501-504 Atombau&Bindungslehre 1-4

Flüssigkeiten

Hat Stoffportion konstantes Volumen und variable Form. Teilchen können sich gegeneinander verschieben, aber nicht voneinander entfernen. Zum Verdampfen muss Verdampfungswärme zugeführt werden und beim Kondensieren wird dieselbe Wärmemenge wieder frei. Unterhalb der Siedetemperatur verdunsten Flüssigkeiten (weil besonders schnelle Teilchen entweichen) und entziehen dabei der Umgebung Wärme (Verdunstungskälte)

Dichte und Wärmeleitfähigkeit Härte und Verformbarkeit

Hohe dichte und gute Wärmeleitfähigkeit sind durch die dichte Packung der Atome bedingt. Heftigkeit der Teilchenschwingung steigt mit zunehmender Temperatur. Durch dichte Bepackung überträgt sich Bewegung sofort auf Nachbarsatome -Metalle sind gut verformbar. Bei Verformung im Gitter werden Ebenen dicht bepackter Atomrümpfe gegeneinander verschoben, ohne dass sich dadurch der Bau des Gitters grundsätzlich ändert. (Wie ein Atom nach rechts verschoben). Für Verwendung als Werkstoffe sind die meisten Metalle in reiner Form zu weich. Ihre Härte wird darum durch Beimischung anderer Stoffe erhöht

Namen der Ionen Ionenbindung

Mit Ionenladung und Namen muss von Atom und Ion unterschieden werden. Bei Metallen: Natrium-Atom und Natrium-Ion. Bei Nichtmetallen erhält Name die Endung -id. -Elektronenübertragung spielt sich zwischen den Atomen in der Gasphase ab und es entsteht dabei ein Gas aus Kationen und Anionen. Die entgegengesetzt geladenen Ionen ziehen sich aufgrund der elektrostatischen Anziehungskräfte an und lagern sich zsm. Diese Bindung zwischen Anionen und Kationen=Ionenbindung

Strukturformel

Modell der Atombindung wurde von Lewis entwickelt sowie die als Lewis Formel bezeichnete Strichformel. Weil sich die Bindungsverhältnisse in Molekülen darstellen lassen, werden sie auch Strukturformel genannt. Dabei beshreibt sie nur die Bindungsverältnisse und nicht die räumliche Struktur (macht keine Aussagen über Gestalt des Moleküls)

Salzformeln sind Verhältnisformeln Formelmasse

Molekülformel beschreibt Zsmsetzung der Teilchen, was auf Salzformel nicht zutrifft. NaCl besteht nicht aus NaCl Teilchen, sondern aus Na und Cl Ionen. Diese bilden keine Paare, sondern Verbände aus einer grossen,nicht festgelegten Zahl von Ionen. Die Indices der Formel nennen lediglich Zahlenverhältnis der Formel. In AlCl3 sind Cl Ionen 3mal so viel wie Al Ionen. Formelmasse (mF)= Summe der Massen aller Ionen in Salzformel. Weil Masse der Reaktionteilnehmer auch bei Salzbildung unverändert bleibt, ist Formelmasse des Salzes gleich gross wie Masse der Atome, aus denen Salz entstanden ist

Lösungsvorgang Gleichung, Geschwindigkeit, Lösungswärme Kristallisation

NaCl(s) -H2=-> Na1(aq) +Cl-(aq) Ionen werden hydratisiert und frei beweglich -Da Hydration nur an Oberfläche der Kristalle ablaufen kann, löst sich Salzportion umso schneller je grösser gesamte Oberfläche der Kristalle ist. Geschwindigkeit lässt sich durch zerkleinern der Kristalle erhöhen. Auch durch Temperatur lässt sich dies beschleunigen -Energie die bei Hydration der Ionen frei wird =Hydrationsenergie. Energie die zum Lösen des Gitters aufgebracht werden muss = Gitterenergie. Die beim Lösen umgesetzte Lösungswärme ist Differenz zwischen Hydrations- und Gitterenergie -Verdampft/verdustet Wasser, nimmt Konzentration der Ionen zu bis Lösung gesättigt ist. Beim weiteren Eindampfen oder Abkühlen kristallisiert ein Teil des Salzes aus. Ionen bilden ein Ionengitter.

Dalton, Atomhypothese

Nach seiner Theorie sind die Atome eines Elements alle gleichartig, während sich die Atome verschiedener Elemente z.B in ihrer Masse unterscheiden. Hypothese besagt: -Atome sind die kleinsten Bausteine der Elemente -Atome eines Elements sind gleichartig. Sie lassen sich nicht in Atome in eines anderen Elements umwandeln -Atome versch. Elemente unterscheiden sich in ihrer Masse -Bei chemischen Vorgängen trennen und bilden sich Verbände von Atomen -Weil Atome bei chem. Vorgängen erhalten bleiben, bleibt auch Masse der Reaktionsteilnehmer unverändert -Elemente reagieren in einem bestimmten Massenverhältnis miteinander, weil sich ihre Atome in einem bestimmten Zahlenverhältnis binden

Kochsalz Verwendung, Vorkommen, Gewinnung

Nahrung, Konservierungsstoff, Ausgangsstoff zur Synthese von Verbindungen, Streusalz im Winter -ist Hauptbestandteil der im Meerwasser gelösten Salze. Es wird zsm mit anderen Mineralien durch Verwitterung aus Gesteinen gelöst. Beim Austrocknen von Meeresteilen kristallisieren di Salze nacheinander aus und lagern sich in Schichten untereinander ab. -bergmännisch= Steinsalz Kochsalz durch Kochen (Eindampfen) von Salzwasser.

Exotherm Endotherm

Produkt ist energieärmer als Ausgangsstoffe: Wärme wird an Umgebung abgegeben -Produkte sind energiereicher als Edukte, d.h sie müssen während Reaktion Energie aufnehmen. Findet endotherme Reaktion bei Raumtemperatur statt, sinkt die Temperatur des Reaktionsgemischs und entzieht dadurch der Umgebung Wärme, was zur Abkühlung der Umgebung führt

Benennung der Salze, Übergangsmetalle

Regeln entsprechen denjenigen für molekulare Verbindungen. Wesentlicher Unterschied: Indices im Salznamen wird nicht genannt. Da Hauptgruppenmetall mit einem Nichtmetall i.d.r nur eine einzige Verbindung bildet, ist Name auch ohne Angabe des Zahlenverhältnisses eindeutig. Kation steht vor Anion, bei den Metall Ionen entspricht Bezeichnung dem Elementnamen, bei den einfachen Nichtmetall Ionen endet sie auf -id Bsp. Sulfid, selenid, Iodid,hydrid, oxid etc. Viele Übergangsmetalle können zu verschiedenartigen Salzen reagieren, weil sie Ionen mit unterschiedlichen Ladungen binden. Darum wird im Namen die Ladungszahl des Metall- Ions angegeben als Römische Ziffer in einer Klammer, gefolgt von eimen Bindestrich. Bsp. Eisen (III)-oxid sprich Eisendreioxid

Alpha Teilchen Definition, Experimente

Rutherford untersuchte, wie Alpha Strahlen eine hauchdünne Metallfolie durchdringen. Alpha Strahlen werden von bestimmten radioaktiven Elementen abgegeben und bestehen aus + geladenen Teilchen. Ein Teilchen ist aus zwei Protonen und zwei Neutronen aufgebaut. -Sie stellten fest, dass die meisten a Teilchen die Metallfolie unbehindert durchdrangen. Da Metallfolie aus sehr vielen Schichten on dicht bepackten Metall Atomen besteht, müssen a Teilchen die Atome durchqueren (zeigt dass Atome keine kompakte Kugeln sind). Elementarteilchen müssen winzig klein und dicht sein, dass zwischen ihnen im Atom viel Leerraum ist.

Salzlösung Lösungsvorgang, Hydration

Salze sind mehr oder weniger gut wasserlöslich. Beim Lösen eines kristallinen Feststoffs zerfällt das Kristallgitter. Für Salz bedeutet dies, dass sich Ionen aus Gitter lösen und von ihrem Nachbarn entfernen. Weil Wasser-Moleküle Dipole sind, werden sie von geladenen Teilchen angezogen und lagern sich an die Ionen an der Oberfläche eines Salzkristalls an. Dabei wird Energie frei. Pendelbewegung der Ionen an Oberfläche verstärkt sich und sie entfernen sich von Nachbar. Dadurch können weitere Wasser Moleküle zwischen die Ionen drängeln und anlagern, was wieder Energie freisetzt. Schliesslich wird Bewegung einzelner Ionen so heftig, dass sie ihren Gitterplatz verlassen, wobei sie sofort vollständig von Wasser Molekülen umhüllt werden. =Anlagerung der Wasser Moleküle, Teilchen sind hydratisiert. In Formel der Ionen wird angelagertes Wasser durch Zusatz (aq) vermerkt Na+(aq)

Stoffportion Eig.

hat eine bestimmte Masse m und ein bestimmtes Volumen V. Das Volumen ist abhängig vom Druck p und der Temperatur T. Die Masse ist die Ursache des Gewichts

Chemie Definition Stoff Definition

ist die Wissenschaft von den Stoffen und ihren Veränderungen -woraus die Dinge um uns ebenso bestehen wie wir selbst. Die Eigenschaften, die wir bei sehen, riechen, schmecken und fühlen feststellen, ermöglichen uns, die Stoffart zu erkennen

Verbindung Definition Massenverhältnis

ist ein Reinstoff, der sich durch Analyse in mehrere Stoffe zersetzen lässt. Die vollständige Analyse einer Verbindung führt zu den Elementen, diese können nicht weiter zersetzt werden -Da Elemente bei einer Synthese in einem bestimmten Massenverhältnis miteinander reagieren, sind zsmsetzung und die Eigenschafgen einer Verbindung konstant

Atommasse

kann man mit Massenspektrometer bestimmen. Da Atommasse eine unhandliche Zahl ist (Gramm ist als Einheit zu gross), hat man eine wesentlich kleinere Einheit definiert: Einheitszeichen u von unit. Diese Einheit wurde unabhängig vom Kilogramm festgelegt. Die Definition der Masseneinheit bezieht sich auf die Masse eines Kohlenstoff Atoms (hat man willkürlich Masse 12u zugeordnet) bezeichnet als mA(Element)

Salzlösungen Streusalz, Dichte, Leitfähigkeit

-Anwendung der Gefrierpunktserniedrigung. Da Salzwasser erst weit unter 0Grad gefriert, kann durch Streusalz Eisbildung bis zu Temp. von -20Grad verhindert werden. -haben höhere Dichte als Wasser. Ursache: Starke Anziehung zwischen den Ionen und den Wasserdipolen. Löst man Salz in Wasser, addieren sich die Massen, aber nicht die Volumina der beiden Stoffportionen. Volumen der Lösung ist kleiner, die Dichte also höher als beim Wasser -möglich durch Wanderung von frei beweglichen Ionen. Leitfähigkeit nimmt mit Konzentration der Ionen zu.

Doppelbindung Möglichkeiten zum Oktett, Bananenwolken, Stärke

-Atome 4-6VE müssen sich an mehreren gemeinsamen EP beteiligen um Oktett zu erreichen. Dafür gibt es 2 Möglichkeiten: -Atom hat ebenso viele Bindungspartner wie ihm Elektronen bis 8 fehlen und ist mit jedem einfach gebunden -Atom bildet mit mind. einem Bindungspartner zwei oder drei gemeinsame EP =Mehrfachbindungen -Bindung durch zwei gemeinsame EP. Die beiden EP befinden sich in zwei getrennten Elektronenwolken, die zwischen den gleichen Atomrümpfen liegen. Weil sich Elektronen der beiden EP gegenseitig abstossen, sind Elektronenwolken bananenartig gekrümmt -Abstossung ist der Grund darüf, dass die Bindungsenergie einer Doppelbindung nicht doppelt so gross ist wie die einer Einfachbindung. Die Doppelbindung ist aber deutlich stärker und kürzer als Einfachbindung Bsp Sauerstoff

Rutherfords Kern Hülle Modell Atommodell, Mängel

-Atome bestehen aus einem Kern und einer Hülle -Kern enthält alle + Elementarteilchen und besitzt praktisch die gesamte Masse des Atoms. Seine Ladung entspricht der Anzahl Protonen -Die negativ geladenen Elektronen bewegen sich in hoher Geschwindigkeit auf kreisförmigen Bahnen um den Kern. Ihre Zahl entspricht der Zahl der Protonen Kern ist winzig im Gegensatz zum ganzen Atom! -Flugbahn der Elektronen kann nicht bestimmt werden. Es ist unmöglich gleichzeitig den Aufenthaltsort und die Geschwindigkeit exakt zu ermitteln, weil man mit der Messung der einen Grösse die andere verändert

Stabile Atome Unstabile Atome

-Atome lassen sich durch chemische Vorgänge nicht in Atome einer anderen Sorte umwandeln -Nicht alle Atome sind umwandelbar. Einige sind unstabil und zerfallen, d.h wandeln sich in eine andere Atomsorte um. Ursache dafür sind spontane Zerfälle von Atomen (Radioaktivität)

ZMK Molekülgitter, schmelzen, Flüssigkeiten, Oberflächenspannung

-Auch bei molekularen Stoffen sind Teilchen in festem Zustand in Gitter eingebunden. Die Gitterkräfte sind die ZMK, sie halten Moleküle im Gitter zusammen und müssen beim Verformen, Schmelzen oder Lösen des Feststoffs überwunden werden. ZMK haben schwächere Gitterkräfte als in Salz- oder Metallgitter =tiefere Siedetemp. und geringere Härten -Bei Erwärmen schwingen Moleküle immer stärker und verlassen schliesslich Gitter: Stoff schmilzt. -In Flüssigkeiten sind Moleküle nicht mehr geordnet und könne sich fortbewegen. Sie sind immer noch dicht beieinander und werden nach wie vor durch zmk zusammengehalten. Erst bei Verdampfen lösen sich Moleküle voneinander -ZMK zeigen sich bei Oberflächenspannung. (Molekül wird nur gegen eine Richtung gezogen)

Zusammensetzung von Lösungen Formeln Konzentration Massenanteil

-Bezieht sich auf Volumen der Lösung: Masse des gelösten Stoffs (g) : Volumen der Lösung (L) -in % ausgedrückt: Masse des gelösten Stoffs (g) : Masse der Lösung (g) mal 100

EWM Aufenthaltsbereich, Elektronenwolke, doppelt besetzt, Pauli Prinzip

-Da sich Elektron nicht nur in einer Ebene bewegt ist der Aufenthaltsbereich des Elektrons nicht eine Kreisfläche, sondern eine Kugel -Bereich in dem sich das Elektron mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhält -Wenn sich in Elektronenwolke zwei Elektronen aufhalten ist diese doppelt besetzt. Die beiden Elektronen bilden ein Elektronenpaar -In einer Elektronenwolke kann sich ein Elektron oder ein Elektronenpaar aufhalten

Ionisierungsenergie Definition, Abspaltung

-Energie die erforderlich ist, um ein Elektron von einem Atom abzuspalten. Bei Atomen mit mehreren Elektronen können diese nacheinander abgespalten werden. Man spricht von 1., 2., 3., ect. Ionisierungsenergie -Bei schrittweiser Abspaltung nimmt IE mit jedem abgespaltenen Elektron zu weil: -positive Ladung des Mutterteilchens wird durch Abspaltung immer grösser (Abspaltung negativ geladener Elektronen kostet umso mehr Energie, je höher Ladung des Teilchens ist, von dem das Elektron abgespalten werden muss) -Elektronen eines Atoms unterscheiden sich in der Energie. Energiereiche Elektronen lassen sich mit kleineren Energieaufwand abspalten

Heterogene Gemische Definition, Arten, Trennverfahren

-Gemische bei denen mehrere Komponenten sichtbar sind (mind. 2 verschiedene Phasen). Die Komponenten behalten ihre Eigenschaften und können darum relativ leicht getrennt werden -Suspension: festen und flüssige Phase (feste Phase sedimentiert), Trennung durch Filtration. Als Filter ein Material, dessen Poren so gross sind, dass nur flüssige Phase durchkommt bps. Papierfilter -Emulsion: 2 Flüssigkeiten, die sich nicht ineinander lösen. Kleine Tröpfchen der einen Flüssigkeit schweben in der anderen und lassen Emulsion trüb erscheinen. Trennen sich häufig beim stehen lassen. Trennung: Scheidetrichter (Komponente mit kleineren Dichte schwimmt oben auf) -Rauch: schweben feine Feststoffpartikel -Nebel: schweben kleine Flüssigkeitströpfchen

Metalle Eig., Atombau, Vorkommen

-Gute Leitfähigkeit für Strom und Wärme, Verformbar, hohe Härte trotzdem duktil/verformbar, Glanz, hohe Schmelz- und Siedetemperaturen. -Haben wenig Ve bzw. kleine Rumpfladungen und entsprechend kleine Ionisierungsenergien -Ausschliesslich in Verbindungen ausser Edelmetalle (Gold, Silber etc.) und Halbedelmetale (Kupfer). Höchster Massenanteil=Al, dann Fe

Aufbau: Kugelpackung, Elektronengasmodell, VE und Atomrümpfe, Metallische Bindung

-Im festen Zustand sind Metall Atome im Metallgitter sehr dicht gepackt. Man spricht von dichtesten Kugelpackungen. -Nach diesem Modell besteht das Metallgitter aus Atomrümpfen die an ihre Gitterplätze gebunden sind und den VE die sich frei zwischen ihnen bewegen -Metallgitter ist also aufgebaut aus Atomrümpfen und den VE die sich frei bewegen. Diese Bewegungsfreiheit ist aber durch elektrostatische Kräfte begrenzt. VE bleiben im Anziehungsbereich der Atomrümpfe. Die Bausteine des Gitters sind Atomrümpfe und delokalisierte Elektronen -Jeder Atomrumpf zieht mehrere VE an und jedes VE wird von zahlreichen Atomrümpfen angezogen. Gegenseitige Anziehung zwischen Rümpfen und VE bindet die Atome. Diese Art von Bindung= metallische Bindung. Die VE bilden eine Art Elektronengas, das die + Atomrümpfe umgibt und zsmhält. Bei Atomen mit mehreren VE ist Zahl der gemeinsamen Elektronen grösser und die Ladungen der Atomrümpfe sind höher. Metallische Bindung ist entsprechend höher

Ionenladung Metalle, Übergangsmetall-Ionen, Nichtmetall Ionen

-Ladungszahl des Metall-Ions entspricht bei Metallen der Hauptgruppe i.d.R der VE Zahl und damit Gruppennummer -Die meisten Übergangsmetalle können Kationen mit unterschiedlichen Ladungen bilden. Bsp Fe2+ oder Fe3+. Die Ladung von Übergangsmetall Ionen lässt sich nicht von Gruppennummer ableiten, sondern muss experimentell ermittelt werden -Zahl der Elektronen, die Nichtmetall Atom aufnimmt, entspricht der Zahl der Elektronen, die ihm zur Edelgaskonfiguration fehlen. (immer negativ). Ionenladung =Gruppennummer -8

EPA Modell

-Macht Aussagen über Gestalt von Molekülen. Wurde nach Elektronenpaarabstossungs Modell benannt und beruht auf Vorstellung dass sich Elektronenpaare eines Moleküls abstossen. Hauptregel: Bindende und freie EP ordnen sich in Molekül so um Atomrümpfe an, dass sie möglichst grosse Entfernungen voneinander haben

Reaktionsgleichung für Salzbildung Bsp Al + I :Ablauf, Produkte, Aktivierung, Ionenbildung, Ionengitter

-Man erhitzt Gemisch von Alpulver und Iod bis ein Aufglühen des Gemischs zeigt, dass Stoffe miteinander reagieren -Nach Reaktion findet man weissen, kristallinen Feststoff der sich in Wasser löst:Salz -Ausgangsstoffe müssen aktiviert werden, durch Erwärmen sublimiert Iod und einige Iod Moleküle, die Molekülgitter des festen Iods verlassen haben, werden durch Energiezufuhr in Atome gespalten. Diese bewegen sich frei und können bei Aufprall mit Al Atomen reagieren -Al Atme geben alle 3Ve ab und verlassen Gitter als Al Ionen mit 3+ Ladung -Ionen bilden Ionengitter. Gitterenergie, die dabei frei wird, verursacht eine Temperaturerhöhung, di den weiteren Reaktionsverlauf beschleunigt

Molekülgestalt Bedeutung Molekülmodelle Kugel-Stab Modell Kalotten Modell Keilstrichformel

-Räumliche Struktur beeinflusst viele Eigenschaften molekularer Stoffe -Molekülmodelle sollen räumliche Struktur veranschaulichen. -Atomzentren stellen Kugeln dar, Elektronenpaare werden durch Stäbchen dargestellt. Sind sehr übersichtlich und lassen Anordnung und Bindungswinkel gut erkennen -Verwenden zur Darstellung der Atome unterschiedlich grosse Kalotten. Soll veranschaulichen dass sich Atomhüllen gegenseitig durchdringen, Bindungswinkel lassen sich jedoch nicht erkennen -Möglichkeit räumliche Struktur in Formel auszudrücken. Für Bindung die nach vorne herausragt verwendet man einen Keil, für Bindung die nach hinten gerichtet ist, einen gestrichelten Keil

Leitfähigkeit für Strom und Wärme

-Schlechte Wärmeleiter dienen zur Isolation (=Isolatoren) -Metalle leiten Wärme und elektrischen Strom gut, v.a Silber, Gold, Kupfer, Aluminium. Supraleiter leiten Strom unterhalb einer bestimmten Temperatur verlustfrei. Sprungtemperatur, bei welchem der elektrische Widerstand des Materials praktisch verschwindet liegt bei den meisten Supraleiter sehr tief

Definition Molekulare Stoffe, ZMK, stabile Moleküle

-Stoffe die aus Molekülen bestehen. Zu ihnen gehören Nichtmetalle und die molekularen Verbindungen, die durch Reaktion zwischen Nichtmetallen entstehen. Die Moleküle der Elemente sind aus gleichartigen Atomen aufgebaut, die Moleküle der Verbindungen aus verschiedenartigen. -Kräfte, welche Moleküle von Feststoffen und Flüssigkeiten zusammenhalten. Sie wirken im Gegensatz zu den Atombindungen zwischen den Molekülen. Die ZMK bestimmen weitgehend die physikalischen Eigenschaften molekularer Stoffe -Da ZMK wesentlich schwächer sind als Atombindungen, lassen sich Moleküle durch Energiezufuhr voneinander lösen, ohne in Atome gespalten zu werden.

Schritte der Elektronenübertragung Na + Cl

-Sublimation (Na aus Gitter lösen): Anfängliches Erhitzen verstärkt Schwingungen der Atome bis schliesslich starre Ordnung des Gitters zerfällt. Na schmilzt. Besonders energiereiche Atome lösen sich völlig von anderen und gehen in Gasphase über: Metall sublimiert -Spaltung der Cl2 Moleküle: Chlorgas wird beim Einströmen auch erwärmt und Cl Moleküle werden in Hitze in Chlor Atome gespalten. -Bildung von Ionen durch Elektronenübertragung: Beim Zsmtreffen der Atome gibt Na sein VE an Chlor Atom ab und wird dadurch zu + geladenem Na Ion. Cl wird -. Kationen=+, Anionen=-

Name binärer Molekülverbindungen Symbol Reihenfolge

-Symbol des elektronegativeren Elements steht hinten -Symbole der 4.&5. Gruppen stehen immer vorne

Wasserstoffbrücken Dipol-Dipol Kräfte Van der Waals Kräfte

-Wasserstoff besitzt kleinste EN und ist in allen polaren Bindungen partiell positiv geladen. Besonders hoch ist Ladung mit stark elektronegativen (F,O,N). -Wirken zwischen Dipol Molekülen und beruhen auf gegenseitiger Anziehung der entgegengesetzt geladenen Pole. Stärke dieser Bindungen ist abhängig von Molekülgestalt und Polarität der Bindungen. Beeinflussen Siedetemperatur, Löslichkeit. -Wirken zwischen allen Molekülen. Ursache ist asymmetrische Elektronenverteilung die in Atomen und Molekülen durch Bewegung der Elektronen auftritt. =momentane Dipole und ist Folge der Anziehung zwischen den momentanen Dipolen. Stärke ist abhängig von Polarisierbarkeit des Moleküls. Diese ist umso grösser je mehr elektronn vorhanden sind und je weiter Aussenelektronen von Atomrümpfen entfernt sind. Faustregeln: VDV sind umso stärker, je grösser Molekülmasse ist und umso stärker je grösser Moleküloberfläche ist

Arten von ZMK

-Wasserstoffbrücken -Dipol-Dipol Kräfte -Van der Waals Kräfte

Bindungselektronen, Bindungsenergie

-Weil die beiden Elektronen von beiden Kernen angezogen werden, binden sie diese -Moleküle sind wesentlich energieärmer als die beiden isolierten Atome. Dass bedeutet dass bei Bildung eines Moleküls aus Atomen Energie frei wird. Energie die bei Bildung von Atombindung frei wird nennt man Bindungsenergie. Um die gebundenen Atome zu trennen, muss der gleiche Energiebetrag aufgewendet werden

Fragen zur Molekülstruktur Molekülformel

-Welche Atome (Anzahl&Sorte) -Wie sind Atome verknüpft -Welche Gestalt hat Molekül --Zusammensetzung eines Moleküls wird durch Molekülformel beschrieben. Zusammensetzung lässt sich aus Zahl der VE/Bindungswerten der beteiligten Atome ermitteln

Atomkern: Kernladungszahl Protonenzahl Nukleonen Kernkraft Neutronenzahl

-entspricht der Protonenzahl -Protonenzahl charakterisiert Grösse, auch Ordnungszahl genannt -Bausteine der Atomkerne. Dazu gehören auch Neutronen, die elektrisch neutral sind und gleiche Masse wie Protonen haben -Da alle Protonen gleiche Ladung haben, stossen sie sich gegenseitig ab. Dass sie trotzdem zusammengehalten werden ist die Folge der Kernkraft: Sie ist von Ladung der Teilchen unabhängig und wirkt v.a zwischen direkt benachbarten Nulkeonen -Kerne der Atome können sich in Neutronenzahl unterscheiden. Atome eines Elements können sich darum in Masse unterscheiden

Kupfer und Bronze Eisen Aluminium

-erstes Metall das für technische Zwecke genutzt wurde (Cu). Bronze=Legierung aus Kupfer und Zinn und wesentlich härter (bedeutete Fortschritt), daher auch Bronzezeit -noch heute eines der wichtigsten Werkmetalle. Hauptnachteil: geringe Beständigkeit, es rostet, korrodiert. Versucht Korrosion durch Beimischen anderer Metalle oder durch Beschichtung mit Farben zu vermeiden. -aus Elektrolyse von Bauxit hergestellt (Sedimentgestein). Hohe Leichtigkeit und Wiederstandsfähigkeit gegen Korrosion. Verschwendung belastet jedoch Umwelt weil Gewinnung sehr viel Energie benötigt

Aggregatszustände Schmelz- und Siedetemperaturen

-fest (s), flüssig(l), gasförmig (g). Zustand kann ändern, wenn sich Temperatur oder Druck ändert. Aggregatszustand gilt nur unter bestimmten Bedingungen (t und p), welche genannt werden müssen. -sind sehr wichtige Materialkonstanten

Merkmale chemischer Reaktionen

-führen zur Umwandlung der Edukte in Produkte mit anderen Eigenschaften -sind begleitet von einem Energieumsatz, der zu wahrnehmbaren Erscheinungen wie Temperaturänderungen oder Lichtabgabe führen kann -kommen in der Regel erst nach Zufuhr von Aktivierungsenergie in Gang -Stoffe reagieren in einem bestimmten Massenverhältnis

Ionenradien Kationen/Anionen, Schalenzahl

-im Vergleich zu Atomradien sind Ionenradien der Kationen deutlich kleiner, weil Kation eine Schale weniger besitzt als Metall Atom -Bei Elektronenaufnahme ändert sich Schalenzahl nicht. Radius des Anions unterscheidet sich nur wenig vom VDW Radius des isolierten Nichtmetall Atoms Ionen mit gleicher Schalenzahl sind keineswegs gleich gross. Weil die Elektronen der äussersten Schale bei hoher Kernladungszahl stärker angezogen werden, nehmen die Ionenradien mit zunehmender Kernladung ab

Definition Molekül, Atombindung, Energie bei Spaltung

-ist ein Teilchen, das aus mindestens zwei aneinander gebundenen Atomen besteht. -Atome eines Moleküls sind so fest verbunden, dass kleine Moleküle bei Normalbedingungen stabile Einheiten sind und meist auch bei Änderungen des Aggregatszustandes erhalten bleiben. =Bindung zwischen Atomen eines Moleküls -Um Moleküle in Atome spalten zu können, muss Energie aufgewendet werden. Ebenso viel Energie wird bei der Bildung der Moleküle aus den Atomen frei. Moleküle sind energiereicher als die Einzelatome

Nicht Metalle Eig.

-leiten elektrischen Strom nicht und Wärme schlecht -geringe Dichte -niedrige Schmelz und Siedetemperaturen

Salze Härte, Schmelz- und Siedetemperatur Sprödigkeit

-sind i.d.R härter und haben höhere S&S Temperaturen als molekulare Verbindungen, weil die Gitterkräfte im Ionengitter stärker sind als ZMK im Molekülgitter. Salze sind bei RT fest. -Im Vergleich zu Metallen sind sie nicht Verformbar, sondern spröde. Ursache: Verschiebung von Ebenen führt im Ionengitter dazu, dass Ionen mit gleicher Ladung nebeneinander zu liegen komme. Es resultiert eine Abstossung was zu Auseinanderbrechen des Gitters führt = Zerspringen des Kristalls. Gitterkräfte und somit Härte, ST und Gitterenergien sind umso höher, je kleiner Ionenradien und je höher Ionenladungen sind

Gruppen des PSE

1. Alkalimetalle: die reaktionsfreudigsten Metalle 2.Erdalkalimetalle: leicht und reaktionsfreudig 3. Alles Metalle ausser Bor 4. sehr uneinheitliche Gruppe 5. Stickstoff und Phosphor 6. Sauerstoff und Schwefel 7. Halogene: die reaktionsfreudigsten Nichtmetalle 8. Edelgase: sehr reaktionsträge

Zahl Elemente, Aggregatszustand, Vorkommen Elementare, die elementar vorkommen Gewinnung und Verwandtschaft

115 Elemente, 12 davon sehr unstabil -Von 103: 11 gasförmig, 2 flüssig, 90 fest bei Raumtemperatur -die meisten findet man als Bestandteil von Verbindungen: sie kommen nicht elementar, sondern gebunden oder in Verbindungen vor -Edelmetalle (Gold, Silber, Platin, Kupfer), Schwefel und Kohlenstoff (Form von Diamant), Sauerstoff und Stickstoff, Edelgase (Argon, Neon, Helium) -Durch Analysen der Verbindungen -Manche sind in gewissen Eigenschaften ähnlich. Deshalb Gruppierung in Metalle und Nichtmetalle Halbmetalle: können weder M noch NM zugeordnet werden

Atomare Masseneinheit rechnen Avogadro Zahl Molekülmasse

1u = 1/12 der Masse eines Kohlenstoff Atoms: 1u = mA(C)/12 =Umrechnungsfaktor von Units in Gramm 1g= 6.02 x10^23 bwz. 1u= 1g/6.02 x 10^23 - mM =Masse als Summe der Atommassen (molare Masse)

Bindungslänge Definition, Van der Waals Radius, Kovalenter Radius, Berechnung BL

= der Abstand zwischen Zentren gebundener Atome. Sie ist deutlich kleiner als die Summe der Atomradien der Einzelatome, weil die Hüllen der gebundenen Atome überlappen -keine eindeutige Grösse. Damit wird aus dem minimalen Abstand von zwei nicht aneinander gebundenen Atomen oder Molekülen ihren Radius ermittelt -Um Bindungslängen zu berechnen und vergleichen zu können -Bindungslänge einer Einfachbingung entspricht Summe der kovalenten Radien der beiden Bindungpartner

Verbindungen Eig., Moleküle

= ein Reinstoff, der durch Analyse in die Elemente zersetzt werden kann und dessen Eigenschaften konstant sind -Bei Reaktion bilden Atome der beiden Elemente miteinander eine neue Art von Teilchen. Die neuen Moleküle haben andere Eigenschaften als die Atome, aus denen sie entstanden sind. Sie lassen sich aber wieder spalten

Homogene Gemische Definition, Lösungsvorgang

=Lösungen. Sind homogene Gemische fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe in einem flüssigen Lösungsmittel -Fester Stoff enthält Gitter, indem Teilchen eingebunden sind. Lösungsmittel drängt sich zwischen die Teilchen an der Oberfläche der Kristalle und löst sie aus dem Gitter. Dabei wird jedes Teilchen von Wasser Molekülen umhüllt und wo von seinem Nachbar weggedrängt. Am einfachsten gelingt dies an Ecken und Kanten (sind weniger stark ins Gitter gebunden). Durch Zerkleinern des Stoffs kann Grösse der Ecken und Kanten vermehrt werden und Stoff löst sich schneller. (Auch Erwärmen, Schütten und Umrühren) .

Elektrische Ladung und elektrische Kraft: Vis Electrica Arten von Ladungen Ladungsmenge

=elektrische Kraft. Gilbert erkannte diese elektrische Kraft und sah dass diese von der magnetischen Kraft zu unterscheiden ist. Aufladung ist durch Berührung übertragbar - Geladene Körper können sich anziehen oder abstossen: + und - Ladung - lässt sich messen und durch Zahlenwert ausdrücken: Einheit Coulomb (C)

Trennung durch Adsorption: Chromatografie

Adsorption ist Grundlage: Anlagerung an feste Oberfläche Um etwas in seine einzelne Komponenten zu zerlegen trägt man Substanz auf Papierstreifen und stellt dies in ein Fliessmittel. Das Fliessmittel wird durch die Saugwirkung des Papiers nach oben gezogen. Dabei zieht es die z.b Farbstoffe, je nach ihrer Löslichkeit, unterschiedlich gut mit

Atome Annahmen, Modell

Annahme dass Materie aus Atome bestehe, ist heute eine durch Experimente geschtützte These. Atome sind die kleinsten Bausteine, in die sich Materie mit chemischen oder mechanischen Mitteln zerlegen lässt. Atome können mithilfe geeigneter Geräte nachgewiesen, vermesse oder sogar sichtbar gemacht werden. Sie sind unvorstellbar klein und haben ganz andere Eigenschaften als kleine Stoffklümpchen. Ihr Bau lässt sich nur mithilfe von Modellen beschreiben. Jedes Atommodell kann nur bestimmte Eigenheiten eines Atoms veranschaulichen

Coulomb Gesetz Coulomb Kraft Elektrisches Feld Leiter und Isolatoren

Anziehungskraft zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Körpern ist von der Grösse der beiden Ladungen und vom Abstand der Körper abhängig Formel: F= k x (q1xq2 /r^2) F=elektrostatische Kraft, q1&2=Ladungsmengen, r=Abstand, k=konstante abhängig vom Material -Coulomb Kraft ist dem Produkt ihrer Ladungen direkt proportional und umgekehrt proportional zum Quadrat ihres Abstandes.d.h Sie ist umso grösser, je grösser die Ladungsmengen und umso kleiner, je weiter voneinander entfernt -Geladener Körper ist umgeben von einem elektrischen Feld, das nach aussen immer schwächer wird -Leiter: darin können Ladungen wandern Isolatoren: leiten Strom unter NB nicht. Elektrischer Strom fliesst nur, wenn eine Spannung besteht (Spannungs- und Stromquellen)

Elementarteilchen, Quarks und Leptonen

Atome bestehen aus Protonen, Elektronen und Neutronen. Begriff Elementarteilchen wurde um 1930 geprägt. Protonen bestehen nach heutiger Vorstellung aus den noch kleineren Quarks. Quarks und Leptonen gehören zu den kleinsten Grundbausteinen (Subelementarteilchen) Elektronen: - Ladung. Elementarladung 1.602 x 10^-19 C (klein und negativ). 0.00055u Proton: +. Elementarladung. 1.0073 u (schwer und positiv) Neutron: 1.0087u (Schwer und ungeladen)

Atomkern: Isotope Nuklide Charakterisierung Nuklidsorte Rein- und Mischelemente

Atome mit bestimmten Neutronenzahl werden als Nuklide bezeichnet. Zur Beschreibung einer Nuklidsorte muss auch Neutronenzahl angegeben werden. Von einer Atomsorte gibt es meist mehrere Nuklidsorten =isotope Nuklide/Isotope. Diese haben gleiche Protonen- und Elektronenzahl und unterscheiden sich in ihrem chemischen Verhalten nicht(sind e- Massgebend). Sie unterscheiden sich in Neutronenzahl und damit auch in Nukleonenzahl und Atommasse -muss bei Elementsymbol die Kernladungszahl unten und Nukleonenzahl oben angegeben werden -R: nur eine Nuklidsorte, M: bestehen aus mehreren Nuklidsorten mit unterschiedlichen Atommassen. In PSE ist Mittelwert

Bindungsmodell der Atome

Atome werden nicht durch Material zusammengehalten, sondern nurch elektrostatische Kräfte. Atome tragen zwar keine Ladung, bestehen aber aus geladenen Elektronen und Protonen. Diese ziehen sich gegenseitig an, sobald sich die Atome nahe genug kommen. Modell der Atombindung basiert auf Vorstellung, dass sich die Elementarteilchen der gebundenen Atome aufgrund ihrer Ladung anziehen/abstossen. Die Atome werden also durch elektrostatische Kräfte gebunden, obwohl sie ungeladen sind

Besetzung der Elektronenwolke, Gemeinsame Wolke

Bei Atomen mit mehr als zwei Elektronen sind diese auf mehrere Wolken verteilt. Da in einer Wolke höchstens zwei Elektronen sind, finden die maximal acht VE in vier Elektronenwolken Platz. Dabei wird jede Wolke zuerst einfach besetzt. -Wenn zwei Atome sich näher kommen, bewirken die Kräfte zwischen den Kernen und den Elektronen eine Verscheibung der Elektronen. Die Elektronen sind häufiger zwischen den Kernen anzutreffen und die beiden Elektronenwolken überlappen sich und vereinigen sich zu einer Wolke. Diese ist doppelt besetzt und umschliesst beide Atomkerne. Die Atome bilden eine gemeinsame, doppelt besetzte Wolke

Aggregatszustände und Zustandsänderungen

Bei Schmelztemperatur geht ein Stoff vom festen in flüssigen Zustand über. Dazu erforderliche Energie= Schmelzwärme -Siedetemperatur ist die Temperatur, bei der ein Soff vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Energie= Verdampfungswärme -Flüssigkeiten werden schon unterhalb der Siedetemperatur gasförmig(verdunsten), dabei wird der Umgebung Wärme entzogen (Verdunstungskälte) Änderungen des Aggregatszustandes erfolgen sprunghaft

Reaktionswärme Erklärung Energiegehalt

Bei Verbrennung wird Energie in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben. Diese Energie muss zu Beginn der Reaktion als innere Energie in den Ausgangsstoffen enthalten sein. Diese sind energiereicher als die Endstoffe. Die Energiedifferenz wird bei der Reaktion frei und in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben = Reaktionswärme -Bei Verbrennung gleicher Portionen verschiedener Stoffe werden unterschiedliche Energiemengen frei. =Brennstoffe sind unterschiedlich energiereich, jede Stoffportion hat bestimmten Energiegehalt, der abhängig ist von Masse der Portion und Art des Stoffs

7 Energiestufen Elektronenkonfiguration

Bei allen Werten der IE treten Sprünge auf. Insgesamt können 7 verschiedene Energiestufen unterschieden werden, welche man mit Buchstaben k,l,m,n,o,p,q oder mit Nummer 1-7 bezeichnet. Die energieärmsten Elektronen gehören 1. Stufe/K Stufe an -Verteilung der Elektronen auf verschiedenen Energiestufen

Massenverhältnis Erklärung, Atome, Moleküle

Bei chemischen Reaktionen reagieren die Ausgangsstoffe immer in einem bestimmten Massenverhältnis. Die Atome lösen sich bei chemischen Vorgängen aus ihren Verbänden und fügen sich zu neuen Verbänden zusammen. -Moleküle sind Teilchen aus mehreren Atomen, die zu einer Einheit gebunden sind

Ionenbildung durch Elektronenabgabe chemische Vorgänge, Ionenladung

Bei chemischen Reaktionen verändern sich die Hüllen der Atome. Nach Modell von Rutherford bewegen sich die Elektronen um den Kern und werden durch elektrostatische Anziehung festgehalten. Diese Bindung lässt sich durch Zufuhr von Energie überwinden: Elektronen lassen sich vom Atom abspalten. Aus Atom entsteht dadurch ein + geladenes Ion. -Symbol eines Ions wird die Ladung durch +/- Zeichen rechts oben angegeben.

Elektrische Leitfähigkeit Erklärung

Beruht auf Verschiebbarkeit von Elektronen im Metallgitter. Schaltet man Metalldraht zwischen Pole einer Batterie, werden am negativen Pol Elektronen in Gitter gedrückt, während am positiven Pol Elektronen aus Metalldraht abgezogen werden. Elektronen die am - Pol in einen Metalldraht gedrückt werden stossen die nächstliegenden Elektronen durch die elektrostatische Abstossung etwas weiter. Diese kommen dadurch den nächsten Elektronen näher und stossen sie darum stärker ab usw. Die Elektronen des Elektronengases werden verschoben. Weil Elektronen im Metallgitter von Atomrümpfen angezogen werden, erfolgt ihre Verschiebung nicht ohne Reibung. Der Wiederstand ist sehr unterschiedlich. Metalle mit hohem Wiederstand erwärmen sich bei Stromleitung stark und können dadurch zum Glühen kommen. Für Stromleitungen setzt man Metalle mit möglichst hoher elektrischer Leitfähigkeit ein.

Strukturformel Eigenschaften

Besteht Molekül aus mehr als 2 Atomen ist deren Verknüpfung nicht ohne Weiteres klar. Molekülformel macht darüber keine Aussage.

Unpolar, Polar, Partialladungen, Dipole

Bindende EP werden von zwei Atomen gemeinsam verwaltet. Wenn die beiden Atomrümpfe die BE gleich stark anziehen, ist die gemeinsame Elektronenwolke symmetrisch =polare Bindungen. Bsp Bindungen zwischen gleichartigen Atomen -Gemeinsame EW von zwei verschiedenartigen Atomen sind i.d.R mehr oder weniger asymmetrisch, weil die beiden Atomrümpfe die bindenden Elektronen meist unterschiedlich stark anziehen =polar - Wird gemeinsame EW zu einem Atom hin verschoben, ergibt sich eine negative Teilladung, auch Partialladung genannt -Zweiatomige Moleküle mit polarer Bindung haben einen negativen und einen positiven Pol =Dipole. Weil zwischen Dipolen elektrostatische Anziehungskräfte wirken, ist Dipolcharakter entscheidend für die ZMK

Elektronenwolkenmodell, überlappen

Bsp. H Atome sind im gebundenen Zustand so nahe beieinander, dass ihre Hüllen überlappen. Da weder Bewegung noch Aufenthaltsort genau beschrieben werden können, beschränkt man sich darauf wo die Elektronen besonders häufig anzutreffen sind. Das EWM beschreibt Bereiche, in denen sich die VE eines Atoms häufig aufhalten und ist zur Beschreibung der Atombindung und des Molekülbaus besser geeignet als das Schalenmodell

Dreifachbindung Bindungsenergie

Bsp. Stickstoff Ist kürzer und hat höhere Bindungsenergie als Einfach- oder Zweifachbindungen. Weil sich die Elektronen der drei bindenden EP gegenseitig abstossen, ist Bindungsenergie der Dreifachbindung nicht dreimal so gross wie die einer Einfachbindung. Auch hier sind EP bananenförmig gekrümmt um die Achse zwischen den beiden Zentren angeordnet

Carbonat Chlorit Chlorat Perchlorat Cyanid Hydroxid Nitrit Nitrat Phosphat Sulfit Sulfat Ammonium

CO3 2- ClO2 - ClO3 - ClO4 - CN - OH- NO2 - NO3 - PO4 3- SO3 2- SO4 2- NH4 +

Verteilung der Elektronen auf Schale Atomrumpf

Die maximale Zahl (Z) lässt sich berechnen durch: Z=2n^2 (n=Schalennummer) -Atom ohne VE, besteht aus Kern und den inneren Elektronen. Er ist + geladen und seine Rumpfladung entspricht der Zahl der VE

Analyse Synthese

Die Zersetzung einer Verbindung. Sie führt zu den nicht weiter zersetzbaren Elementen. Die meisten Analysen verlaufen endotherm. Formen, in der Energie zugeführt wird: Elektrolyse (Strom), Thermolyse (Wärme), Fotolyse (Licht) -Bildung einer Verbindung, kann von den Elementen ausgehen, verlaufen meist exotherm

Energieumsatz bei Salzbildung

Die meisten Salzbildungen verlaufen exotherm. Zu Beginn muss Energie zugeführt werden um Metall Atome aus Gitter zu lösen (Sublimationsenergie) und Nichtmetalle in Atome zu spalten (Bindungsenergie). Auch zur Abspaltung der Elektronen von Metall Atomen wird Energie benötigt (Ionisierungsenergie) während bei der Aufnahme der Elektronen durch Nichtmetall Atome Energie frei oder verbraucht wird (Elektronenaffinität). Bis zu diesem Moment ist Vorgang endotherm. Erst durch Bildung des Ionengitters wird so viel Gitterenergie frei, dass Vorgang als Ganzes exotherm verläuft. Gitterenergie übertrifft Summe aller aufgewendeten Energien. Sie ist Ursache des exothermen Reaktionsverlaufs und die eigentliche Triebkraft der ganzen Reaktion. Da zur Abspaltung der Elektronen Energie aufgewendet werden muss, sind die Metall-Ionen energiereicher als die Atom, auch wenn sie Edelgaskonfiguration besitzen

Gemeinsames EP, Atombindung

Die zwei Elektronen der gebundenen Atome halten sich in der gleichen Wolke auf und bilden ein gemeisames Elektronenpaar. Dies steht beiden Atomen zur Verfügung. Auch bindendes Elektronenpaar genannt -Atome sind durch gemeinsame Elektronenpaare gebunden, man nennt diese Bindung Atombindung, Elektronenpaarbindung oder kovalente Bindubg

Dipole

Dipol Moleküle besitzen einen positiven und negativ geladenen Pol. Moleküle sind Dipole wenn Bindungen polar sind und wenn Schwerpunkte der + und - Partialladungen nicht zusammenfallen

Reaktion Natrium und Chlor zu Salz

Edukte: Natrium und Chlor Aktivierung: Beide reagieren erst nach Aktivierung, deshalb erhitzt man Stück Natrium in Glasrohr bis es schmilzt und leitet dann Chlorgas über flüssiges Metall. Na glüht sofort hell auf und Temperatur steigt weiter (Vorgang ist exotherm). Nach Reaktion bleibt weisser, kristalliner Feststoff, der sich in Wasser löst: NaCl. Hat andere Eig als Edukte: hohe Schmelztemp., ist hart und spröde und löst sich in Wasser: typischer Vertreter der Verbindungsklasse der Salze

Kenneigenschaften

Eigenschaften um Stoffe voneinander unterscheiden zu können. Farbe, Glanz, Härte, Geschmack, Geruch, Dichte, Leitfähigkeit für Strom und Wärme, Siede- und Schmelztemperatur

Alpha Teilchen Flugrichtung

Einige Teilchen verändern auf ihrem Weg durch Metallfolie: Sie werden abgelenkt. Diese Ablenkung ist eine Folge der Abstossung der + geladenen a Teilchen durch die + geladenen Protonen. Rutherford wies nach, dass Abstossung eines einzelnen Protons nicht ausreichen würde, um die Veränderung der Flugrichtung zu bewirken. Nur ein Teilchen mit mehreren + Elementarladungen kann ein A Teilchen so stark von seiner Bahn abbringen. Schluss: alle positiven Ladungsträger müssen in einem Kern im Zentrum des Atoms zusammengepackt sein. a Teilchen die nahe an Kern vorbeifliegen werden stark durch seine hohe positive Ladung sehr stark abgelenkt

Energiearme/reiche Elektronen Entstehung

Elektronen bewegen sich ständig und werden vom Kern angezogen. Dadurch haben sie kinetische und potentielle Energie. Energiereiche Elektronen werden weniger stark angezogen, das bedeutet, dass sie weiter vom Kern entfernt sind (sie haben höhere potentielle Energie). Bei den Elektronen steigt die potentielle Energie mit zunehmendem Abstand vom Kern, und die Ionisierungsenergie sinkt, weil die elektrostatische Anziehung des Elektrons durch den Kern mit zunehmendem Abstand zu diesem schwächer wird (Coulomb Gesetz)

Unstabile Elemente Unteilbare Atome, Atomsorten

Es gibt Elemente, die sich spontan in andere umwandeln. (=kernphysikalische Vorgänge). Findet bei chemischen Reaktionen jedoch nie statt: Mit den Eigenschaften ihrer Teilchen erklärbar sein -Elemente bestehen aus nicht weiter teilbaren Atomen. Es gibt verschiedene Atomsorten, die sich in gewissen Merkmalen unterscheiden. Die Elemente sind verschieden weil ihre Atome verschieden sind

Salze elektrische Leitfähigkeit

Feste Salze leiten Strom nicht: Ionen im Ionengitter sind fest an ihre Gitterplätze gebunden und es gibt keine verschiebbaren Ladungsträger. Beim Schmelzen eines Salzes zerfällt Gitter, Ionen werden verschiebbar und wandern in der Schmelze zu den Elektroden, die mit Polen einer Batterie als Stromquelle verbunden sind. Kationen wandern zu Kathode, Anionen zu Anode.

Feststellung Lavoisier

Gesetz der Massenerhaltung: Bei chemischen Vorgängen ändert sich die Gesamtmasse der Reaktionsteilnehmer nicht. Dank Einstein wissen wir heute, dass die Masse bei chemischen Vorgängen doch nicht ganz konstant bleibt weil sich die innere Energie der beteiligten Stoffe ändert, ändert sich auch die Masse. Dies ist jedoch nicht messbar

Gase

Haben variable Form und variables Volumen, Teilchen bewegen sich frei. -Alle Gase verhalten sich bei Temperatur- und Druckänderungen gleich, das Volumen nimmt bei konstantem Druck mit steigenden Temperaturen zu, eine Erhöhung des Drucks führt zu einer Verminderung des Volumens: Gase lassen sich komprimieren -Gleiche Volumina verschiedener Gase enthalten bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die gleiche Anzahl Teilchen. Druck ist unabhängig von der Art der Teilchen (kleinere schlagen mehr auf als schwere, grosse Teilchen). Darum ist Zahl der Gasteilchen in einem Gefäss immer gleich gross.

Ionenbindung Elektrostatische Kraft, Ionengitter, Koordinationszahl

Im Unterschied zu Nichtmetall Atomen hat Ion immer mehrere Bindungspartner. Das liegt daran, dass elektrostatische Kraft von jedem Ion aus Kugelsymmetrisch, d.h in alle Richtungen wirkt. Jedes Anion zieht mehrere Kationen an und umgekehrt. Darum bilden viele Ionen ein Verband -Weil Ladungen nach allen Seiten wirken, bilden Ionen einen 3dimensionalen Verband, man spricht von Ionengitter -Anzahl der Ionen die sich um ein entgegengesetz geladenes Ion lagern ist vom Grössenverhältnis der Ionen abhängig. Man bezeichnet sie als Koordinationszahl

IE und Energiestufen

Ionieierungsenergiezunahmen sind nicht gleichmässig. Kleine Differenzen lassen sich mit der Zunahme der Ladung des Mutterteilchens erklären. Bei grossen Differenzen zeigt es, dass diese einer anderen Energiestufe zugeordnet werden. Die Energiestufen werden mit Buchstaben bezeichnet

IE von Metall/Nichtmetall-Atomen Anziehung der VE Metallcharakter

Metallatome haben kleinere Ionisierungsenergien als Nichtmetall- Atome (geben VE leichter ab weil sie weniger stark gebunden sind.) Coulomb Gesetz: Anziehung der VE durch Atomrumpf ist abhängig vom Atomradius und der Rumpfladung -2. Grösse welche Anziehung beeinflusst ist Atomradius. Er nimmt mit steigender Schalenzahl zu.

Bindungsenergie Definition, Einheit, Anzahl EP, Bindungslänge, Polarität

Ist die Energie, die bei der Bildung einer Atombindung frei wird. Je höher die BE, umso energieärmer ist das Molekül -kJ/mol . Wert der BE ist umso höher, je stärker die Bindungskräfte sind -Je grösser Zahl der gemeinsamen EP, umso höher ist die BE -BL beeinflusst Anziehungskraft zwischen den gemeinsamen EP. Kurze Bindungen haben höhere BE als lange -Polarität erhöht BE, weil zusätzlich die elektrostatische Anziehung der Partialladungen wirkt

Elektronegativität, En und Atombau, Bindungspolarität

Ist entscheidend für die Polarität. =Kraft mit der die beiden Bindungspartner das bindende EP anziehen. Pauling hat EN Skala aufgestellt, inder ENstes Elemen Fluor 4.0 und Lithium der Wert 1.0 hat. -basiert auf elektrostatischen Anziehung der Bindungselektornen durch Atomrumpf und ist somit nach Gesetz von Coulomb abhängig vom Abstand zwischen dem Kern und den Bindungselektronen und von Ladung des Atomrumpfs. EN nimmt im PSE in dern Gruppe nach unten ab: Mit zunehmender Schalenzahl sind Aussenelektronen und damit auch Bindungselektronen weiter vom Kern entfernt (werden weniger stark angezogen) In der Periode nach rechts nimmt EN zu weil durch Zunahme der Rumpfladung werden Aussenelektronen und damit Bindungselektronen stärker angezogen -Bindendes EP ist zum Partner mit höheren EN verschoben: Bindung ist polar. Elektronegativere Atom besitzt eine negative, Bindungspartner eine positive Partialladung. Bindungspolarität ist umso höher, je grösser der Unterschied in der EN der Bindungspartner ist

Verbindung und Zusammensetzung Formel einer Verbindung

Jede Verbindung hat konstante Zusammensetzung. Oft können zwei Elemente, je nach Bedingungen, verschiedene binäre Verbindungen bilden. Diese unterschieden sich im Zahlenverhältnis der Atome und damit im Massenverhältnis der Elemente -Formel einer Verbindung setzt sich zusammen aus den Symbolen der gebundenen Elemente und tiefgestellten Indices das Atomzahlenverhältnis.

Eisen und Chlor Ablauf Zink und Brom Reaktion der Stoffe, Teilchen

Man erhitzt Eisenwolle und bringt sie in einen mit Chlorgas gefüllte Zylinder, wo sie unter Bildung von Rauch aus Eisen (III)-Chlorid reagiert. Wärme des erhitzten Eisens genügt, um Reaktion in Gang zu bringen. Einige Chlor Moleküle werden gespalten und diese übernehmen von Eisen je ein VE. So entstehen Eisen Ionen. -Ein Teil des eingestreuten Zinkplv verschwindet rasch, Rest setz sich ab und Bromlösung verliert ihre Farbe. Vom Reaktionsprodukt ist nichts zu sehen, bis wir Lösung eindampfen. Dann kristallisiert Salz Zinkbromid aus -Bei dieser Reaktion genügt Lichtenergie um einige Brom Moleküle in Atome zu spalten. Diese übernehmen je ein VE du werden so zu Bromid Ionen

Dichte Definition, Formel, Eig.

Masse einer Stoffportion mit einem Volumen von 1cm3. -p=Masse in g : Volumen in cm3 -Stoffeigenschaft. Beim Erwärmen dehnen sich Stoffe aus, dadurch ändert sich Dichte (=Temperaturabhängig). Bei Gasförmigen Stoffen ist Volumen und somit Dichte vom Druck abhängig

Reinstoff Stoffgemische Heterogen Homogen Wasser - Reinstoff? Luft

Material, das nur aus einer Stoffart besteht und haben definierte Eig. Zwei Arten: Elemente und Verbindungen, lassen sich durch chemische Reaktionen in Elemente zersetzten -Stoffe die aus mehreren Stoffarten bestehen -Von blossem Auge erkennbar, Komponenten können sich in Farbe, Teilchengrösse oder Zustand unterscheiden -erscheinen einheitlich, auch Gasgemische sind homogen -ist ein Reinstoff. In Gewässern und Trinkwasser ist kein reines Wasser, hat Verschmutzungen drin. Die meisten Reinstoffe in Natur enthalten Verschmutzungen -Enthält mehrere Reinstoffe =homogenes Gemisch

Salze mit Molekül-Ionen

Salze, in denen mehr als 2 Elemente gebunden sind. Bsp NaClO, neben Na Ionen findet man nur eine Art von Anionen im Ionengitter. Formel ist ClO- (=Molekül Ion, da die beiden Atome durch gemeinsames Elektronenpaar gebunden sind) Bei Molekül Ion mit Ladung 1- ist Gesamtzahl der e- um eins grösser als die Summe der e- der gebundenen Atome. Das zusätzliche Elektron muss auch in Strukturformel berücksichtigt werden. Da das Teilchen eine Ladung trägt, setzen wir Strukturformel in eckige Klammer und schreiben Ladung rechts oben neben Klammer. Metallname kommt vor Molekül Ion Name

Eigenschaften von Salzlösungen Siedetemp. und Ursache, Gefrierpunkt,

Siedetemperatur liegt höher als de von Wasser und steigt beim verdampfen. Temperaturanstieg ist zurückzuführen darauf, dass Konzentration der Salzlösung durch Verdampfen des Wassers ständig steigt. Siedetemperatur einer Salzlösung ist umso höher, je höher Konzentration der Ionen ist. -Dass Salze Siedetemp. des Wassers erhöhen ist Folge der starken Kräfte zwischen den Ionen und den Wasser-Dipolen. Beim Verdampfen müssen Wasser-Moleküle Flüssigkeit verlassen. Die dazu erforderliche Bewegungsenergie ist umso höher,je stärker Kräfte zwischen den Teilchen der Flüssigkeit sind. Die benötigte Bewegungsenergie wird erst bei höheren Temperaturen erreicht -haben tiefe Erstarrungstemperatur weil Ionen die regelmässige Anordnung der Wasser Moleküle stören und damit die Einordnung ins Gitter behindern. Bildung des Gitters ist darum erst bei einer tieferen Temp. möglich

Einfachbindung, Edelgaskonfiguration, Oktettregel Elektronenduplett, Bindungswert

Sind Atome eines Moleküls durch ein gemeinsames EP gebunden -Jeder Atomrumpf ist von acht Elektronen umgeben und erreicht so die max. Zahl von acht VE. Man spricht von einem Elektronenoktett bzw. Edelgaskonfiguration -In den Molekülen der Nichtmetalle (zweite Periode) ist der Atomrumpf der gebundenen Atome von acht Elektronen umbeben -Atome der ersten Periode (H und He) haben ihre Schale schon mit zwei Elektronen voll =Elektronenduplett -Zahl der gemeinsamen EP, an denen sich ein Nichtmetall- Atom beteiligen muss um das Oktett zu erreichen entspricht der Anzahl Elektronen, die ihm zum Oktett fehlen. Wird als Bindungswert bezeichnet und ist eine nützliche Hilfsgrpsse zur Herleitung von Molekülformeln

Gemische Eigenschaften, Schmelzen

Sind abhängig von Art der gemischten Stoffe und vom Mischungsverhältnis. Zur Charakterisierung muss qualitative und die quantitative Zusammensetzung angegeben werden -Gemisch hat keine einheitliche Schmelztemperatur, weil mehrere Komponenten hat. Die einzelnen Stoffe schmelzen nacheinander oder das Gemisch wird langsam weich

Wärme und Bewegungsenergie

Stoffe bestehen aus winzig kleinen Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen). Diese sind ständig in Bewegung. Zwischen ihnen wirken Anziehungs- und Abstossungskräfte, deren Stärke von Abständen der Teilchen abhängig sind. Die Heftigkeit der Teilchenbewegung nimmt mit steigender Temperatur zu. d.h dass die Bewegungsenergie (kinetische Energie) mit der Temperatur steigt

Gitterkräfte

Stärke der Ionenbindung entspricht den Anziehungskräften zwischen den Ionen. Diese sind abhängig von Ionenladung und Abstand der Ladungszentren, der bei typischen Salzen durch Grösse der Ionen bestimmt ist. Faustregel: Gitterkräfte sind umso stärker, je höher Ionenladung und je kleiner Ionenradien sind. Stärke der Ionenbindung zeigt sich in Gitterenergie und in Schmelztemperatur des Salzes. Diese sind umso höher, je höher Ionenladung (Summe der Ladungszahlen) und je kleiner Ionenradien sind. Salze mit kleinen, hochgeladenen Ionen haben sehr grosse Gitterkräfte. Weil sie fast so hart und unlöslich und hochschmelzend sind wie Diamant, werden sie als diamantartig bezeichnet

Feststoffe

Teilchen bilden ein Gitter, Volumen und Form des Festkörpers sind unter konstanten Bedingungen konstant. Die meisten Feststoffe sind kristallin, dh bestehen aus Kristallen, die in gewissen Formmerkmalen übereinstimmen (Regelmässigkeit der Kristalle ist Folge der regelmässigen Anordnung der Teilchen im Gitter). Um festen Stoff zu schmelzen muss ihm Wärme (Schmelzwärme) zugeführt werden und Umgekehrt wird beim Erstarren Wärme frei.

Diffusion unlösliche Stoffe Lösung kristallisieren

Teilchen die sich aus dem Gitter gelöst haben bewegen sich ziellos durch die Flüssigkeit und verteilen sich dadurch. Nach geraumer Zeit hat sich der Stoff gleichmässig verteilt -Sind Kräfte zwischen den Teilchen im Gitter sehr gross oder ziehen Teilchen die Moleküle des Lösungsmittel nicht an, zerfällt das Gitter im Lösungsmittel kauf oder gar nicht. Stoff= schwerlöslich oder praktisch unlöslich -Dampft Wasser einer Salzlösung ab, kommt Salz in Form von Kristallen wieder zum Vorschein: Es kristallisiert aus. Die gelösten Teilchen ordnen sich wieder in ein Gitter ein, die Anordnung und die Abstände der Teilchen im Gitter sind immer gleich

Extraktion löslicher Stoffe Lösungen von Flüssigkeiten mischbar, Volumenanteil Lösung von Gasen

Unterschiedliche Löslichkeit von Stoffen kann zur Trennung von Gemischen genutzt werden. Bsp. Tee -mischbar, wenn sie beim Mischen ein homogenes Gemisch bilden. In %: Volumen des gelösten Stoffs (L) : Volumen der Lösung (L) mal 100 -Beim Erwärmen von Wasser bilden sich schnell kleine Gasbläschen. Diese bestehen aus Luft die im Wasser gelöst war. Die Löslichkeit von Gasen im Wasser sinkt mit steigender Temperatur

Unterschied Bindung und Verbindung

V: ist ein Stoff, genauer ein Reinstoff, der sich in Elemente zersetzen lässt B: bezeichnet den Zusammenhalt bestimmter Teilchen. Bindungen kommen nicht nur in Verbindungen, sondern auch in Elementen vor

Ionisierungsenergien Metalle

Verhalten der Metalle bei chemischen Reaktionen ist vom Atombau abhängig. Da Rumpfladung kleiner ist als bei Nichtmetallen, ziehen sie die VE weniger stark an. Metall Atome haben deshalb relativ kleine Ionisierungsenergien und geben ihre VE leicht ab. Die erste IE ist umso geringer, je kleiner die Rumpfladung und je grösser der Atomradius ist

Aktivierungsenergie

Viele Reaktionen können nicht bei Raumtemperatur ablaufen, sie müssen aktiviert werden. Die AE bringt die Teilchen der Ausgangsstoffe in einen energiereicheren und damit reaktionsfähigen Zustand. Weil sie in diesem aktivierten Übergangszustand nicht mehr stabil sind, reagieren sie beim Zusammentreffen mit anderen Teilchen

Löslichkeit Definition, Einflüsse

versteht man die Masse eines Stoffs, die sich in einer bestimmten Masse Lösungsmittel bei einer festgelegten Temperatur maximal löst. Eine Lösung welche de maximal lösliche Menge eines Stoffs enthält, heisst gesättigt. Löslichkeit ist umso grösser, je kleiner Gitterkräfte d.h je kleiner Ionenladungen und je grösser Ionenradien sind.

Energieminimum und Bindungslänge

Wenn sich Atome näher kommen, nimmt ihre Energie ab und erreicht beim kleinsten möglichen Abstand ein Minimum. Es müsste nun Energie aufgewendet werden, um die Kerne gegen die wachsende Abstossung noch näher zusammenzudrücken. Auch die Vergrösserung des Abstands ist nur unter Energieaufwans möglich. Der Kernabstand im energieärmsten Zustand ist die Bindungslänge

Anziehung und Abstossung Bsp. 2 H Atome

Wenn zwei Wasserstoff-Atome aus grosser Entfernung aufeinander zufliegen, nehmen sowohl Abstossung als auch Anziehung zu. Zu Beginn übertrifft die Anziehung die Abstossung und die Atome nähern sich, bis die Entfernung erreicht ist, bei der die Abstossung gleich gross ist wie die Anziehung. Danach ändern sie ihren Abstand nicht mehr. Eine weitere Annäherung müsste die stark wachsende Abstossung überwinden und eine Vergrösserung des Abstandes müsste gegen Anziehungskräfte erfolgen. Die beiden Atome bleiben darum in diesem Abstand und lassen sich nur unter Kraftaufwand trennen oder näher zusammenbringen: Sie sind gebunden. Der Abstand zwischen den Zentren wird als Bindungslänge bezeichnet

Trennung von Lösungen: Destillation Fraktionierte Destillation

Wird Gemisch von Flüssigkeiten gelöst, wenn diese sich in der Siedetemperatur unterscheiden: Gemisch in Kolben erwärmen bis eine Komponente verdampft (Dampft steigt auf und kondensiert in Kühlrohr, Destillat wird in Gefäss aufgefangen). Temperatur bleibt konstant bis erste Komponente verdampft ist. Trennung gelingt umso besser je grösser der Unterschied der Siedetemperaturen ist. -Wird Trennung durch wiederholtes Destillieren der einzelnen Fraktionen oder durch Verwendung einer Fraktionierkolonne verbessert. Diese wird auf Kolben aufgesetzt und vergrössert Innenfläche (auf ihr kondensiert der grösste Teil des Dampfs der mitgeschleppten höheren siedenden Komponenten und tropft in den Kolben zurück)

ZMK

Wirken zwischen den Kräften. Konsequente Unterscheidung zu den Bindungskräften in den Molekülen weil physikalische Eigenschaften vom Zusammenhalt der Moleküle abhängig ist, bestimmen die ZMK diese Eigenschaften

Legierungen Allgemein, Härte, Leitfähigkeit

Zählt auch zu den metallischen Stoffen. Sie stehen in ihren Eig. zwischen Verbindungen und Gemischen. Zur Herstellung werden Legierungsmetalle erhitzt bis alle geschmolzen sind. Beim Abkühlen können die gemischten Metalle Mischkristalle bilden oder getrennt kristallisieren. Bei Bildung von Mischkristallen lagern sich verschiedenartige Atome n ein Mischgitter ein. Dies ist v.a dann möglich, wenn Atome etwa gleich gross sind. Stehen Atomsorten in festen Zahlenverhältnis, hat Legierung definitive Zsmsetzung. Sind Metalle unterschiedlich gross, können sie nur beschränkt Mischkristalle bilden. Manchmal werden einzelne als Fremdatome ins Gitter eines anderen Metalls eingelagert, ohne dass regelmässige Anordnung entsteht. -Härte ist i.d.R grösser als die der reinen Metalle weil eingelagerte Fremdatome oder Kristalle das Gleiten der Ebenen erschweren -ist schlechter als die der reinen Komponenten. Fremdatome erschweren Verschiebung der Elektronen.

Phasen Definition, Eig.

bezeichnet man homogenen Teile der Materie, der durch eine Grenzfläche von einer anderen Phase getrennt ist. An Phasengrenze ändern die Eigenschaften sprunghaft

Chemische Vorgänge Reaktionsgleichung

dabei werden Stoffe umgewandelt. Ausgangsstoffe (Edukte) reagieren in einem bestimmten Massenverhältnis zu Endstoffen (Produkte) -In Reaktionsgleichung wird der Vorgang der Stoffumwandlung durch den Reaktionspfeil zwischen Edukten und Produkten ausgedrückt (reagiert zu)

Schmelz und Siedetemperatur

liegt bei vielen Metallen über 1000Grad. Die Gitterkräfte sind im Metallgitter stärker als im Molekülgitter. Metall Atome werden durch die relativ starke metallische Bindung zusammengehalten, die Moleküle hingegen nur durch ZMK. Schmelztemperaturen nehmen in den Gruppen 1 und 2 nach unten ab. Metallische Bindung wird mit zunehmendem Atomradius als schwächer. Mit Atomradius nimmt Entfernung zwischen den Zentren der Atomrümpfe und den Bindungselektronen zu und die Anziehung sinkt. Metallische Bindung ist umso stärker, je kleiner der Atomradius ist. Bei Alkalimetallen ist Bindung relativ schwach will sie nur 1 Bindungselektron besitzen. Ihre Schmelztemperatur sind darum relativ tief. Je höher Zahl der Bindungselektronen ist, desto stärker metallische Bindung

Metalle Eig.

sind alle ähnlich -leiten elektrischen Strom und Wärme -metallischen Glanz -duktil, dh relativ hart, aber doch verformbar - hohe dichte -hohe Schmelz und Siedetemperatur -mit Ausnahme von Quecksilber alle bei NB fest

Normalbedingungen

t=0Grad p=1013hPA=1.013bar =1 Atmosphäre

Bohrs Atommodell Schalenmodell

von Niels Bohr. Erklärung für die unterschiedlichen Energiezustände der Elektronen: Annahme, die Elektronen bewegen sich auf Kreisbahnen mit einem bestimmten Radius um den Kern. Je höher potentielle Energie, desto grösser der Bahnradius. =Bohrsche Atommodell -Da wir genaue Bahn nicht beschreiben können, begnügen wir uns mit einem Bereich, indem das Elektron sich hauptsächlich bewegt. Der Bewegungsraum ist eine Kugel,deren Radius umso grösser ist, je energiereicher das Elektron ist. Jede Schale des Modells entspricht einer Energiestufe, auf der innersten Schale sind die energieärmsten Elektronen. Die Zahl der Elektronen auf einer Schale ist beschränkt und nimmt mit zunehmendem Schalenradius zu

Physikalische Eigenschaften der Elemente Metalle Nichtmetalle

werden hauptsächlich durch Anordnung der Teilchen und die Kräfte zwischen den Teilchen bestimmt. -Atome bilden ein Metallgitter das durch metallische Bindung zusammengehalten wir. (NB:fest, hohe Schmelztemperatur) -Atome zeigen völlig anderes Verhalten, sie bilden Moleküle: kleine Gruppen aus meist wenig Atomen. Sind so fest gebunden, dass sie beim Schmelzen und Sieden nicht getrennt werden.

Löslichkeit gesättigte Lösung

wird in g/100g Lösungsmittel angegeben und ist abhängig vom Lösungsmittel und Temperatur. Die meisten Feststoffe lösen sich bei höherer Temperatur besser. Ausnahme: NaCl (fast temperaturunabhängig) -= eine Lösung mit maximaler Konzentration.Kühlt man gesättigte Lösung ab kristallisiert ein Teil des gelösten Salzes aus. Wie gross dieser Teil ist hängt von Steilheit der Löslichkeitskurve ab. Dampft man Lösung mit mehreren Feststoffen ein, kristallisiert Stoff mit kleinsten Löslichkeit zuerst. Jeder Reinstoff bildet seine eigenen Kristalle