Kemi handlar om ämnens egenskaper

Vissa saker omkring oss består av fasta ämnen. En del är hårdare än andra. Andra ämnen är flytande. Eller gaser. Några ämnen reagerar lätt med andra ämnen… ...medan andra är stabila.

Vad beror det här på? Varför har olika ämnen olika egenskaper? Kemi är den gren av naturvetenskapen som försöker svara på just den frågan. Och nästan alltid behöver vi zooma in väldigt mycket för att hitta svaret. Vi behöver titta på ämnets atomer.

Här är några järnatomer. De sitter ihop hårt med varandra - de har bildat starka bindningar. Om vi försöker flytta på de här atomerna håller bindningarna emot. Järn är ett hårt material. Om vi värmer upp järnet börjar atomerna röra sig mer.

Men de är fortfarande kvar på sina platser. Järn är ett fast ämne, även vid hundratals grader Celsius. Vi behöver över tusen grader för att atomerna ska bli fria att röra sig - för att järnet ska smälta. Jämför det med det här ämnet - kolatomer och väteatomer i långa kedjor. Det vi tittar på nu är en sorts plast, som i badbollen.

Varje kedja av atomer - varje molekyl - hålls ihop av starka bindningar. Men molekylerna sitter inte fast i varandra lika hårt. De kan glida mot varandra. Den här plasten kan lätt ändra form - den är mjuk. Vid rumstemperatur är det ett fast ämne, men det räcker med att värma det lite grann… ...för att molekylerna ska kunna åka runt lite hursomhelst - plasten har smält.

När bindningarna mellan molekyler är svaga krävs det inte lika hög temperatur för att ämnet ska bli en vätska. Vi tittar på en gas också. Det här är en blandning av vätgas och syrgas. Atomerna i både vätgas och syrgas sitter ihop två och två. Bindningarna mellan atomerna är starka inom varje molekyl.

Mellan molekylerna däremot är bindningarna jättesvaga, nästan obefintliga. Molekylerna åker omkring nästan helt fritt - de är gaser. En egenskap hos väte och syre är att de lätt kan reagera med varandra - de är reaktiva. När ämnen reagerar binder atomerna ihop sig på nya sätt. Det som gör att just väte och syre är reaktivt är att de väldigt gärna vill bilda en ny molekyl: vatten.

Plasten i badbollen är också reaktiv om den värms upp tillräckligt mycket. Atomerna bildar nya bindningar med luftens syrgas. Atomerna i de här stenarna kommer däremot inte reagera, de är nöjda med de bindningar de har. Så varför är järn hårt och plast mjukt? Varför har järn och sten hög smältpunkt och plast låg smältpunkt?

Varför är vätgas och syrgas gaser vid rumstemperatur, och varför är de så reaktiva? Och varför reagerar plasten, men inte stenarna, med luftens syrgas när den värms upp? Allt det har att göra med hur ämnenas atomer sitter ihop med varandra. Det är bindningarna mellan atomerna, och hur starka de är, som avgör vilka egenskaper ett ämne får. Och just det här - ämnens egenskaper och reaktioner mellan olika ämnen - är vad kemi handlar om.