Evnafrøði

Evnafrøði ella kemi er læran um eginleikarnar hjá evnum, lívrunnum sum ólívrunnum, og hvussu tey samspæla við onnur lívrunnin og ólívrunnin evni. Av tí at evni, sum eru ymiskar samansetingar av atomum, eru so fjølbroytt, so granska evnafrøðingar ofta, hvussu atom av ymiskum frumevnum samspæla og soleiðis skapað mýl, og eisini hvussu ymisk mýl samspæla sínamillum. Evnafrøði verður ofta kallað tann miðsavnandi vísindin, av tí at hon knýtir aðrar vísindagreinir saman. Evnafrøðingar kunnu við evnisandgerðum gera t.d. heilivág, plast, litir og mangt annað, sum vit brúka dagliga. Teir kanna, hvat er í evnunum, og hvussu ið nýggj evni kunnu verða gjørd. Umleið fimm mió. evni eru til. Vit brúka dagliga umleið 35 000 evni, sum eru gjørd úr einfaldum evnum - frumevnunum. Áðrenn evnafrøðin gjørdist vísindi, hildu fólk, at til vóru bara fýra frumevni: mold, eldur, luft og vatn. Nú vita vit, at 98 frumevni eru í náttúruni. Eisini kunnu nøkur fá (30 higartil) verða gjørd í starvsstovum. Vanligasta frumevnið í alheiminum er vatnsevni hydrogen (H₂). Tað er mesta tilfarið í stjørnunum. Egyptar vóru fyrstu evnafrøðingarnir. Evnafrøði eitur eisini kemi. Tað kemur av chem, ið merkir svørt mold. Soleiðis æt gamla Egyptaland. Nútíðar evnafrøði tók seg upp við fraklendinginum Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794), sum var fyrstur at gera ástøði um andgerðir. Hetta var um 1790. Enski vísindamaðurin John Dalton (1766-1844) vísti í 1808 á, at evnabindingar eru samanrunnin frumevnisatom. Russarin Dmitri Ivanovich Mendeleev setti í 1871 frumevni í skeiðbundna skipan, sum vísir, hvussu ið tey líkjast í evnafrøðiligum eginleikum.

Ein starvsstova. Evnafrøðingar brúka t.d. bøllufløskur og royndargløs at blanda evnini. Teir brúka eisini sjálvvirkin elektronisk tól.

Fyrr í tíðini søgdu granskarar, at fýra grundlutirnir eldur, jørð, vatn og luft vóru grundarlagið undir øllum heiminum. Nú á døgum siga vit, at allur heimurin er bygdur úr uml. 100 frumevnum og bindingum teirra millum. Evnafrøði er, sum navnið sigur, læran um øll hesi frumevni. Evnafrøðilig gransking er fyritreytin fyri nógvum av teimum hentu evnunum, sum vit brúka hvønn einasta dag, til dømis plasti. Sama er við øllum tí heilivági, sum er til taks nú á døgum. Í evnafrøðini verða atomini skrivað í stytting. Vatn hevur evnafrøðiliga formilin H₂O. Tað sigur okkum, at vatnmýli eru tvey vatnevnisatom (H er stytting fyri hydrogen) og eitt súrevnisatom (O er stytting fyri oxygen). Vatn hevur evnafrøðiliga formilin H₂O, ið merkir, at eitt vatnmýl er samansett av tveimum hydrogenatomum og einum oxygenatomi.

Týdningarmikil hugtøk

Hydrogen-ionir og hydroxid-ionir í løgnum verða til vatnmýl (H₂O).

• Frumevni: Frumevni eru gjørd úr atomum, sum eru eins. Til eru milliónir av ymiskum evnum á jørðini og í rúmdini, men tey eru øll gjørd úr færri enn 100 serligum evnum. Hesi evni nevna vit frumevni ella grundevni. Á jørðini eru funnin 90 frumevni. Tá ið heimurin varð til, vóru bara tvey frumevni, hydrogen (H) um 70 % og helium (He) um 30 %. Øll onnur frumevni eru og vera enn gjørd í stjørnunum. Evnini lættari enn jarn (Fe) verða stigvíst bygd upp inni í stjørnunum, og tey, sum eru tyngri enn jarn, verða gjørd, tá ið stjørnur enda sínar dagar sum spreingistjørnur ella supernova. Hydrogen er tað evnið, sum mest er til av. Hydrogen er eisini tað einfaldasta frumevnið, sum til er. Tað er eisini tað lættasta evnið. Hydrogen verður m.a. goymt í trýstfløskum.

• Atom: Eitt atom er minsta nøgd, ið til er av einum frumevni. Atomini í einum reinum frumevni eru øll eins, men tey eru øðrvísi enn atomini í øðrum frumevnum. Summi atom kunnu ikki vera einsamøll, men binda seg saman tvey og tvey - bæði oxygen og hydrogen eru dømi um hetta. Hydrogenmýlið er úr tveimum hydrogenatomum og oxygen er gjørt úr mýlum av tveimum oxygenatomum. Hóast orðið, sum er grikskt, er ógvuliga gamalt, er nútíðar atomlæra ikki gomul. Fyrstur at gera eina nýtiliga atomlæru var bretski evnafrøðingurin og veðurmaðurin John Dalton. Sambært atomlæruni er alt í hesum heimi bygt úr smáum partiklum, atomum, sum eru so smá, at tey síggjast ikki, heldur ikki við mikroskopi. Nú á døgum eru eingir granskarar, sum ivast í, at atom eru til. Soleiðis hevur ikki altíð verið. Fyri bara hundrað árum síðan var enn hart stríð um atomini. Atomistarnir, soleiðis vórðu tey nevnd, sum hildu atom vera til, royndu at stríðast fyri sínum sjónarmiðum. Atom eru smá, so smá, at tey síggjast ikki, heldur ikki í mikroskopi. Helst var tað tí, at mong fyrr ivaðust um atomini. Øll vita okkara um henda ósjónliga atomheimin stavar frá óteljandi royndum, sum hava verið gjørdar nú í eini tveyhundrað ár. Grundað á hesa vitan kunnu vit gera okkum fyrimyndir av atomum. Øll atom eru bygd úr einum atomkjarna við elektronum malandi runanum.

• Mýl: Eitt mýl er ein samanseting av einum ella fleiri atomum. Til dømis er vatn eitt mýl - eitt vatnmýl er gjørt úr tveimum hydrogenatomum og einum oxygenatomi. Stutt eftir ár 1800 setti enski evnafrøðingurin Dalton fram ta hugsan, at frumevnini vóru bygd úr bæði mýlum og atomum. Fyrimynd sína grundaði hann á royndir við gassevnum. Dalton helt seg vita, at atom kundu ganga saman í mýl. Atomini hugsaði hann sær sum smáar, harðar húlur, ið ikki bar til at býta smærri.

• Skeiðbundna skipanin: Øll tey mongu frumevnini, bæði natúrlig og gjørd, kunnu verða skipað í eina greiða og einfaldu talvu. Russiski evnafrøðingurin Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907) varnaðist hetta fyrstur. Skipanin er ógvuliga hent at hava við hondina í arbeiðinum við evnafrøðini. Mendeleev hevði tøl fyri atomnøgdirnar, og hann skipaði frumevnini eftir vaksandi atomnøgd. Í skeiðbundnu skipanini eru frumevnini skipað eftir atomnummari. Atomnummarið sigur, hvussu nógvar protonir eru í atomkjarnanum. Til dømis hevur jarn (Fe) atomnummar 26 og eru sostatt 26 protonir í kjarnanum. Frumevnini eru skipað tvørturum í skeið upp og niður í bólkar. Tí standa evni, sum hava á leið somu eginleikar (til dømis alkalimetalini), í sama bólki upp og niður. Uppdaging Mendeleevs hevur havt so stóran týdning fyri evnafrøðina, at hon hevur verið borin saman við tað, sum Charles Darwin (1809-1882) ávrikaði í lívfrøðini ella Isaac Newton (1642-1727) í alisfrøðina. Í 1955 var nýtt frumevni, mendelevium (Md), nr 101, nevnt eftir honum.

Skeiðbundna skipan frumevnanna

Bólkur

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Perioda

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

ᵇ

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

ª

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Uuu

112 Uub

113 Uut

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

Lanthanid

ᵇ

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

Aktinid

ª

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

Slag av frumevni:

Alkalimetal	Jørðalkalimetal	Lanthanid	Aktinid	Skiftismetal
Onnur metal	Hálvmetal	Ikki-metal	Halogen	Óvirkin gass

Saltkrystall. Ímillum evnafrøðingar er orðið salt felagsheiti fyri øll evni, sum eru gjørd úr metal-ionum og sýrurest-ionum.

• Evnasambinding: Í frumevnunum er eittans atomslag. Tá ið ymisk frumevni renna saman, gera atomini mýl (í einum mýli kunnu vera tvey ella fleiri ymisk atom), úr heilt øðrvísi evni - evnabinding. Gott dømi er natriumklorid (vanligt salt), sum kemur í, tá ið frumevnini natrium (Na) og klor (CI) renna saman. Nýggja evnið líkist hvørgum frumevninum, tað er komið av. Natrium er t.d. bleytt metal. Tað skínur sum silvur. Klor er gulgrønt og ógvuliga eitrandi loftslag. Vanligt salt (natriumklorid) er lívsneyðugt hvítt pulvur. Úr 90 ymiskum frumevnisatomum kunnu vit gera milliónir av ymiskum evnafrøðiligum sambondum. Í evnafrøðiligum tilgongdum verða eitt ella fleiri evni gjørd um til onnur evni, sum ofta hava heilt aðrar eginleikar enn upprunaligu frumevnini. Tað at skilja vatn sundur í oxygen (O₂) og hydrogen (H₂) var ein slík tilgongd. Hydrogen er eitt ógvuliga eldfimt gass, oxygen er gass, sum nørir eld, og vatn er løgur, sum vit brúka at sløkkja eld við. Flestu frumevnini eru at finna sum partur í onkrum evnasambandi. Oxygen er til dømis í vatni, í kálki og sum frítt oxygen í lofthavinum. 



• Orka: Orka er í øllum frumevnum. Heitt vatn t.d. er ein orkukelda, tí tað kann verma kalt vatn. Men kalt vatn, sum er t.d. fimm ºC, er eisini ein orkukelda, tí tað kann verma vatn, sum er kaldari, til dømis 1-2 ºC. Tá ið eitt frumevni ornar, veksur varmaorkan í tí. Tá ið eitt frumevni kólnar, minkar varmaorkan í tí. Varmakorkan frá einum evni, sum kólnar, hvørvur tó ikki, hon verður bara flutt til frumevnið, sum kølir. Sjálvt í flótandi luft, sum er um -200 ºC, er varmaorka. Orka verður oftast skrivað E. Eindin er joule, skrivað J. Skilt verður ímillum ymisk orkusløg: kjarnorku, elektriska orku, termiska orku (varmaorku og innari orku), evnafrøðiliga orka, mekaniska orku (støðuorku og rørsluorku) og geislaorku. Evnafrøðilig orka er goymd í t.d. olju, gassi, battaríum, o.l. Brenna vit gass úr gassfløskuni í einum bunsenbrennara verður evnafrøðilig orka gjørd um til varmaorku.

• 

Jónir og sølt: Metal lata elektronir og gera positivar jónir (ella ionir). Ein jón er eitt atom ella eitt mýl við eini ravmagnsløðing. Tað finnast bæði negativt og positivt løddar jónir. Ein positiv ion verður nevnd ein kation og ein negativ verður nevnd ein anion. Positivu jonirnar eita sum frumevnini við endingini -jon: natriumjon Na⁺, kaliumjon K⁺, calciumjon Ca²⁺, o.s.fr. Negativu jonirnar fáa -id sett upp í navnið og enda eisini við -jon, Frumevnisendingin dettur ofta burtur: t.d. flouridjon F⁻, chloridjon Cl⁻, oxidjon O²⁻. Løðingin kemst av, at atomið ella mýlið missur ella upptekur elektrónir. Ein kation og ein anion kunnu bindast saman við eini ionbinding og verður hetta kallað eitt salt. Eitt salt er eitt evni, sum er gjørt úr jonum, eitt jonsamband. T.d. natriumklorid (vanligt køkssalt) kemur í, tá ið frumevnini natrium og klor renna saman. Natrium letur eina elektron, klor, fær eina elektron. Evnið verður skrivað NaCi, natriumklorid. Formilin vísir, at salt hevur í sær natriumjonir og kloridjonir í lutfallinum 1:1. Reglan er, at negativar og positivar løðingar skulu veru líka nógvar í tali. Eitt annað dømi kundi verið eitt salt úr Fe²⁺ og O²⁻ jonum. Joirnar hava numeriskt líka stórt løðing. Tí verður fomilin fyri jarn(II)oxid FeO. Hevði talan harafturímóti verið um jarn(III)jonir F³⁺ og O²⁻ jonir, skuldi formilin verið øðrvísi. Her lata 2 jarnatom tilsamans seks elektronir frá sær. Hvørt oxygenatom kann taka ímóti 2 elektronum. Tí skulu 3 oxygenatom taka ímóti teimum seks elektronunum. Jonbýtið verður 2 Fe³⁺ jonir fyri hvørjar 3 O²⁻ jonir. Formilin fyri jarn(III)oxid verður Fe₂O₃.

Flokking

Høvuðsøki innan evnafrøði:

• Ólívrunnin evnafrøði er læran um eginleikar og reaktiónir hjá ólívrunnum evnum.
• Lívrunnin evnafrøði er læran um eginleikar, mekanismur, samanseting og reaktiónir hjá lívrunnum evnum.
• Alisevnafrøði er læran um alisfrøðiliga støði undir evnafrøðiligum reaktiónum og skipanum.
• Lívevnafrøði er læran evni, reaktiónir og samspæl í livandi verum. Lívevnafrøði og lívrunnin evnafrøði er tætt knýtt.
• Analytisk evnafrøði er analysan av tilfarið, fyri at kannað hvussu tað er sett saman evnafrøðisliga.