Två snabba: Stavmagneter och slinky spring för att illustrera bindningar

Enkla prylar som två stavmagneter och en ”slinky spring” kan användas för att illustrera några av bindningarnas egenskaper.

Jag tror att det svåraste för eleverna när det gäller termokemi, det är att inse att koppla samman att det frigörs energi när bindningar uppstår, vilket också innebär att det frigörs energi när det till exempel bildas is. ”Hur kan det frigöras energi när det blir kallt,” undrar eleverna, men som kemilärare vet du ju förstås att det inte blir kallt när det bildas is, utan det är kallt, vilket gör att det inte finns tillräckligt mycket energi för att bryta bindningarna mellan vattenmolekylerna.

Publicerad Av

Ett sätt att pränta in det här hos eleverna, det är att betona att det alltid krävs energi för att bryta en bindning, och det alltid frigörs energi när en bindning uppstår. Det är just det som jag brukar illustrera med två stavmagneter.

När magneterna sitter ihop med sydpol mot nordpol har det faktiskt uppstått en slags elektrostatisk bindning mellan magneterna. Och för att sära på magneterna – jag bryter bindningen mellan dem – måste jag tillföra energi. Detta visar jag gång på gång för eleverna, och lägger gärna till ett ”ngh!” varje gång jag separerar magneterna för att betona att det krävs energi för att göra det.

När magneterna istället förs samman – det uppstår en bindning mellan dem – frigörs det energi. Det går förstås att (teoretiskt) mäta att de blir lite varmare, men att det hörs ett tydligt ”klink” är också på grund av att det frigörs en liten energimängd när bindningen mellan magneterna uppstår.

En "slinky spring" kan illustrera elektronparbindningen mellan två atomer.

En "slinky spring" kan illustrera elektronparbindningen mellan två atomer.

När jag ska visa hur permanenta och tillfälliga dipoler uppstår använder jag gärna istället en ”slinky spring”. Fysikerna använder den för att visa hur energin bevaras när den vandrar nerför en trappa eller för att visa vågrörelser, men jag tar den istället i båda händerna, och fördelar den så att säga mellan mina händer.

Min slinky spring, säger jag till eleverna, får nu symbolisera elektronerna i elektronparbindningen mellan två atomer (mina händer). Om den ena atomen (till exempel min högerhand) är mer elektronegativ än den andra, så tillbringar elektronerna mer tid hos den atomen (vilket jag visar genom att sänka ned min högerhand).

Om båda atomerna är lika elektronegativa håller jag händerna parallellt. Men om jag rör mig fram och tillbaka i klassrummet, kommer fjädern ändå att röra sig lite mellan mina händer, mer eller mindre slumpmässigt – ungefär som elektronerna i en elektronparbindning. Fjädern kommer ena stunden att vara lite mer i den vänstra handen, och andra stunden lite mer i den högra. På (ungefär) samma sätt kommer elektronerna i en elektronparbindning att ena stunden att befinna sig mer hos den ena atomen, för att i nästa stund befinna sig mer hos den andra.

På så sätt får eleverna en handfast illustration av hur tillfälliga dipoler uppstår – och förhoppningsvis också en lite bättre förståelse för hur det leder till att det uppstår van der Waalsbindningar.

My job is not to be easy on people. My job is to make them better.

Steve Jobs


Magnus Ehinger

Lektor i kemi och biologi på gymnasiet. Ämnesspanare för Lärarnas Riksförbund.

Mejla