Tudod pontosan mi a petárda?

A pirotechnikai termékek közül talán az egyik legismertebb eszköz a petárda. Ez a kis zöld hangrudacska sokaknak okozott álmatlan éjszakákat. Kínai találmány, kezdetben vékony bambuszszár-szeleteket töltöttek meg lőporral, amelynek végét egy rövid kanóccal látták el. Jellemző effektusa a robbanás nagy hang kíséretével.

Chemistree

Boldog karácsonyt kívánok minden kedves Olvasónak!

Egy kémikus karácsonyfája  (forrás: wis.edu.hk)

 

Karácsonyi kémia 4: a karácsonyfa

Ha karácsonyfa, akkor lucfenyő. (Sok területen környezettudatos vagyok, de nekem a karácsonyfa csak igazi fenyőből képzelhető el.)

A lucfenyő fontos vegyipari nyersanyag. Főként cellulózgyártásra használják, de karácsonykor jut belőle az otthonokba is.

A fenyő rostos és extrahálható anyagokból áll. A rostos vagy szerkezeti anyag nagy molekulatömegű polimereket: cellulózt, hemicellulózt és lignint tartalmaz. Az extraktumok kis molekulatömegű szerves anyagok, amelyek semleges szerves oldószerben és vízben oldódnak.

Karácsonyi kémia 3: gyertyafény

Méhviasz gyertyákat már a rómaiak is készítettek. A XII. század során jelentek meg a faggyúgyertyák. 1825-ben szabadalmaztatta Chevreul és Gay-Lussac a sztearingyertyát. 

Manapság a gyertyát kemény (51–55^oC-on olvadó) paraffinból és sztearinból készítik. A sztearin növeli az olvadáspontot, és meghosszabbítja az égési időt: palmitinsavból és sztearinsavból készül (a savak olvadáspontja 61^oC, illetve 69^oC). 

Pihe-puha mézeskalácsom receptje

Közkívánatra elárulom Nektek a tuti puha mézeskalács receptemet. 

Tészta: 800 g + 200 g liszt, 250 g porcukor, 1 kávéskanál őrölt szegfűszeg, 1 kávéskanál őrölt fahéj, (ha szereted a gyömbért, még azt is tehetsz bele), 2 egész tojás, 250 g langyos méz, 1 evőkanál zsír!, 6 evőkanál sárgabarack lekvár, 20 g szalakáli, 10 g szódabikarbóna, 1,5 dl langyos tej

Máz: 200 g porcukor, 1 tojásfehérje és pár csepp ecet hófehér habbá verve

Karácsonyi kémia 2: glögg, a svéd forralt bor

Glögg, a svéd forralt bor

Eredetileg a glögg egyszerű forralt bor volt; kevés alkoholt tartalmazott. Az 1880-as évekből származik Gustava Björklund receptje, amely így szól: végy egy üveg vörösbort, keverd össze fele annyi vízzel, tégy bele három összetört szegfűszeget, néhány darab fahéjt, egy kevés cukrot, és tálalás előtt főzd egy kicsit.

A glögg az idők folyamán erősebbé vált. Ennek az lehet az egyik oka, hogy áttértek az ízesebb karamellre, amely úgy készült, hogy a glögg fölé egy szitát tettek, erre szórták a cukrot, a glögg gőzét meggyújtották, és a többit az égő alkoholra bízták.

Ehhez azonban az kellett, hogy a glögg alkoholtartalma legalább 20 térfogatszázalék (40 fok) körül legyen. Mivel a párologtatás és az égés durván a felére csökkenti az alkoholtartalmat, a karamellizálást pazarlásnak tartották, és az újabb receptek el is hagyják.

Karácsonyi kémia 1: a fűszerek

Karácsonyt megelőző hetekben sok család otthonát finom mézeskalács illat lengi be. Én egy régi, bevált recept szerint készítem és több éves tapasztalat után elmondhatom, hogy ez tényleg puha marad hetekig. 

Végy egy nagy tálat és mérj bele 500 g lisztet. Majd ízesíts fahéjjal, gyömbérrel, szegfűszeggel…. No, de ez nem egy gasztroblog! Valóban, de a mai bejegyzéshez nélkülözhetetlen volt megtudnunk, hogy mely fűszerek kellenek a mézeskalács elkészítéséhez. És mivel ezt már tudjuk, jöhet a kémia, mert mindig minden CSUPA KÉMIA.

A molekulák polaritása

A molekulák polaritásának megértéséhez először nézzük meg mik is azok a polaritásvektorok! Ezt egy példán keresztül tudjuk a legjobban megérteni.

Ha egy kiskocsit - két ellentétes oldalán - két ember egyforma erővel húz, vagy egy asztalt három ember három oldalról (szimmetrikusan) egyforma erővel nyom, a tárgyak nem mozdulnak el, mivel az erők eredője 0.

 

A polaritásvektorok szemléltetése
forrás: sulinet.hu

Érdekesség: Hangyasavval a jég ellen

Gondoltad volna, hogy éppen a hangyák a legjobb jégmentesítők? Vagyis nem pont a hangyák, hanem a szervezetükben fellelhető szerves sav, ami nem engedi 0°C-on megfagyni a vizet.

Ének a periódusos rendszerről

Irinyi János (1817-1895)

Irinyi János 1817-ben Nagylétán született. Kémiai ismereteit a bécsi Politechnikumban szerezte. Egyik professzorának kísérlete kapcsán jött rá a zajtalan gyufa megoldásának gondolatára. Hosszú kísérletsorozat után, 1836-ban szabadalmaztatta a zajtalan és robbanásmentes gyufára vonatkozó újítását. 

A gyufa fejében a foszfort nem káliumkloráttal, hanem ólomdioxiddal keverte. Találmányát eladta egy gyufagyárosnak, a kapott összegből külföldre ment tanulmányútra. Berlinben a híres hohenheimi Mezőgazdasági Főiskola hallgatója volt. Hazatérve megalapította Pesten az első "gyújtófák gyárá"-t, mely a város több pontján működött. Sorra írta kémiai tárgyú cikkeit, és megjelent tankönyvének első kötete: A vegytan elemei.

Az 1848 - 49-es szabadságharcban jelentős politikai szerepet játszott, Kossuth őt bízta meg az ágyúöntés és puskaporgyártás irányításával, és megbízta az állami gyárak felügyeletével. A szabadságharc bukása után börtönbüntetésre ítélték. Szabadulása után visszavonult a politikai élettől, tudományos munkásságának élt. A köztudatban csak a gyufával kapcsolatos tevékenysége ismert, pedig az új szemléletű kémia egyik legelső hazai terjesztúje volt, valamint jelentős szerepet játszott a magyar kémiai szaknyelv kialakításában.

A tömegszázalék

Készítettél valaha egy bögre kakaót? És kiszámítottad előtte, hogy hány tömegszázalékos? Nem, mert nem tudtad? Akkor nézzük át, hogy ehhez milyen ismeretekre van szükséged!

A tömegszázalék az oldatok töménységét jellemző számadat. 

Megmutatja, hogy az oldott anyag tömege hány százaléka az egész oldat tömegének. Másképpen, a tömegszázalék azt fejezi ki, hogy 100 g oldat hány g oldott anyagot tartalmaz.

A csokoládé kémiája

Mi van a csokiban? Miért esszük vizsgák előtt? Tényleg legális kábítószer? Nagyító alatt az örömkeltő összetevők.

A csoki nem egy szimpla termék, több mint 300 vegyületből áll össze. Vajon melyik okoz örömet.

Gyanús a teobromin, mert a kakaóbab viszonylag nagy mennyiségben tartalmazza. Ahhoz, hogy rájöjjünk, mi is a teobromin, érdemes összehasonlítani az alábbi két ábrát (függetlenül a pálcikák és betűk jelentésétől):

Teobromin

Koffein

Alig van eltérés, csak a „bal felső sarokban” van egy kis változás. Ezek tehát „rokonok”, márpedig az első kép a teobromin, a második pedig a koffein! A teobromin tehát stimulál, mint a reggeli kávé.

A triptofán egy kicsit összetettebb molekula:

Triptofán

Ez már majdnem szerotonin, sőt, szerotonin lesz belőle, ha „megesszük”, márpedig a szerotonin (többek között) a jó hangulatért is felelős. Ám a pulykahúsban például sokkal több a triptofán, mint a csokoládéban. Boldogít a pulyka? Bizonyos fokig lehet, de a csokihoz mérhetően biztos nem.

Jöjjön a kimondhatatlan nevű feniletilamin:

Feniletilamin

A nyolcvanas évek nagy sztárját üdvözölhetjük benne, akkoriban széles körben elterjedt, hogy ez egy csokoládéban lévő legális kábítószer, hiszen rokona az amfetaminnak, viszont olyan gyorsan megemészti az ember, hogy nem tud nagyobb mennyiségben eljutni az agyba. Ezért nem is kábít.

Manapság úgy tűnik, hogy az anandamid tehető felelőssé némi kábításért, az agynak ugyanazt a receptorát aktiválja, mint a marihuána, de hatása sokkal mérsékeltebb.

Anandamid

Ahhoz azonban, hogy valaki pusztán anandamiddal kábítsa el magát, igazán erős gyomorra lenne szüksége. Több mint 10 kilogramm csokoládét, azaz legalább 80 darab közepes méretű csokimikulást kellene rövid idő alatt befalnia... Hamarosan jön a Mikulás! :)

Forrás: chemgeneration

Zemplén Géza (1883-1956)

Zemplén Géza 1883-ban Trencsénben született, tanulmányait a budapesti egyetem bölcsészeti karán végezte. Rövid ideig Than Károly mellett dolgozott, majd a Selmecbányai Bányászati Akadémia kémiai tanszékére került tanársegédnek. 1907-ben tanulmányútra ment Németországba. Négy évet töltött a szerves kémia akkori nagy mesterénél, a már 1902-ben Nobel-díjjal kitüntetett Emil Fischernél. A szénhidrátok területén folytatott kutatást, és erről Fischerrel több közös cikke jelent meg. Ez maradt Zemplén fő kutatási területe a későbbiekben is. 1913-ban kinevezték Magyarország első szerves kémiai tanszékére professzornak. Itt dolgozott 1956-ban bekövetkezett haláláig.

Többszáz közlemény hirdeti munkásságát, amelyet nehéz volna összefoglalni. A szerves kémiában minden új vegyület, eljárás, fizikai állandó meghatározása egy közlemény. Ennek folytán eleve publikáció gazdag terület. A Zemplén-féle elszappanosítás, a Zemplén-féle cukorlebontás, a számtalan hivatkozás nevét tartósan megőrzi. Könyvet csak egyet írt, élete alkonyán, de az már inkább a múltat tükrözte.

Zemplén feladatokat, megbízásokat vállalt a gyógyszeripartól is. Személyében alakult ki az az üdvös, máig élő kapcsolat a szerves kémiai ipar és az egyetemek között, amely mindkét fél számára hasznos. A későbbi magyarországi szerves kémia szinte minden érdemes művelője és alkotója Zemplén Géza mellől indult.

A második világháborút követő rövid demokratikus időszakban, 1948-ban az akkor alapított legnagyobb magyar kitüntetésben, a Kossuth-díjban Zemplén Géza elsőként részesült a kémikusok közül. Bár a Kossuth-díjat a következő évtizedekben változó teljesítményekért adták, és nem mindig politikai mellékzönge nélkül, a természettudományokban elért eredményekért kapott Kossuth-díjak döntő többsége érdemes helyre jutott.

A Zemplén családi gének minőségét jelzi, hogy bátyja, Győző a Műegyetemen a fizikaprofesszor, a modern fizika egyik nagy művelője lehetett volna, ha a már jelentős tudományos eredményeket elérő tudós nem jelentkezett volna önként katonai szolgálatra az első világháborúban, és nem esett volna el fiatalon az olasz fronton. Leánya, Zemplén Jolán az első női professzor lett a Műegyetemen, ugyancsak fizikaprofesszor és jeles tudománytörténész. Zemplén Géza fia pedig magas egyházi méltóságra emelkedett.

A boldogság kémiája: az endorfin

Kicsit leegyszerűsítve a dolgot, végeredményben a boldogság érzését is a kémiának köszönhetjük, hiszen az endorfin nevű fehérje okozza a mindenki által vágyott, eufórikus érzést. 

Az endorfin nem más, mint egy neurotranszmitterekként működő fehérje, mely az agyalapi mirigyben és a hipotalamuszban termelődik, különféle fizikai hatásokra, izgalmi állapot esetén, fájdalomérzetkor, sőt, fűszeres ételek fogyasztásakor is.

Endorfin molekula

Funkciója főként a fájdalom csillapítás, de tagadhatatlan, hogy az endorfin felszabadulása kellemes, eufórikus érzést is képes kelteni. A köznyelvben elterjedt endorfin-áradat kifejezés arra utal, hogy fájdalomérzület, veszélyhelyzet fellépése, vagy egyéb stressz esetén lelkesültség érzése önti el az emberi testet, vélhetően az endorfinok hatására. Amikor egy ingerület eléri a gerincvelőt, endorfinok szabadulnak fel, melyek megakadályozzák az idegsejteket abban, hogy további fájdalomingert továbbítsanak. Ezért van az, hogy például egy baleset pillanatában egy komolyabb sérülést is képes "fájdalom nélkül" megúszni az ember, és csak később, a vészhelyzet elmúlásával és az endorfin csökkenésével jelentkezik a fájdalom.

Ezért szeretjük az erőspaprikát is: a paprika jellegzetesen erős hatóanyaga, a kapszaicin erős, égő érzést vált ki, sőt, erős fájdalmat és izzadást gerjeszthet. A szervezet erre válaszul termeli a fájdalom csillapító endorfint, így a teljes folyamat végül kellemes hatású.

 

A futás boldogság

Az endorfin termelésnek egy másik széles körben ismert jelensége az úgy nevezett "futók gyönyöre" effektus. Ha ugyanis valaki fáradhatatlanul fizikai gyakorlatokat végez és átlép egy küszöbértéket, aktiválja az endorfin termelését. Így tehát endorfinok szabadulnak fel a hosszabb edzések alatt is. Ezzel azonban vigyázni kell, hiszen az endorfinok felszabadulása miatt a sportoló ki van téve egy olyan állapotnak, amikor túllépve saját testének fizikai határait akár sérüléseket is szenvedhet: a futó a fájdalom ellenére tovább fut, stb. És ez az az érzés, ami miatt a fáradtságos ezdések után is van kedve az embernek másnap is futócipőt húzni.

Forrás: Wikipédia

A fekete kígyó

Szokott anyukád sütni? És apukád kupicázni? 
Ha igen, akkor irány a konyha kísérletezni: kérj egy csipetnyi szódabikarbónát anyukádtól, egy kupica házi pálinkát apukádtól és megtudhatod mi is az a fekete kígyó!


Szükséges anyagok: 

• nátrium-hidrogén-karbonát, anyukád szódabikarbóna néven ismeri (NaHCO₃), 

• porcukor, 

• etil-alkohol, azaz a jó öreg pálinka (C₂H₅OH),

• homok

Szükséges eszközök: 
mérleg, gyufa, óraüveg vagy inkább porcelántál

Kísérlet leírása:

Keverd jól össze 8:1 arányban a porcukrot és a szódabikarbónát. Ezt a homogén keveréket nedvesítsd meg etil-alkohollal, hogy formázható legyen, de ne legyen folyós. Ebből a keverékből tegyél egy keveset a homokkal telt óraüvegre vagy porcelántálba. A homokot is megnedvesítheted alkohollal. Gyújtsd meg az alkoholt. Egy pár másodpercet várni kell, míg a reakció beindul. Fekete színű kis "kígyók" bújnak ki a keverékből. Annál nagyobbak lesznek a kígyók, minél tovább ég az alkohol.

Magyarázat: 

Az etil-alkohol égésekor keletkező hőtől a cukor bomlásnak indul. A cukor bomlásakor keletkező víz elpárolog, míg a cukorszén visszamarad, amit a szódabikarbónából felszabaduló szén-dioxid felfúj, így változatos alakú és méretű, kígyóhoz hasonló alakzatok keletkeznek.

forrás: laborom.atw.hu és szertar.com

Jó szórakozást!

Szent-Györgyi Albert (1893-1986)

A neves orvos-kémikus Budapesten született, egyetemi tanulmányait is ott végezte, 1917-ben kapta meg orvosi diplomáját. Később Pozsonyban, Prágában, Berlinben, Leidenben és Groningenben folytatott tanulmányokat, majd Cambridge-ben szerzett kémiai doktorátust.

A magyar állam támogatásával Ő alapította a Szegedi Egyetem Biokémiai Intézetét. Itt végezte azokat a kutatásokat, amelyek a C-vitamin izolálásához vezettek. Jelentős mennyiségű C-vitamint (aszkorbinsav) állított elő a magyar paprikából.

L-aszkorbinsav, azaz a C-vitamin

Kutatásaiban elsősorban az élő szervezetek oxigénfelvételével foglalkozott. Szegeden végzett kutatásainak legfontosabb eredménye a Szent-Györgyi – Krebs ciklus egyes lépéseinek tisztázása volt, amely munkájáért, beleértve a C-vitamin előállítását is 1937-ben Nobel-díj elismerésben részesült. A Magyar Tudományos Akadémia 1938-ban rendes tagjai sorába választotta.

A II. világháború után végleg az Egyesült Államokban, a Boston melletti Woods-Hole-ban telepedett le, ahol a National Institute of Health tudományos munkatársa lett. Később létrehozták számára a Woods Hole-i Marine Biological Laboratoryban az Institute for Muscle Research (Izomkutató Intézet) részlegét, ahol folytathatta a Szegeden megkezdett kutatásait.

1962 és 1971 között a Darthmouth-i Egyetem professzora volt. Kapcsolatait Magyarországgal mindig fenntartotta, az 1960-as évektől rendszeresen hazalátogatott. Élete utosó két évtizedét a rákkutatásnak szentelte. 93 évesen hunyt el Woods Hole-ban.

Az életre kelt töklámpás

Ha azon gondolkodsz, hogy milyen érdekességgel tudnád barátaidat meglepni Halloween alkalmából, akkor a következő kísérlet éppen kapóra jön. Mi lehet izgalmasabb egy életre kelt töknél?

A következő kémiai kísérletet Steve Splanger terjesztette el a világon, nem csoda, hisz néhány perc alatt, izgalmas Halloween produkciót állíthatsz össze. A kísérlet nem veszélyes, viszont a későbbi nehézségek elkerülése végett, a mutatványt olyan helyen végezd el, amit könnyű kitakarítani

A kísérlet egyszerű kémiai alapelvekre épül, és a látványt a különböző anyagok egymásra gyakorolt reakciója váltja ki. Lássuk hát, hogyan nyűgözheted le a nézőközönségedet!

Amire szükséged lesz:

• kifaragott tök (töklámpás)
• 6%-os hidrogén-peroxid
• folyékony szappan
• színezőanyag (opcionális)
• egy kis tasak élesztő
• két pohár
• víz
• egy nagy méretű szemeteszsák
• szülői felügyelet!!!! (kiskorúak esetében) 

A kísérlet

• A szemeteszsákkal terítsd le a munkafelületet. (Így a kísérlet utáni takarítás pillanatok alatt megvan.)
• Az egyik pohárba önts kb. 30 ml hidrogén-peroxidot.
• A hidrogén-peroxidot keverd össze egy kevés folyékony szappannal, tetszés szerint adj hozzá néhány csepp színezőanyagot és keverd őket össze.
• A második pohárba szórd bele az élesztőt, öntsd fel vízzel és keverd jól össze.
• Végül helyezd óvatosan a hidrogén-peroxidos poharat a töklámpás belsejébe.
• A töklámpás tetejét (skalpját) az egyik kezedben fogva öntsd az élesztővel kevert vizet a töklámpás belsejében található pohárba, majd egy gyors mozdulattal helyezd vissza a töklámpás tetejét a helyére.
• Néhány másodperc alatt pedig megindul a kémiai reakció, és töklámpásod orrán-száján habot fúj ki magából.

A kémia
Az élesztőben termelődő kataláz enzim segít gyorsan kiszedni a hidrogén-peroxidból az oxigént. A felszabadult oxigén buborékok pedig felhabosítják a mosószeres elegyet.

Óvintézkedések
1. Csak szülői felügyelet mellett végezd ezt a kísérletet!
2. 6%-osnál töményebb hidrogén-peroxidot ne használj!
3. Soha semmit ne tegyél a hidrogén-peroxidba, mert nagyon heves reakciókat válthat ki!
4. Ne idd meg és ne is itasd meg mással a hidrogén-peroxidot!
5. Ne használd szemcseppnek!

Jó szórakozást mindenkinek!

Versenyre fel!

képforrás: chemgeneration.com

A chemgeneration.com oldal Láncreakció néven egy tudományos versenyt hirdetett meg középiskolások részére.

"Építsd meg csapatoddal a legérdekesebb Láncreakció gépezetet, melyet izgalmas fizikai és kémiai reakciók tartanak működésben. Színesítsd a masinát látványos kémiai reakciókkal, mindezt mutasd be egy házi videófelvételen, és nevezz vele!!"
A verseny időtartama: 2013. október 1-től november 15-ig

Hevesy György (1885-1966)

.

A radioaktív nyomjelzés és a hafnium elem felfedezője Bischitz György néven született Budapesten, családnevük nemesítés folytán változott Hevesyre. Tanulmányait a Budapesti Tudományegyetemen kezdte meg, majd a berlini műegyetemen folytatta, végül 1908-ban szerezte meg a doktorátust fizikából Freiburgban.

 

Az I. világháború idején magyar katonaként teljesített szolgálatot, a háború után pedig a budapesti Állatorvosi Főiskola kémia tanszékén végzett kutatásokat, majd elvállalta a budapesti Műegyetem fiziko-kémiai tanszékének vezetését. Sok közép-kelet-európai tudóshoz hasonlóan ő is külföldön végezte kutatómunkája legjavát: Zürichben, Manchesterben, Freiburgban és Stockholmban is dolgozott. Több alkalommal is munkatársa volt Niels Bohr koppenhágai laboratóriumának. Itt fedezte fel 1922-ben a 72-es rendszámú elemet, a hafniumot.

1943-ban a náci üldöztetés elől feleségével és gyermekeivel Koppenhágából Stockholmba menekült. Jelentős kutatásait a radioaktív izotópokkal végezte.

1911-ben Ernst Rutherford manchesteri laboratóriumában dolgozott, itt kezdett hozzá az urán-238 bomlási termékeinek vizsgálatához. Főnökétől azt a feladatot kapta, hogy válassza szét az ólmot és a rádium-D-t. Mivel ez kétévi próbálkozás után sem sikerült, arra a következtetésre jutott, hogy a két anyag különválasztása lehetetlen. (A rádium-D valójában az ólom egyik izotópja.)

Megfogalmazta azt a tételt, miszerint, ha az aktív anyag nem választható el az inaktívtól, akkor a sugárzó rádium-D felhasználható az ólom indikátoraként. Ez az elv alapvető tételnek bizonyult a nyomjelző izotópok indikátorként való alkalmazásában. Szintén nagy érdeme, hogy kifejlesztett egy radioaktív jelző módszert, melynek lényege, hogy kis mennyiségben hozzákeverik a radioaktív izotópot a vele kémiailag azonosan viselkedő elemhez, amely bármely szervezetbe juttatva sugárzással jelzi a megtett útvonalat.

A módszer alkalmazásával a kémikusok és az orvosok olyan lehetőséghez jutottak az élő szervezetben zajló folyamatok követésére, amilyenekről korábban nem is álmodhattak. 1943-ban neki ítélték oda a kémiai Nobel-díjat, amit azonban csak egy évvel később vehetett át.

Oláh György (1927-)

Oláh György 1927-ben született Budapesten. Vegyészmérnöki oklevelét a budapesti Műegyetemen szerzi meg, ahol 1949-ben le is doktorál. Az egyetemen Zemplén Gézának, a szerves kémia neves professzorának lett az asszisztense. Nem sokkal később vezetője lett a Szerves Kémia Tanszéknek, és már huszonhét éves korában megszerzi a kémiai tudományok doktora címet. Ezután a Magyar Tudományos Akadémia Központi Kémiai Kutató Intézetének igazgatóhelyettese lett. 

1956 decemberében elhagyja az országot, és Kanadában telepedik le. Először a Dow Chemical Company tudományos főmunkatársa lett, ahol a stabil karbokationokra vonatkozó kutatásokkal kezd foglalkozni. 1965-től az USA-ban a Case Western Reserve University professzora, 1977-ben pedig kinevezik a kaliforniai University of Southern California Szénhidrogénkutató Intézetének tudományos igazgatójává. 1991-től napjainkig a Loker Szénhidrogénkutató Intézet (Los Angeles) igazgatója.

A Magyar Tudományos Akadémia 1990-ben tiszteleti tagjává választotta. Oláh György folyamatosan tartja a kapcsolatot a magyarországi kutatókkal.

Kutatásainak legjelentősebb eredményét a karbokationok kutatásával érte el, e területen végzett munkájáért 1994-ben kémiai Nobel-díjat kapott.

Nevéhez fűződik egyebek között a magasabb oktánszámú benzinre vonatkozó kutatások, a környezetkímélő, javított hatásfokú ólommentes benzin előállítása, s hozzájárult szénhidrogén alapú új anyagok, komponensek előállításához.

Bebizonyította, hogy a szénhidrogén-molekulák egyes fajtái stabilak és hosszú életűek lehetnek. Rendkívül erős szupersavakat (FSO₃H-SbF₅), avagy mágikus savakat állított elő, amelyek még az általában reakcióképtelennek tartott metánt is pozitív töltésű részecskévé, karbokationná (az öt vegyértékű "hiper-szén") tudják alakítani, amely így már könnyedén tovább tud reagálni. E felfedezés nyomán megnyílt egy olyan ipari potenciál, amely nagyon olcsó alapanyagokból teljesen új termékek előállítására ad lehetőségeket

Napjainkban a metanolra (metil-alkohol) épülő gazdaság foglalkoztatja. Vezetésével kifejlesztett direkt metanolos tüzelőanyag-cella (Direct Methanol Fuel Cell, DMFC) az utóbbi időben az egész világ érdeklődésének fókuszába került. A találmány a hagyományos energiahordozók (nyersolaj, kőszén, földgáz) előteremtési költségeinek és a globális felmelegedésnek a növekvő problémáját oldhatja meg. Az energiacella ugyanis metanollal működik, amit szén-dioxidból állítanak elő, a folyamat végén pedig víz keletkezik. A direkt metanolos tüzelőanyagcella közvetlenül alakítja át a metanolt (vagy más folyékony szerves tüzelőanyagot) elektromos árammá. Elektromos energia tárolására is alkalmas, hatásfoka jobb az ismert akkumulátorokénál A direkt metanolos tüzelőanyag-cellával működő gépjárművek gyártására minden technikai feltétel adott.

Nobel-díj 2013

Ma kiosztották a kémiai Nobel-díjat. Martin Karplus, Michael Levitt és Arieh Warshel kapták megosztva a kémiai reakciók komplexebb számítógépes modellezésében végzett tudományos munkájukért, amelyet a jövőben a gyógyszertervezés során tudnak hasznosítani a kutatók.

Kémiai Nobel-díj 2013

Kovalens vegyérték

Ez egy nagyon fontos fejezet. Ha jól megtanulod, a későbbiekben nem lesz problémád egy molekula szerkezetének meghatározásával, illetve felrajzolásával. 
Azt ajánlom, vegyél magad elé egy periódusos rendszert és így olvasd végig ezt a fejezetet, mert így sokkal könnyebben megérted és átlátod a kovalens vegyérték meghatározásának módját. 

A molekulák térszerkezete

Az elektronpár taszítási elmélet szerint a központi atom körül lévő kötő és nemkötő elektronpárok a taszításuk révén a lehető legtávolabb helyezkednek el egymástól.

A többszörös kötés elektronpárjai ugyanazon két atommag erőteréhez tartoznak, ezért nem határozhatunk meg külön irányt.

Molekula térszerkezetek csoportosítása

FELADAT: A kovalens kötés 2

1. Melyik folyamatban szabadul fel energia?

A: H₂ molekula felbomlása két H-atommá

B: H⁺ ionképződés

C: H₂ molekula képződés

D: mindhárom folyamatban

E: egyik folyamatban sem

Megoldás:

C – a molekulaképződés mindig energia felszabadulással jár.

A kovalens kötés 2

1. Kötési energia

Két atom között a kovalens kötés felbontását kísérő moláris energiaváltozás. (A kötés felbontása mindig energiát igényel, endoterm folyamat.) A kötési energiát befolyásolja a kialakult kötések száma, a többszörös kötés erősebb, mint az egyszeres kötés, de a π-kötés kedvezőtlenebb térbeli helyzete miatt gyengébb, mint a σ-kötés. 

FELADAT: A kovalens kötés 1

1. Két atom között kialakuló egyszeres kötésre jellemző, hogy
A: lehet σ- vagy π-kötés
B: mindig egy elektron alkotja
C: tengelyszimmetrikus
D: gömbszimmetrikus
E: mindig apoláris

Megoldás:
C - egyszeres kötésnél egy elektronpár tartja össze a két atomtörzset, és mindig szigma kötés jön létre, amely tengelyszimmetrikus

A kovalens kötés 1

Molekula

A molekula két vagy több atomból álló, elektromosan semleges kémiai részecske, amelyet kovalens kötés tart össze.

Kovalens kötés

Erős (elsőrendű) kémiai kötés, amelyben az atomtörzseket közös elektronpárok tartják össze.

FELADAT: ionok képződése atomokból

1. Melyek az argon atommal megegyező elektronszerkezetű ionok?

Na⁺, K⁺, Ca⁺, Ca²⁺, Cl^-, F^-, S^2-

Megoldás:
A 18-as rendszámú argon elektronszerkezete: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
A K⁺, Ca²⁺, Cl^- , S^2- ionok elektronszerkezete egyezik meg az argonnal.
Az anionokra jellemző, hogy a képződő stabilis anion elektronszerkezete megegyezik az adott periódus végén található nemesgázéval, itt a Cl^- , S^2- 
A kationokra az jellemző, hogy a képződő stabilis kation elektronszerkezete megegyezik az előző periódus végén lévő nemesgázéval, itt a K⁺, Ca²⁺

Ionok képződése atomokból: kationok

Az atom kifelé elektromosan semleges.

Ion képződésekor az atom vegyértékelektron-szerkezet változik meg: elektron leszakadásával pozitív töltésű kation, elektron felvételével negatív töltésű anion képződik.

Töltéssel rendelkező atomok az egyszerű ionok, töltéssel rendelkező atomcsoportok pedig az összetett ionok. Tulajdonságaik lényegesen különböznek azon atomok tulajdonságaitól, amelyekből képződtek.

 

Kation

Pozitív elektronos töltésű részecske, benne az elektronok száma kisebb, mint a protonoké. Semleges atomból elektron leszakításával képződik, azaz elektron hiány lép fel. A természetben a külső héjukon kevés elektront tartalmazó atomokból képződhet kation. 

Például az I.A csoport elemeinek atomjairól a vegyértékelektronok eltávolításával egyszeres pozitív töltésű fémionok képződnek.

 

A képződő stabilis kation elektronszerkezete megegyezik az előző periódus végén lévő nemesgázéval:

Na: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ = [Ne] 3s¹ 

Na⁺: 1s² 2s² 2p⁶  = [Ne]

A II.A és a III.A csoport elemeinek atomjairól a vegyértékelektronok eltávolításával kétszeres (Mg²⁺), illetve háromszoros pozitív töltésű fémionok képződnek (Al³⁺). 

Mg = Mg²⁺ + 2e^-

Al = Al³⁺ + 3e^-

A IV.A csoport nagyobb rendszámú elemei , az ón és az ólom esetében az is stabilis állapotot eredményez, ha csak a vegyértékhéj p-alhéja szűnik meg, így az ón(IV)- és ólom(IV)-vegyületek mellett ismerünk Sn²⁺ és Pb²⁺ ionokat is. 

Sn = Sn²⁺ + 2e^- és Sn = Sn⁴⁺ + 4e^-

Pb = Pb²⁺ + 2e^- és Pb = Pb⁴⁺ + 4e^-

 

A katinok és az atomok méretviszonyai
A kationok képződésekor általában megszűnik a legkülső elektronhéj, ezért a kation sugara mindig kisebb, mint az atomé, amiből az ion képződött.Azoknál a kationoknál ahol nem szűnik elektronhéj, figyelembe kell vennünk, hogy a pozitív töltésű ionban az atoméval egyező számú proton kevesebb elektronra gyakorol vonzó hatást, így ebben az esetben is csökken a sugár az atomban mérthez képest. Ez utóbbi az oka annak is, hogy az azonos nemesgázszerkezetű katinok közül a nagyobb rendszámúnak kisebb a mérete, pl. r(Mg²⁺) < r(Na⁺)

Atomsugár: gömbnek tekintett szabad atomban a legkülső atompályák sugara.

Ionizációs energia 

Ahhoz, hogy a pozitív elektromos töltésű atommagtól eltávolítsuk a negatív töltésű elektront, energiát kell befektetni.

Kationképződéskor a kémiai reakciók során mindig a legkisebb energiával eltávolítható elektron szakad le.

Az ionizációs energia a szabad atomról a legkönnyebben eltávolítható elektron leszakítását kísérő moláris energiaváltozás. Jele E_i, mértékegysége kJ/mol. (A fenti meghatározás az első elektron leszakítására, az ún. első ionizációs energiára vonatkozik.)

 Az ionizációs energia változására a rendszám függvényében periodicitás jellemző. A periódusos rendszerben jobbra haladva egyre nő a rendszám, így nő az atommag töltése. Ezáltal nő az elektronhéjakra gyakorolt vonzó hatás, s mivel az ugyanabba a periódusba tartozó elemek atomjaiban ugyanannyi a héjak száma, az atomsugár is csökken. Ezzel egyidejűleg várhatóan egyre nehezebb leszakítani elektront az atomról, azaz elvileg nő az ionizációs energia.

A periódusos rendszerben egy csoporton belül fentről lefelé haladva nő az atomsugár, az ionizációs energia pedig csökken, mert nő az elektronhéjak száma, minden héj távolabb van az atommagtól, így csökken a vonzóerő.

Az ionizációs energia változása a rendszám függvényében

 

Második ionizációs energia a második elektron eltávolításához szükséges energia. Jele E_i2, mértékegysége kJ/mol. Mindig nagyobb, mint az első ionizációs energia.

Összefoglaló táblázat a periódusos rendszerben periodicitást mutató értékekre

	periódusban jobbról balra	csoportban fentről lefelé
Atom mérete, atomsugár	csökken	nő
Elektronegativitás (EN)	nő	csökken
Elektronaffinitás (Ea)	csökken	nő
Második ionizációs energia (Ei2)	nő	csökken

forrás: sulinet