Transcript Kolatomer

Kol och kolföreningar



Varför är kolatomer så viktiga ?
Alla levande varelser är uppbyggda av kemiska
föreningar med kol i.
Kol kan förena sig med fyra andra atomer samtidigt.
Därför kan kol bilda så många olika kemiska föreningar.
Det finns ca 20 miljoner kemiska föreningar. 19
miljoner av dem innehåller kolatomer.
Grundämnet kol, dvs enbart kolatomer, finns i fyra
olika former:
Kolnanorör
Grafen
Diamant
Grafit
Jämför grafit och diamant:
Båda ämnena består av enbart kolatomer.
I diamant är varje kolatom bunden till fyra
andra kolatomer med lika korta och
starka bindningar. Därför är det så hårt.
I grafit sitter kolatomerna i skikt. Inom skiktet
är bindningarna korta och starka. Mellan skikten är
bindningarna långa och svaga. De bryts lätt. Därför
är grafit mjukt. I skikten finns lättrörliga
elektroner, och därför leder grafit ström,
i skiktets riktning. Jfr metaller.
Diamant:
Det hårdaste ämnet som finns i naturen.
Det enda ämne som kan repa en diamant är
en annan diamant.
 Diamanter bryts framförallt i Sydafrika och
Brasilien. Diamanterna förekommer mycket glest.
Därför måste man gräva jättestora hål i marken.
 Används till smycken, borrkronor, slipmedel.

Grafit:
ett mycket mjukt material.
 Blyerts består av grafit och lera.
 Det som händer när du skriver med en blyertspenna
är att du gnider av grafitlager, dvs. skikt av kolatomer.

Nya former av rent kol:
Det forskas mycket kring nya former av rent kol, som kan
användas inom medicin, datorer, mobiler m.m
Fullerener:
 Upptäcktes på 80-talet. Upptäckten belönades
med Nobelpriset i kemi 1996.
 Finns som ihåliga ”bollar”,
ellipsoider (ihålig oval boll)
eller rör.
 Kolnanorör är den sortens
fulleren som det forskas
mest på just nu.
Vad kan man använda kolnanorör till?
Ja, allt som man vill ha smått kan man nästan säga!
Inom elektroniken är det svårt att göra detaljerna för
små eftersom det då blir för varmt när strömmen
går igenom dem.
Men med kolnanorör går det att göra mycket mindre delar. De
håller också längre. Elektronerna åker ”gräddfil ” genom röret =
mindre värme.
 Små papperstunna batterier
 Långa fibrer av kolnanorör kan göra starka tyg, t.ex. skottsäkra
västar eller kläder som skyddar mot strålning
 Starka kompositmaterial, som finns i innebandyklubbor och
tennisracketar, men som också är ett lätt och starkt material att
ha i t.ex. flygplan.
Grafen






2010 års nobelpris i fysik tilldelades två forskare som tagit fram
grafen.
Grafen är ett platt nät av kolatomer i sexkanter. Det är bara en
enda atom tjockt!
Leder ström lika bra som koppar
Leder värme bättre än alla andra kända material
Nästan helt genomskinligt
Är så tätt att inte ens helium, den minsta gasatomen, kan ta sig
igenom.
Framtida användning





Snabbare datorelektronik
Hållbara kompositmaterial
Genomskinliga pekskärmar,
eftersom grafen både är
genomskinligt och leder ström
Effektivare solceller (av samma
skäl)
Plast som leder ström
Kolföreningar





95 % av alla ämnen vi känner till är kolföreningar.
Kolatomer kan bilda långa kedjor och bildar då ”skelett” i en
mängd olika ämnen som finns i djur, människor, växter m.m
Några ex.: muskler, DNA, fett, proteiner, tvål, bensin…och 19
miljoner ämnen till ! 
På detta ”skelett” kan en massa olika andra atomer bindas.
Kolföreningar innehåller alltid kol, oftast väte. Vanligt är också
syre och kväve
Kolväten

Består av enbart kolatomer och väteatomer.
Mellan kolatomerna finns enkelbindningar, dubbel bindningar eller trippelbindningar.

Antalet kol och typen av bindning bestämmer namnet.

Propyn

Propen

Några viktiga kolväten:
Metan = biogas, naturgas. Enklaste kolvätet
CH4. Många bussar i Uppsala körs på biogas.
Bensin: Blandning av kolvätekedjor
med 5-10 kolatomer
Propan och butan =gasol, som finns i våra
brännare.
Etyn = acetylen, som används vid svetsning.
Andra grupper av kolföreningar:
De innehåller kol-, väte- och syreatomer.
Alkoholer:
Organiska syror Estrar
t.ex etanol
t.ex myrsyra
t.ex butylacetat
smakar banan!
Alkoholer innehåller alltid en OH-grupp
Metanol: CH3OH. Träsprit. Kan
finnas i hembränt. Mycket giftig.
Bränsle (spritkök, modellflygplan,
isracing)
Etanol: CH3CH2OH. I öl, vin, sprit.
T-röd (denaturerad). Bränsle till
bilar.
Glycerol: I hudkrämer. När man gör
nitroglycerin.
Glykol: I bilarnas kylsystem. Av-isar
flygplan
Organiska syror /Karboxylsyror
Acetylsalicylsyra
Myrsyra
Smörsyra
Äppelsyra
Ättiksyra
Vinsyra
Mjölksyra
Estrar
Luktar oftast gott, som frukter eller blommor.
Alkohol + syra → ester + vatten