3. utgave Merete Hannisdal Vivi Ringnes
KJEMI FOR LÆRERE Naturfag i grunnskolelærerutdanningen 5.–10. trinn
2 1 1
11 Na 3 Li 1 H
2 8 8 2 2 8 2 2 2
20 Ca 12 Mg 4 Be
18 4
18 5
8 2
9 2 18 7
18 8
2
70 82 18 Yb 329 18 6
2
2
68 82 69 82 18 18 Er 318 Tm 328
71 Lu 2 6
16 S 8 O
2 8 7 2 7
17 Cl 9 F
2 8 8 2 8 2
18 Ar 10 Ne 2 He 7
6
5
4
3
2
56 137,3
Ba Barium
88
Cs Cesium
87 (223)
Atomnummer Atommasse Symbol Navn
Når atommassen står i parentes, finnes det ingen stabile isotoper av grunnstoffet. Tallet i parentes er nukleontallet til den isotopen som har lengst halveringstid.
Kalium
K
39,10
19
Forklaring:
Db
(262)
Pr Praseodym
Ce Cerium
La
Protactinium
Thorium
Metall
Halvmetall
Fargekodene betyr: Ikkemetall
Pa
Th
Ac Actinium
91 231,0
90 232,0
(227)
89
Lantan
59 140,9
58 140,1
Seaborgium
Sg
(263)
106
Wolfram
W
183,8
74
Molybden
Mo
95,94
42
Krom
Cr
52,00
6 24
138,9
57
Rf
Dubnium
(261)
Ra
105
Tantal
Ta
180,9
73
Niob
Nb
92,91
41
Vanadium
V
50,94
5 23
Rutherfordium
(226) Radium
Fr
104
Hafnium
Hf
178,5
72
Zirkonium
Zr
91,22
40
Titan
Ti
47,88
4 22
Francium
89-103
Yttrium
57-71
Strontium
Rubidium
Y
88,91
55
Sr
Rb 132,9
38 87,62
37 85,47
39
39,10
3 21 Sc
20
19
44,96
Magnesium
Natrium
Scandium
Mg
Na
Ca
24,30
22,99
40,08
12
11
Kalsium
Beryllium
Litium
K
Be
Li
Kalium
9,012
3 6,941
Uran
U
238,0
92
Neodym
Nd
144,2
60
Bohrium
Bh
(262)
107
Rhenium
Re
186,2
75
Technetium
Tc
(98)
43
Mangan
Mn
54,94
7 25
Neptunium
Np
(237)
93
Promethium
Pm
(145)
61
Hassium
Hs
(265)
108
Osmium
Os
190,2
76
Ruthenium
Ru
101,1
44
Jern
Fe
55,85
8 26
Ds
(269)
110
Platina
Pt
195,1
78
Palladium
Pd
106,4
46
Nikkel
Ni
58,69
10 28
Cu
63,55
Rg
(272)
111
Gull
Au
197,0
79
Sølv
Ag
107,9
47
Kobber
Plutonium
Pu
(244)
94
Samarium
Sm
150,4
62
Americium
Am
(243)
95
Europium
Eu
152,0
63
Curium
Cm
(247)
96
Gadolinium
Gd
157,2
64
Meitnerium Darmstadtium Røntgenium
Mt
(266)
109
Iridium
Ir
192,2
77
Rhodium
Rh
102,9
45
Kobolt
Co
58,93
9 27
11 29
Berkelium
Bk
(247)
97
Terbium
Tb
158,9
65
Copernicium
Cn
(285)
112
Kvikksølv
Hg
200,6
80
Kadmium
Cd
112,4
48
Sink
Zn
65,39
12 30
Elektronfordelingen i grunnstoffatomene Californium
Cf
(251)
98
Dysprosium
Dy
162,5
66
Nihonium
Nh
(284)
113
Thallium
Tl
204,4
81
Indium
In
114,8
49
Gallium
Ga
69,72
31
Aluminium
Al
26,98
13
Bor
B
10,81
Einsteinium
Es
(252)
99
Holmium
Ho
164,9
67
Flerovium
Fl
(289)
114
Bly
Pb
207,2
82
Tinn
Sn
118,7
50
Germanium
Ge
72,61
32
Silisium
Si
28,09
14
Karbon
C
12,01
Fermium
Fm
(257)
100
Erbium
Er
167,3
68
Moscovium
Mc
(288)
115
Vismut
Bi
209,0
83
Antimon
Sb
121,8
51
Arsen
As
74,92
33
Fosfor
P
30,97
15
Nitrogen
N
14,01
15 7
Lv
(293)
116
Polonium
Po
(209)
84
Tellur
Te
127,6
52
Selen
Se
78,96
34
Svovel
S
32,07
16
Oksygen
O
16,00
16 8
Mendelevium
Md
(258)
101
Thulium
Tm
168,9
69
Livermorium
7 N
2 8 6
18
2 5
15 P
17
6 C
2 8 5
16
2 4
14 Si
36 Kr 15
5 B
2 8 4
35 82 18 Br 8
54 Xe 14
2 3
13 Al
34 82 18 Se 7
53 82 18 I 188
86 Rn 13
2 8 3
33 82 18 As 6
52 82 18 Te 187
8
85 82 18 At 1832 12
32 82 18 Ge 5
51 82 18 Sb 186
7
84 82 18 Po 1832 11
31 82 18 Ga 4
50 82 18 Sn 185
6
83 82 18 Bi 1832 10
30 82 18 Zn 3
49 82 18 In 184
5
82 82 18 Pb 1832 9
29 82 18 Cu 2
48 82 18 Cd 183
4
81 82 18 Tl 1832 8
28 82 18 Ni 1
47 82 18 Ag 182
3
80 82 18 Hg 1832 7
27 82 16 Co 2
46 82 18 Pd 181
2
79 82 18 Au 1832 6
26 82 15 Fe 2
45 82 18 Rh 180
1
78 82 18 Pt 1832
5
24 82 25 82 13 14 Cr 2 Mn 2
44 82 18 Ru 161
1
77 82 18 Ir 1732
4
22 82 11 Ti 2
43 82 18 Tc 151
2
76 82 18 Os 1532
14 6
3
40 82 41 82 42 82 18 18 18 Zr 121 Nb 131 Mo 141
2
75 82 18 Re 1432
23 82 13 V 1
21 82 10 Sc 2
2
74 82 18 W 1332 13 5
2 8 9 2
39 82 18 Y 102
2
73 82 18 Ta 1232
57-71
2
72 82 18 Hf 1132
2 8 18 32 10 2
Grunnstoffenes periodesystem
Nobelium
No
(259)
102
Ytterbium
Yb
173,0
70
Tenness
Ts
(294)
117
Astat
At
(210)
85
Jod
I
126,9
53
Brom
Br
79,90
35
Klor
Cl
35,45
17
Fluor
F
19,00
17 9
He
4,003
Lawrencium
Lr
(260)
103
Lutetium
Lu
175,0
71
Oganesson
Og
(294)
118
Radon
Rn
(222)
86
Xenon
Xe
131,3
54
Krypton
Kr
83,80
36
Argon
Ar
39,95
18
Neon
Ne
20,18
10
Helium
1 18 2
2 8 1
19 K
38 82 18 Sr 29
1
3
2 8 8 1
37 82 18 Rb 28 2
4
2 8 18 8 1
56 Ba
2
5
55 82 18 Cs 188
2
2 8 18 18 8 1
18 3
17 1
18 2
15 2
18 1 14 2
2
67 82 18 Ho 308 13 2
2
66 82 18 Dy 298 12 2
2
65 82 18 Tb 288 11 2
2
64 82 18 Gd 278 10 2
8 2
88 89-103 82 104 82 105 82 106 82 107 82 108 82 109 82 110 82 111 82 112 82 113 82 114 82 115 82 116 82 117 82 118 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 32 Ra Rf 3232 Db 3232 Sg 3232 Bh 3232 Hs 3232 Mt 3232 Ds 3232 Rg 3232 Cn 3232 Nh 3232 Fl 3232 Mc 3232 Lv 3232 Ts 3232 Og 32
6
8 2
87 82 18 Fr 1832
8 2
99 82 100 82 101 82 102 82 103 18 18 18 18 Es 3032 Fm 3132 Md 3232 No 3232 Lr 2
2
8 2
98 82 18 Cf 2932 63 82 18 Eu 259
2
8 2
97 82 18 Bk 2832
9 2
9 2
8 2
94 82 95 82 96 82 18 18 18 Pu 2532 Am 2532 Cm 2632 2
2
58 82 18 Ce 218
2
2
57 82 18 La 208
8 2
59 82 60 82 61 82 62 82 18 18 18 18 Pr 228 Nd 238 Pm 248 Sm 258
2 8 18 18 9 2
9 2
92 82 93 82 18 18 U 2232 Np 2432
2 4
2
9 2
91 82 18 Pa 2132
H
8
9 2
90 82 18 Th 2032
Hydrogen
K-skallet:
18
10 2
89 82 18 Ac 1832
1
L-skallet:
30
2 8 18 32 18 9 2
1 1
M-skallet:
8
1,008
N-skallet:
2
2 8 18 32 18 8 1
7
O-skallet:
Elektronfordelingen i 68Er:
P-skallet:
Kjemi for laerere_OMSLAG_choice.indd 4-6 05.11.2020 09:37
Ku n
til vu rd er in g
Kjemi for lærere
Ku n
til vu rd er in g
Merete Hannisdal og Vivi Ringnes
Kjemi for lærere
til vu rd er in g
Naturfag i grunnskolelærerutdanningen 5.–10. trinn inn n
Ku n
3. utgave
© Gyldendal Norsk Forlag AS 2021 1. utgave 2011 2. utgave 2013 3. utgave, 1. opplag 2021 ISBN 978-82-05-54764-3
til vu rd er in g
Bilderedaktør: Linda Aarø Omslagsdesign: HAVE A BOOK Omslagets innside: John Arne Eidsmo Illustratør: Bjørn Norheim Layout: Ståle Slettebø, Gyldendal Akademisk Sats: HAVE A BOOK Brødtekst: Minion 10,5/15 pkt Papir: 90 g My Sol Matt Trykk: Opolgraf, Polen 2021 Alle henvendelser om boken kan rettes til Gyldendal Akademisk Postboks 6730 St. Olavs plass 0130 Oslo misk isk www.gyldendal.no/akademisk dal.no o akademisk@gyldendal.no
kkelig samty samtykke er eksemplarfremstilling, Materialet er vernet etter åndsverkloven. Uten uttrykkelig lo (kopiering (k som utskrift og annen kopiering, bare tillatt når det err hjemlet i lov til privat bruk, sitat o.l.) opinor or (www.kopinor.no). (www.ko (www.kopin eller avtale med Kopinor er avtale avtal kan n medføre medfør erstatnings- og straffeansvar. Utnyttelse i strid med lov eller
Ku n
ls bøker ker er produ Alle Gyldendals produsert i miljøsertifiserte trykkerier. SSe www.gyldendal.no/miljo www.gy ww.g
Bilder: Truls Ø. Grønneberg: s. 41, 47, 48, 74, 111, 119, 142, 151m, 151n, 152, 156, 158, 159, 170, 178, 185, 199, 1, 218, 219, 221 221, 228, 232, 238, 267, 268, 286, 287, 288, 294, 297, 298 211, Hann Ha Meretee Hannisdal: s. 16, 38, 53, 60, 86, 95, 103, 130, 133, 189, 210n, 309 Arne Hannisdal: s. 70 Øvrige: s. 4: Svein Erik Dahl / Samfoto, 9: TIMSS, 12: TIMSS, 13: TIMSS, 14: TIMSS, 19: Faksimile Dagbladet, tekst: Harald Klungtveit, 20øv: Charles D. Winters / Photo Researchers, Inc. / GV-press, 20nv: Charles D. Winters / Photo Researchers, Inc. / GV-press, 54: Klima- og forurensningsdirektoratet, www.klif.no, 66: Paul Freytag / Corbis / Scanpix, 72vø: Simon Lewis / SciencePhotoLibrary / GV-press, 72vm: Dinodia / GV-press, 72vn: Russ Lappa / SciencePhotoLibrary / GV-press, 72hø: Charles D Winters / GV-press, 72hm: SciencePhotoLibrary/Scanpix, 72hn: Andrew Lambert Photography / SciencePhotoLibrary / GV-press, 75ø: SciencePhotoLibrary/Scanpix, 75m: SciencePhotoLibrary/Scanpix, 75n: SciencePhotoLibrary/Scanpix, 91ø: SciencePhotoLibrary/Scanpix, 91n: Wikimedia commons, 100: SciencePhotoLibrary/Scanpix, 97: Anne Langdalen/Kunnskapsforlaget/Store Norske norske leksikon, hentet fra denne siden: https://snl.no/DNA 101: Wikimedia Commons, 123v: SciencePhotoLibrary/Scanpix, 123h: Maximilian Stock Ltd / SciencePhotoLibrary/ GV-press, 131: Rolf K. Eckhoff, 151ø: Bjørn Gunnar Steen, 154: Svein Erik Dahl / Samfoto, 157: Svein Erik Dahl / Samfoto, 191: William Wang /Fotolia/Microstock/Scanpix, 208: Nordsveen AS, 210ø: Stabburets mediebank, 222: TINEs mediebank, 231ø: Marcus/Fotolia/Mircostock/Scanpix, 231n: Wikimedia commons, 242: Gus Pasquerella / Wikipedia, 295v: Wikimedia commons, 307ø: Yali Shi /Fotolia/Microstock/Scanpix, 307n: Albo/Fotolia/Microstock/Scanpix
Innhold Q Kapittel 1 – Kjemi og kjemididaktikk 1 Kjemi og kjemididaktikk 2 Begrunnelser for kjemi i skolen 5 Kunnskapsløftet 2020 og kjemiinnhold på 1.–11. årstrinn 5 TIMSS og kjemi 8 Oppgaver 13
Bindinger i stoffer 88 Metaller – oppbygning og egenskaper 88 Ioneforbindelser (salter) – oppbygning og egenskaper 90 Stoffer bygd opp av molekyler – oppbygning og egenskaper 93 3 Nettverksstoffer tofferr 99 9 Modeller err 101 Systematiske stematiske matiske navn nav og trivialnavn 103 Formler rmler for og navn nav på ioneforbindelser 106
til vu rd er in g
Q Kapittel 2 – Undervisning og læring av begreper som brukes om stoffer 15 Forskjellige begreper om stoffer 16 Rent stoff eller blanding 16 Grunnstoff eller kjemisk forbindelse 20
Q Kapittel 5 – Stoffers oppbygning, egenskaper og nomenklatur – belyst ved modeller 87
Organisk eller uorganisk stoff 23 Fysiske og kjemiske egenskaper ved stoffene 24 4 Partikkelmodellen 26 Læring av begreper 31 Oppgaver 34
Ku n
Q Kapittel 3 – Om praktisk arbeid rbeid i kjemi emi mi 3 39 Forsøkets plass i kjemiundervisningen ndervisningen visninge 40 Fire ulike typer kjemiforsøk iforsøk 41 Kjemiforsøk og læringsutbytte æringsutbytte 44
Sikkerhet på laboratoriet ratoriet og i dagliglivet 49 Regler for arbeid med d stoffer st på skolen 54 Oppgaver 57 Q Kapittel 4 – Grunnstoffene og periodesystemet 61 Grunnstoffer – naturens byggeklosser 62 Atomets oppbygning 63 Dagens periodesystem og atomenes elektronfordeling 67 Periodesystemets historiske utvikling 77 Oppgaver 82
Formler for f og navn på stoffer bygd opp av m moleky molekyler 111 Oppgaver 113 O Oppga
Q Kapittel 6 – Kjemiske reaksjoner 117 Kjemiske reaksjoner på makro- og mikronivået 118 Kjemiske likninger beskrevet med ord, kjemiske formler og modeller 121 Balansering av likninger 123 Energi og kjemiske reaksjoner 127 Reaksjonsfart 129 Påvisningsreaksjoner 132 Kjemisk likevekt 133 Elevers forestillinger om kjemiske reaksjoner 135 Oppgaver 136 Q Kapittel 7 – Hovedtyper av kjemiske reaksjoner 139 Klassifisering av kjemiske reaksjoner 140 Syre–base-reaksjoner 140 Fellingsreaksjoner 152 Redoksreaksjoner 154 Oppgaver 165
Q Kapittel 8 – Organiske stoffer i hverdagen 167
Q Kapittel 11 – Mer om syrer og baser 253
Organisk kjemi er studiet av karbonforbindelsene 168
Likevektsreaksjoner i vannløsninger 254
Modeller av organiske molekyler 169 Stoffgrupper og funksjonelle grupper 171 Alkaner 173 Petroleum, forbrenning og miljøaspekter 179 Alkener og alkyner 183
Syre–base-egenskaper til ioneforbindelser 265 Titrering som analysemetode 270 Forsuring og kalking av jord og vann 275 Feilaktige forestillinger om syrer og baser 279 Syre- og basebegrepene gjennom tidene 279
Alkoholer 188 Aldehyder og ketoner 191 Karboksylsyrer og andre organiske syrer 194 Estere 198 Oppgaver 201
Oppgaver 283
Proteiner 224 Oppgaver 234
Elektrokjemi 294 94 Galvaniske celler err 294 Elektrolyse yse 298 Korrosjon rosjon sjon 306 Oppgaver pgaverr 310 31
Q Fasit asit 313 3
Q Kapittel 10 – Beregninger og tillaging av løsninger 237 de Stoffmengde og andre grunnleggende
Ku n
begreper 238 Beregninger ut fra balansertee reaksjonslikninger 242 emiforsøk 245 2 Tillaging av løsninger i kjemiforsøk Oppgaver 251
Q Kapittel 12 – Mer om redoksreaksjoner 285 Reaktivitetsrekke/spenningsrekke ningsr gsr 286 Reduksjonspotensialer alerr 290 29
til vu rd er in g
Q Kapittel 9 – Næringsstoffer 205 Tre grupper av næringsstoffer 206 Fettstoffer 206 Karbohydrater 213
Mer om pH 260
Q R Referanser efe 319
Q Stikkordregister 320