Magnus Ehingers undervisning

Videogenomgång (flippat klassrum)

Plocka fram

• Borax-slime
• "Buckyball"
• Elektronik av något slag
• Tändstickor
• Silveroxid
• Provrör, 18x180 mm
• Stativ
• Muff
• Klämmare
• Trästicka
• Mortel + pistill

Bor-, kol- och kvävegruppen i det periodiska systemet.

Borgruppen

• B – halvmetall
• Al, Ga, In, Tl, Nh – metaller

Alla atomerna i grupp 13 har tre valenselektroner. Exempel: ₅B:

5B	K	L
5p+	2e–	3e–

Bor, B

Finns naturligt i mineralet borax, Na₂B₄O₇.

Användningsområden:

• Glas- och porslinstillverkning
• Skurmedel
• Slime 😉

Borsyra, H₃BO₃

• Svag syra
• Buffert vid DNA-arbete
• Flamskyddsmedel

Aluminium

Mycket stort användningsområde, eftersom det är både lätt och hållbart.

Kroppen på en Airbus A380 består till stor del av aluminium.

Många hinkar och kastruller är gjorda av aluminium.

Aluminium är inte alls inert men:

• Reagerar mycket fort med luftens syre: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
• Aluminiumoxiden är mycket hård, och skyddar metallen från ytterligare reaktion
• Aluminiummetallen passiveras.

Aluminiumoxid i sin allra mest dyrbara form.

Aluminiumburkar på väg mot återvinning.

Aluminium är mycket energikrävande att framställa (ur mineralet bauxit).

• Mycket billigare – och bättre! – att återvinna metallen

Gallium, Ga

Smältpunkt: 29,8 °C

• Mycket lågt för att vara en metall

Det vita ljuset i LED-lampor åstadkoms med hjälp av olika galliumföreningar. Största användningsområdet idag annars i Ga-föreningar i lysdioder (i LED-lampor).

Kolgruppen

Kol, C

Vi har redan pratat om både grafit och diamant

Buckminster-fullerener

• Namngivna efter Buckminster Fuller, arkitekt
• "Fotbollskol" ("Buckyballs")

Fotbollen - ett exempel på en Buckminster-fulleren.

Enklaste formen av en buckminster-fulleren.

• Kan bilda s.k. nano-rör

Grafen

• Sexringar av kol
• Ett enda atomlager
• Väldigt lätt, men otroligt hållbart
• Leder ström

Modell av grafen.

Transistorerna i ett mikrochip är tillverkade av kisel.

Kisel, Si

Icke-metall

Leder ström DÅLIGT

Men: Viktig komponent i elektronik

Transistorer är tillverkade av dopat kisel

• Mycket låga halter fosfor eller bor tillsatt
• Ökar förmågan att leda ström

Germanium, Ge

Halvmetall - mer metallglans än kisel

Också viktig för elektronikindustrin

Tenn, Sn

Tack vare tennets låga smältpunkt är det lätt att gjuta tennsoldater själv. Metall

Tennsoldater

• Smältpunkt: 232°C

Bly, Pb

(Lat. plumbum)

Engelska – plumber (rörmokare)

Urprungligen var vattenledningar gjorda av bly - för att de är så lätt böjda

Men blyet kan ge allvarliga förgiftningar...

Kvävegruppen

Kväve

"Solstickans" tändstickor. Kvävgas, N₂

Strukturformel: N≡N

• Trippelbindning - mycket stark

Kvävgas reagerar inte gärna med något alls - den är inert.

• Därför "kvävgas" – man kvävs om man andas endast kvävgas!

Kväve är viktigt ämne i proteiner, DNA och RNA

Kvävefixerande bakterier omvandlar N₂ till NH₃

Fosfor

Viktig komponent i DNA och RNA

Ingår också i cellens "energivaluta", ATP

S.k. röd fosfor ingår i tändsticksplån

Arsenik

Halvmetall

Giftigt!

Djupa brunnar ner till arsenikhaltiga mineral ⇒ arsenikförgiftning

Många brunnar i till exempel Bangladesh har vatten med förhöjda halter arsenik.