Opgaver til 3.1

Opgaverne hører til afsnit 3.1 Molekyler. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven. Grundstoffernes navne og atomnumre står i det periodiske system bagest i bogen.

Opgave 3.1.1: Molekyle eller ionforbindelse?

  1. Hvilken type grundstoffer danner molekyler?
  2. Sorter stofferne i molekyler og ionforbindelser: H2O, NaCl, CO2, NH3, MgO, CH4, KBr og HCl.

Find ud af, om hvert grundstof i formlen er et metal eller et ikke-metal. Brug det periodiske system i afsnit 1.1.

Et molekyle består kun af ikke-metaller. En ionforbindelse består af et metal og et ikke-metal. HCl består af hydrogen og chlor, som begge er ikke-metaller.

  1. Molekyler dannes af ikke-metaller.
  2. Molekyler: H2O, CO2, NH3, CH4 og HCl. Ionforbindelser: NaCl, MgO og KBr.

Opgave 3.1.2: Hvor mange elektroner mangler der?

Udfyld skemaet. Hydrogen er vist som eksempel. Husk, at hydrogen kun skal have 2 elektroner i sin skal.

Grundstof Hovedgruppe Elektroner i yderste skal Mangler
Hydrogen 1 1 1
Oxygen
Carbon
Nitrogen
Svovl
Chlor
Brom

Hovedgruppens nummer er antallet af elektroner i yderste skal. Find grundstofferne i det periodiske system i afsnit 1.3.

Atomerne skal have 8 elektroner i yderste skal. Oxygen står i hovedgruppe 6 og har 6 elektroner i yderste skal. Det mangler derfor 2.

Grundstof Hovedgruppe Elektroner i yderste skal Mangler
Oxygen 6 6 2
Carbon 4 4 4
Nitrogen 5 5 3
Svovl 6 6 2
Chlor 7 7 1
Brom 7 7 1

Opgave 3.1.3: Hvor mange hydrogenatomer?

Hvert hydrogenatom danner én binding. Hvor mange hydrogenatomer skal der bindes til grundstoffet, for at ædelgasreglen er opfyldt? Skriv også molekylets formel.

Grundstof Antal hydrogenatomer Formel
Oxygen 2 H2O
Carbon
Nitrogen
Svovl
Chlor
Brom

Brug svarene fra opgave 3.1.2. Et atom danner lige så mange bindinger, som det mangler elektroner.

Carbon mangler 4 elektroner og danner derfor 4 bindinger. Der skal 4 hydrogenatomer til, og formlen er CH4.

Grundstof Antal hydrogenatomer Formel
Carbon 4 CH4
Nitrogen 3 NH3
Svovl 2 H2S
Chlor 1 HCl
Brom 1 HBr

Opgave 3.1.4: Læs prikformlerne

Figuren viser elektronprikformlerne for tre molekyler.

Tre elektronprikformler. A: H og Cl med ét elektronpar imellem og tre elektronpar på Cl. B: N med tre H omkring og ét elektronpar øverst. C: C i midten med to elektronpar til hvert af to O, som hver har to elektronpar mere.

  1. Hvor mange fælles elektronpar er der i hvert molekyle?
  2. Hvor mange frie elektronpar er der i hvert molekyle?
  3. Tegn stregformlen for hvert molekyle.

De fælles elektronpar står mellem to atomsymboler. De frie elektronpar står på en side af et symbol, hvor der ikke er noget naboatom.

I molekyle A er der ét elektronpar mellem H og Cl. Det bliver til én streg: H−Cl. De tre andre par omkring Cl er frie elektronpar. I molekyle C står der to elektronpar mellem C og hvert O. Det bliver til to streger.

Molekyle Fælles elektronpar Frie elektronpar Stregformel
A 1 3 H−Cl
B 3 1 N i midten med en streg til hvert af de tre H
C 4 4 O=C=O

A er hydrogenchlorid, B er ammoniak, og C er carbondioxid.

Opgave 3.1.5: Tegn selv

Tegn elektronprikformlen og stregformlen for hvert molekyle.

H2, Cl2, H2O, NH3 og CH4

Tegn først hvert atom for sig med prikker for elektronerne i yderste skal, som i figuren med de fem atomer i afsnit 3.1. Sæt derefter atomerne sammen, så de uparrede elektroner danner par.

Chlor har 7 elektroner i yderste skal: tre par og én uparret elektron. I Cl2 danner de to uparrede elektroner et fælles elektronpar. Kontroller til sidst, at hvert atom har 8 elektroner omkring sig. Hydrogen skal have 2.

Elektronprikformler øverst og stregformler nederst for hydrogen, chlor, vand, ammoniak og methan.

Opgave 3.1.6: Flere elektronpar

  1. I luftens oxygen sidder atomerne sammen to og to som O2. Hvor mange elektroner mangler hvert oxygenatom? Tegn stregformlen for O2.
  2. Hydrogencyanid har formlen HCN. Carbonatomet sidder i midten. Tegn stregformlen, så hydrogen har 1 binding, carbon har 4, og nitrogen har 3.

To atomer kan dele ét, to eller tre elektronpar. Antallet af bindinger skal passe med, hvor mange elektroner hvert atom mangler.

Hvert oxygenatom mangler 2 elektroner og skal derfor have 2 bindinger. I HCN bruger carbon én af sine fire bindinger på hydrogen. Resten skal gå til nitrogen.

  1. Hvert oxygenatom mangler 2 elektroner. De to atomer deler to elektronpar, og stregformlen er O=O.
  2. Stregformlen er H−C≡N. Carbon har én enkeltbinding og én tripelbinding, altså 4 bindinger i alt.

Opgave 3.1.7: Find fejlen

De tre stregformler herunder er forkerte. Forklar, hvad der er galt, og skriv den rigtige stregformel.

  1. Vand: H−H−O
  2. Carbondioxid: O−C−O
  3. Nitrogen: N=N

Tæl stregerne ved hvert atom, og sammenlign med reglen: carbon danner 4 bindinger, nitrogen 3, oxygen 2 og hydrogen 1.

I formel a har det midterste hydrogenatom to streger. Det kan ikke passe, for hydrogen danner kun 1 binding.

  1. Det midterste hydrogenatom har 2 bindinger, og oxygen har kun 1. Rigtig formel: H−O−H.
  2. Carbon har kun 2 bindinger, og hvert oxygenatom har kun 1. Rigtig formel: O=C=O.
  3. Hvert nitrogenatom har kun 2 bindinger. Rigtig formel: N≡N.

Opgave 3.1.8: Hvorfor deler de?

Chlor findes som molekyler med to atomer, Cl2. Forklar, hvorfor de to chloratomer deler et elektronpar i stedet for at danne ioner.

Hvor mange elektroner har et chloratom i yderste skal, og hvor mange mangler det? Gælder det samme for det andet chloratom?

Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Et chloratom har … elektroner i yderste skal og mangler …
  • Begge atomer mangler elektroner, så ingen af dem vil …
  • I stedet deler de …
  • Så har begge atomer …

Et chloratom har 7 elektroner i yderste skal og mangler 1. Begge atomer mangler elektroner, så ingen af dem vil afgive en elektron til det andet. I stedet deler de et elektronpar. Det fælles elektronpar tæller med hos begge, så begge atomer har 8 elektroner i yderste skal.

Opgaver med fødevaretema

Det meste af maden består af molekyler: vand, sukker, fedt, protein og alkohol. Opgaverne handler om bindingerne i nogle af dem.

Opgave 3.1.mad.1: Alkoholen i øl og vin

Alkoholen i øl og vin hedder ethanol og har formlen C2H6O. Figuren viser stregformlen.

Stregformel for ethanol: to carbonatomer i en kæde, hvert med hydrogenatomer på, og et oxygenatom med et hydrogenatom for enden.

  1. Hvor mange bindinger har hvert carbonatom, oxygenatomet og hvert hydrogenatom? Passer det med reglen?
  2. Hvor mange fælles elektronpar er der i molekylet i alt?
  3. Oxygenatomet har også frie elektronpar, som ikke er tegnet med. Hvor mange?

Hver streg er ét fælles elektronpar. Tæl stregerne ved hvert atom.

Til spørgsmål c: Oxygen skal have 8 elektroner omkring sig. De to bindinger giver 4 elektroner. Resten er frie elektronpar.

  1. Hvert carbonatom har 4 bindinger, oxygenatomet har 2, og hvert hydrogenatom har 1. Det passer med reglen.
  2. Der er 8 streger og dermed 8 fælles elektronpar.
  3. Oxygen har 2 frie elektronpar. De to bindinger giver 4 elektroner, og de to frie par giver de sidste 4.

Opgave 3.1.mad.2: Luften i en pose chips

Poser med chips er fyldt med nitrogen, N2, i stedet for almindelig luft. Nitrogen reagerer ikke med chipsene, så de holder sig sprøde.

  1. Hvor mange elektroner mangler et nitrogenatom i yderste skal?
  2. Hvor mange elektronpar deler de to atomer i N2? Tegn stregformlen.
  3. Hvert nitrogenatom har også ét frit elektronpar. Vis ved at tælle, at hvert atom har 8 elektroner omkring sig.

Nitrogen står i hovedgruppe 5. Et atom danner lige så mange bindinger, som det mangler elektroner.

Nitrogen mangler 3 elektroner og danner 3 bindinger. De fælles elektronpar tæller med hos begge atomer. Hvert fælles elektronpar er 2 elektroner.

  1. Et nitrogenatom har 5 elektroner i yderste skal og mangler 3.
  2. De to atomer deler tre elektronpar. Stregformlen er N≡N.
  3. De tre fælles elektronpar giver 6 elektroner, og det frie elektronpar giver 2. Det er 8 i alt.

Opgaver med sundhedstema

På et hospital bruges mange små molekyler: oxygen i iltmasken, lattergas til bedøvelse og ethanol i håndspritten. Kroppen laver også selv små molekyler som carbondioxid og ammoniak. Opgaverne træner det samme som opgave 3.1.1 til 3.1.8, men handler alle om sundhed og medicin. Baggrunden står på siden Tema: Sundhed og medicin.

Opgave 3.1.sundhed.1: Molekyler og ionforbindelser på hospitalet

Skemaet viser otte stoffer, som bruges på hospitalet og derhjemme.

Stof Formel
oxygen i en iltmaske O2
natriumchlorid i et saltvandsdrop NaCl
lattergas til bedøvelse N2O
hydrogenperoxid til at rense sår H2O2
natriumfluorid i tandpasta NaF
ethanol i håndsprit C2H6O
zinkoxid i zinksalve ZnO
urinstof i fugtighedscreme CH4N2O
  1. Hvilken type grundstoffer danner molekyler: metaller eller ikke-metaller?
  2. Sorter de otte stoffer i molekyler og ionforbindelser.

Find ud af, om hvert grundstof i formlen er et metal eller et ikke-metal. Brug det periodiske system i afsnit 1.1.

Et molekyle består kun af ikke-metaller. En ionforbindelse består af et metal og et ikke-metal. Lattergas består af nitrogen og oxygen, som begge er ikke-metaller.

  1. Molekyler dannes af ikke-metaller.
  2. Molekyler: O2, N2O, H2O2, C2H6O og CH4N2O. Ionforbindelser: NaCl, NaF og ZnO.

Opgave 3.1.sundhed.2: Kroppens ikke-metaller

Kroppen består mest af ikke-metaller. Skemaet viser de syv ikke-metaller, som der er mest af i kroppen. Udfyld skemaet. Hydrogen er vist som eksempel. Husk, at hydrogen kun skal have 2 elektroner i sin skal.

Grundstof Hovedgruppe Elektroner i yderste skal Mangler
Hydrogen 1 1 1
Oxygen
Carbon
Nitrogen
Phosphor
Svovl
Chlor

Hovedgruppens nummer er antallet af elektroner i yderste skal. Find grundstofferne i det periodiske system i afsnit 1.3.

Atomerne skal have 8 elektroner i yderste skal. Phosphor står i hovedgruppe 5 og har 5 elektroner i yderste skal. Det mangler derfor 3.

Grundstof Hovedgruppe Elektroner i yderste skal Mangler
Oxygen 6 6 2
Carbon 4 4 4
Nitrogen 5 5 3
Phosphor 5 5 3
Svovl 6 6 2
Chlor 7 7 1

Opgave 3.1.sundhed.3: Små molekyler fra fordøjelsen

Fire små molekyler fra fordøjelsen består af ét atom, der er bundet til hydrogenatomer. Hvert hydrogenatom danner én binding. Hvor mange hydrogenatomer skal der bindes til grundstoffet, for at ædelgasreglen er opfyldt? Skriv også molekylets formel. Vand er vist som eksempel.

Grundstof Antal hydrogenatomer Formel
Oxygen 2 H2O
Carbon
Nitrogen
Svovl
Chlor

Brug svarene fra opgave 3.1.sundhed.2. Et atom danner lige så mange bindinger, som det mangler elektroner.

Nitrogen mangler 3 elektroner og danner derfor 3 bindinger. Der skal 3 hydrogenatomer til, og formlen er NH3.

Grundstof Antal hydrogenatomer Formel
Carbon 4 CH4
Nitrogen 3 NH3
Svovl 2 H2S
Chlor 1 HCl

CH4 er methan, og H2S er hydrogensulfid. De findes begge i tarmluft. NH3 er ammoniak, som dannes, når kroppen nedbryder proteiner. HCl er hydrogenchlorid, som bliver til mavesyre, når det opløses i vand.

Opgave 3.1.sundhed.4: Tre prikformler fra hospitalet

Tre elektronprikformler. A: to Cl med ét elektronpar imellem sig og tre elektronpar mere på hvert Cl. B: S i midten med et H på hver side, ét elektronpar mellem S og hvert H og to elektronpar mere på S. C: to O med to elektronpar imellem sig og to elektronpar mere på hvert O.

Figuren viser elektronprikformlerne for tre molekyler.

Molekyle Stof
A: Cl2 chlor, som dræber bakterier i vand
B: H2S hydrogensulfid, som giver tarmluft dens lugt
C: O2 oxygen, som patienter får i en iltmaske
  1. Hvor mange fælles elektronpar er der i hvert molekyle?
  2. Hvor mange frie elektronpar er der i hvert molekyle?
  3. Tegn stregformlen for hvert molekyle.

De fælles elektronpar står mellem to atomsymboler. De frie elektronpar står på en side af et symbol, hvor der ikke er noget naboatom.

I molekyle A er der ét elektronpar mellem de to Cl. Det bliver til én streg: Cl−Cl. Hvert Cl har tre frie elektronpar, så der er 6 frie elektronpar i alt. I molekyle C står der to elektronpar mellem de to O. Det bliver til to streger.

Molekyle Fælles elektronpar Frie elektronpar Stregformel
A 1 6 Cl−Cl
B 2 2 H−S−H
C 2 4 O=O

I molekyle C er de to fælles elektronpar en dobbeltbinding.

Opgave 3.1.sundhed.5: Tegn selv

Tegn elektronprikformlen og stregformlen for hvert molekyle.

Stof Formel Hvor møder du stoffet?
hydrogenchlorid HCl bliver til mavesyre, når det opløses i vand
iod I2 renser huden før en operation
ammoniak NH3 dannes, når kroppen nedbryder proteiner
hydrogenperoxid H2O2 renser sår

Iod står i hovedgruppe 7 ligesom chlor. I hydrogenperoxid sidder de to oxygenatomer i midten med et hydrogenatom i hver ende.

Tegn først hvert atom for sig med prikker for elektronerne i yderste skal, som i figuren med de fem atomer i afsnit 3.1. Sæt derefter atomerne sammen, så de uparrede elektroner danner par.

Iod har 7 elektroner i yderste skal: tre par og én uparret elektron. I molekylet I2 danner de to uparrede elektroner et fælles elektronpar. Kontroller til sidst, at hvert atom har 8 elektroner omkring sig. Hydrogen skal have 2.

Elektronprikformler øverst og stregformler nederst. HCl har ét fælles elektronpar og 3 frie elektronpar på Cl. I2 har ét fælles elektronpar og 3 frie elektronpar på hvert iodatom. NH3 har N i midten med ét fælles elektronpar til hvert af de tre H og 1 frit elektronpar på N. H2O2 har atomerne i rækkefølgen H, O, O, H med ét fælles elektronpar mellem naboatomerne og 2 frie elektronpar på hvert O.

Hydrogenatomerne har ingen frie elektronpar. I alle fire molekyler har hvert hydrogenatom 2 elektroner omkring sig, og de andre atomer har 8.

Opgave 3.1.sundhed.6: Flere elektronpar

  1. Vorter kan fryses væk med flydende nitrogen. Nitrogen består af molekyler med to atomer, N2. Hvor mange elektroner mangler hvert nitrogenatom? Tegn stregformlen for N2.
  2. På hospitalets laboratorium opbevares vævsprøver i formalin. Formalin er stoffet formaldehyd, CH2O, opløst i vand. Carbonatomet sidder i midten og er bundet til de to hydrogenatomer og til oxygenatomet. Tegn stregformlen for formaldehyd, så hydrogen har 1 binding, carbon har 4, og oxygen har 2.

To atomer kan dele ét, to eller tre elektronpar. Antallet af bindinger skal passe med, hvor mange elektroner hvert atom mangler.

Hvert nitrogenatom mangler 3 elektroner og skal derfor have 3 bindinger. I formaldehyd bruger carbon to af sine fire bindinger på de to hydrogenatomer. Resten skal gå til oxygen.

  1. Hvert nitrogenatom mangler 3 elektroner. De to atomer deler tre elektronpar, og stregformlen er N≡N.
  2. Carbon har en enkeltbinding til hvert af de to hydrogenatomer og en dobbeltbinding til oxygenatomet. Kort kan stregformlen skrives H2C=O. Carbon har to enkeltbindinger og én dobbeltbinding, altså 4 bindinger i alt.

Stregformel for formaldehyd. Carbonatomet står i midten med en enkeltbinding til hvert af de to hydrogenatomer og en dobbeltbinding til oxygenatomet.

Opgave 3.1.sundhed.7: Find fejlen

De tre stregformler herunder er forkerte. Forklar, hvad der er galt, og skriv den rigtige stregformel.

  1. Hydrogenperoxid til at rense sår: O−H−H−O
  2. Carbondioxid i den luft, du ånder ud: O=C−O
  3. Hydrogenchlorid, som bliver til mavesyre i vand: H=Cl

Tæl stregerne ved hvert atom, og sammenlign med reglen: carbon danner 4 bindinger, nitrogen 3, oxygen 2 og hydrogen 1. Chlor danner 1 binding ligesom hydrogen.

I formel a har hvert hydrogenatom to streger. Det kan ikke passe, for hydrogen danner kun 1 binding.

  1. Hvert hydrogenatom har 2 bindinger, og hvert oxygenatom har kun 1. Rigtig formel: H−O−O−H.
  2. Carbon har kun 3 bindinger, og oxygenatomet til højre har kun 1. Rigtig formel: O=C=O.
  3. Både hydrogen og chlor har 2 bindinger, men de danner kun 1 hver. Rigtig formel: H−Cl.

Opgave 3.1.sundhed.8: Hvorfor deler de?

En iltflaske er fyldt med oxygen. Oxygen findes som molekyler med to atomer, O2. Forklar, hvorfor de to oxygenatomer deler elektroner i stedet for at danne ioner.

Hvor mange elektroner har et oxygenatom i yderste skal, og hvor mange mangler det? Gælder det samme for det andet oxygenatom?

Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Et oxygenatom har … elektroner i yderste skal og mangler …
  • Begge atomer mangler elektroner, så ingen af dem vil …
  • I stedet deler de …
  • Så har begge atomer …

Et oxygenatom har 6 elektroner i yderste skal og mangler 2. Begge atomer mangler elektroner, så ingen af dem vil afgive elektroner til det andet. I stedet deler de to elektronpar. De fælles elektronpar tæller med hos begge, så begge atomer har 8 elektroner i yderste skal.