinger til å komme ned her på jordoverflaten til oss, og uten ozonlaget blir sauer blinde i Australia og hopper utfor klipper, og sjansen for hudkreft øker. Blant annet.

Men ikke nok med at klor ødelegger Ozon. ClO ødelegger også ozon. De reagerer med hverandre, og klor går tilbake til å være et fritt radikal, klar til å radikalisere flere ozonmolekyler, og de resterende oksygenatomene har blitt gjenfødt som to oksygengassmolekyler. Slik kan et KFK-molekyl ødelegge ikke bare ett ozon-molekyl, men flere tusen. Fuck Thomas Midgley.

De gjorde en hel del ozonmålinger over Antarktis for å finne ut hvor landet lå (over Antarktis. Men var det nok ozon i dette landet?), og resultatene viste at ozonlaget var blitt sterkt uttynnet etterhvert, og hypotesen om at KFK-gassene begikk genocide på ozonmolekylene ble godtatt, og bruken av KFK-gasser forbudt.

Sidenote: En annen grunn til å mislike (les: skulle ønske han aldri ble født, eller i hvert fall kunne tatt opp maling eller fugletitting eller noe i stedet for vitenskap den inkompetente løken) Thomas Midgley er involvering i innføringen av tetraetylbly i bensin. Tetraetylbly gjorde at motoren ikke lagde bankelyder. Forbindelsen er også meget giftig og gjør at det oppstår blyforbindelser i eksosen. Blyforbindelser i eksosen gjør dette:
Det er en baby. En døende baby. Med blyforgiftning.

Thomas Midgley --> Aged Slimy Moth?

15.11.2008

Hand me down



Lykke.

Lykke…

L Y K K E

Hm.

Hvorfor er det vanskeligere å ha alt du ønsker deg? Du får de tingene du trodde var det som skulle til for å gjøre deg lykkelig. Også ender du opp med å sitte hjemme alene, ingen alkohol to speak of, utestedene er stengt, og med et data-keyboard med en humørsyk f-tast.


Sex in the City filmen og sjokolademelk. Og Dave Matthews Band (som virkelig eier btw, hvis du er into den emo-eksistensielle shiten. Sånn som jeg tydligvis er for øyeblikket. *Sigh*).


Når alt er fantastisk blir du plutselig redd for å miste det. Du vil nesten kaste alt det gode på søppelhaugen, bare sånn at du vil slippe å miste det. Eller så mistror du livet ditt. Du vet av erfaring at du har det aldri bra. Ikke så bra. Så hvis du finner deg i en situasjon uten noen negative aspekter får du umiddelbare Truman-show vibber. For det skjer ikke. Det har ikke skjedd. Det er sånt som skjer andre folk.


Og jeg vet ikke alltid om jeg vil at det skal skje meg. Jeg vil ikke bli vant til å ha det så fint. Det er bare vanskelig å komme over. Og det kommer til å komme en tid når jeg må komme over det. The human contidion er ikke skapt for konstant ha-det-bra-het. Det ender. Alle tilstander ender. Og jeg vet ikke om det faktisk er bedre å ha hatt noe for så å miste det. Hvis du aldri har det vet du ikke hva du går glipp av.


Charlotte i Sex in the City filmen: ”I’m so happy I’m terrified”.


Å være en alkoholisert gammel dame med masse katter virker ikke så gale. Ikke i forhold til å være virkelig lykkelig, for så å miste det, å leve resten av livet bare i leting etter noe som kan gi deg den følelsen igjen.