1. Chemische Grundlagen Flashcards
Wie sind Begriffe definiert?
durch gemeinsame, festgelegte Eigenschaften
Wozu dienen Begriffe?
zum Beschreiben von Geschehnissen der Natur oder eines Experiments
Was macht Größen aus?
quantifizierbare Eigenschaften (z.B. Einheiten und Formelzeichen)
Masse
m / Kilogramm [kg], Gramm [g] / 1 kg = 1000 g
Stoffmenge
n / Mol [mol] / 1 mol ~ 6,022 * 10^23 Teilchen
Molare Masse
M / Gramm pro Mol [g/mol oder g*mol^-1] / M = m/n
Volumen
V / Liter [l], Kubikmeter [m^3] / 1 m^3
= 1000 l
Dichte
ρ / Kilogramm je Kubikmeter [kg * m^-3] / ρ=m/V
Druck
p / Pascal [Pa], Bar [bar] / 1 Pa = 1 N * m^-2, 1 bar = 101325 Pa
Temperatur
T / Kelvin [K], Grad Celsius [°C] / 0°C = 273,15 K
Stoffmengenkonzentration
c / Mol pro Liter [mol * l^-1] / c = n/V
Wie sind Gesetze definiert?
führen unter gleichbleibenden Bedingungen immer zu den gleichen Ergebnissen
Wofür werden Regeln verwendet?
zum Beschreiben von Zusammenhängen; präzise quantitative Ableitung nicht möglich
Was sind Hypothesen?
Aussagen über Zusammenhänge, deren experimentelle Bestätigung noch ausständig ist
Was ist eine Theorie?
- ein System bestehend aus einen Teilbereich betreffende Aussagen, Definitionen, Gesetze und Modelle
- muss das Ergebnis eines Experiments korrekt voraussagen können
Wozu dient die Stöchiometrie?
der Berechnung von Stoffmengen und Reaktionen
Woraus bestehen Atome?
- positiv geladenen Atomkern (macht fast die gesamt Masse aus)
- negativ geladene Atomhülle
Was sind subatomare Teilchen?
- Kernbestandteile: positive Elektronen + neutrale Neutronen
- Hülle: negative Elektronen
Was ist die Kernladungszahl Z?
- Anzahl der Protonen
- Ordnungszahl
Was ist die Massenzahl A?
- Kernladungszahl A + Anzahl der Neutronen N
Was sind Isotope?
- Elemente mit einer anderen Neutronenzahl im Kern
Was ist ein Ion?
- elektrisch geladenes Atom
- durch Abgabe oder Aufnahme von Elektronen
Was passierte beim Rutherford’schen Streuversuch?
- Goldfolie wird mit α-Teilchen beschossen
- Detektor registriert auftreffende α-Teilchen
- nahezu alle durchdrangen die Folie ohne abgelenkt zu werden
Was ist der Schluss des Rutherford’schen Streuversuch?
die nahezu gesamte Masse muss sich auf kleinstem Raum befinden
Was besagt das Rutherford’sche Atommodell?
- Elektronen kreisen auf elliptischen Bahnen um den Atomkern
- elektrostatische Anziehungskraft und Zentrifugalkraft sind notwendig
Warum war das Rutherford’sche Atommodell nicht haltbar?
- kreisende Elektronen müssen ständig Energie in Form von Licht abgeben
- müssten letztlich in den Atomkern fallen
Wie lauten die Bohr’schen Postulate?
- Elektronen können den Atomkern auf stabilen konzentrischen Bahnen umkreisen, ohne Strahlung abzugeben und dadurch Energie zu verlieren
- Die Anzahl der Bahnen (Elektronenschalen) ist begrenzt. Jede dieser Bahnen entspricht einem Energieniveau E der Elektronen. Je größer der Radius der Elektronenschale, desto höher das Energieniveau der darauf befindlichen Elektronen.
- Nur beim Übergang eines Elektrons von einer stationären Bahn auf eine andere, wird Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung emittiert oder absorbiert.
Was beschreibt die Hauptquantenzahl n?
- die einzelnen stationären Zustände des Elektrons
- n = 1, 2, 3, …
Wie werden die Hauptenergieniveaus (Elektronenschalen) bezeichnet?
- K, L, M, N usw.
- können nur mit gewisser Anzahl Elektronen besetzt werden
Was ist der Zweck des Periodensystems?
Aufbau der Elementen und deren Eigenschaften in sinnvollen Zusammenhang stellen
Wie werden die Elemente geordnet?
- gemäß steigender Protonenzahl
- horizontal: Perioden; Zahl der Elektronenschalen
- vertikal: Gruppen
Wie lauten die Hauptgruppen?
I. Alkalimetalle II. Erdalkalimetalle III. Borgruppe IV. Kohlenstoffgruppe V. Stickstoffgruppe VI. Chalkogruppe (Erzbildner) VII. Halogene VIII. Edelgase
Wie werden die Blöcke durch Perioden aufgeteilt?
- 1 - 3: s-Block
- 13 - 18: p-Block
- 4 - 12: d-Block
- Lathanoide und Actinoide: f-Block
Was beschreibt die Ionisierungsenergie?
- Entfernung eines Elektrons aus der Hülle eines Atoms im Gaszustand
- Je höher der Energiegehalt, desto geringer die Ionisierungsenergie
Wie verhält sich die Ionisierungsenergie?
- Periode: nimmt von links nach rechts tendenziell zu
Gruppe: nimmt von oben nach unten tendenziell ab
Was ist die Elektronegativität?
das Maß für die Fähigkeit eines Atoms ein bindendes Elektronenpaar an sich zu ziehen
Wovon ist die Elektronegativität abhängig?
- vom Anteil der positiven Kernladungen
- Periode: nimmt von links nach recht zu
- Gruppe: nimmt von oben nach unten ab
Was sind die Charakteristika von Metallen?
- gute elektrische Leiter (nimmt mit steigender Temperatur ab)
- niedrige Ionisierungsenergie -> Bildung von Kationen
- Oxide reagieren in Wasser basisch
Was sind die Charakteristika von Nichtmetallen?
- Isolatoren, leiten keinen elektrischen Strom
- tendenziell höhere Elektronegativität -> Bildung von Anionen und Molekülen
- Oxide reagieren in Wasser sauer
Was ist die Atombindung / kovalente Bindung?
- Nichtmetall + Nichtmetall
- Bindung zwischen Elementen mit ähnlicher Elektronegativität
- ganz bestimmter Abstand und Bindungswinkel
- gerichtete Bindung
Was ist das Ziel der Atombindung?
das Erreichen einer stabilen Edelgaskonfiguration
Wovon ist die Bindungsanzahl abhängig?
Anzahl der Valenzelektronen und der Oktettregel
Wie werden nicht an der Bindung beteiligte Elektronenpaare genannt?
freie Elektronenpaare
Was beschreibt die Mesomerie?
die korrekte Darstellung eines Moleküls durch mehrere Lewis-Formeln
Wie nennt man die mesomeren Formeln?
mesomere Grenzstrukturen
Woran erkannt man mesomere Grenzstrukturen?
- an dem Doppelpfeil
- Achtung: keine Hin- und Rückreaktion
Was ist die Hybridisierung?
- ein reinmathematisches Verfahren zu erleichterten Darstellung, keine physikalische Realität
Was sind Einzelbindungen?
sp^3 - Hybridisierung
Was sind Doppelbindungen?
- sp^2 - Hybridisierung
- nur Teile der Orbitale beteiligt
Was sind konjugierte Doppelbindungen?
mehrere Doppelbindungen durch jeweils eine Einfachbindung getrennt
Was sind Dreifachbindungen?
- sp - Hybridisierung
- zwei freie p - Orbitale zu Überlappung
Was sind polare Atombindungen?
- Moleküle aus verschiedenen Atomen
- Bindungspartner unterschiedlicher Elektronegativität -> Verschiebung der gemeinsamen Elektronenpaare zum elektronegativeren Partner
- Entstehung von Partialladungen (σ+ und σ-)
- je größer die EN-Differenz, desto polarer die Atombindung
Welche Bindungen werden abhängig von ihrer Elektronegativitätsdifferenz gebildet?
- ΔEN = 0 -> unpolare Atombindung
- ΔEN < 1,7 -> polare Atombindung
- ΔEN > 1,7 Ionenbindung
Was ist die Ionenbindung?
- Metall + Nichtmetall
- Aufnahme (Bildung von Anionen, negativ) und Abgabe (Bildung von Kationen, positiv) von Elektronen
- Bildung von Ionengittern
Wie sind Ionenbindungen nach außen geladen?
neutral