Atombindung, Moleküle und molekulare Stoffe Glossar Flashcards
Atombindung
Bindung von zwei Atomen durch gemeinsame Elektronenpaare, basiert auf der Anziehung zwischen den Kernen und den gemeinsamen Elektronen, die sich bevorzugt zwischen ihnen aufhalten.
Heisst auch: Elektronenpaarbindung, kovalente Bindung
Atomgitter
Sehr stabiles Gitter, dessen Bausteine (Atome) durch Atombindungen zu einem Riesenmolekül gebunden sind. BSP.: Diamant, Quarz
Atomradius
Der Radius eines isolierten Atoms (Van-der-Waals-Radius) ist die Hälfte des minimalen Abstands zwischen den Kernen von zwei nicht verbundenen, gleichartigen Atomen. Der kovalente Radius ist der halbe Abstand zwischen den Kernen von zwei verbundenen gleichartigen Atomen
Bananenwolken
Die bindenden Elektronenpaare einer Mehrfachbindung stossen sich ab, ihre Wolken sind bananenförmig gekrümmt.
Bindungselektronen
Bindungselektronen werden von den Kernen der gebundenen Atome angezogen und binden diese durch die gegenseitige elektrostatische Anziehung.
Bindungsenergie
Energie, die bei der Bildung einer Atombindung frei wird bzw. zu ihrer Spaltung aufgewendet werden muss. Einheit ist Kilojoule pro Mol (kJ/mol, 1 Mol = 6.02 x 10(23) BIndungen). Die BE ist umso höher, je grösser die Zahl der gemeinsamen EP und je kürzer und je polarer die Bindung ist.
Bindungslänge
Abstand zwischen den Zentren gebundener Atome, Summe der kovalenten Atomradien
Bindungswert
Die Zahl gemeinsamer Elektronenpaare, an denen sich ein Nichtmetall-Atom bei der Bildung eines Moleküls beteiligt, entsprich nach der Oktettregel der Zahl der Valenzelektronen, die ihm zum Oktett fehlen.
Bindungswinkel
Der Winkel zwischen den Achsen der bindenden Elektronenwolken, die von einem Atom ausgehen. Im Kugel-Stab-Modell der Winkel zwischen den Stäbchen.
Delokalisierte Elektronen
Gemeinsame Elektronen, die mehr als zwei Atomen zur Verfügung stehen, z. B. In den Ebenen des Grafitgitters.
Diamant
Sehr harte, durchsichtige, nicht leitende Modifikation des Kohlenstoffs, Aufbau: Atomgitter
Dichteanomalie
Die Dichte des Wassers ist bei 4°C am grössten und nimmt beim Abkühlen (im Gegensatz zum Verhalten anderer Flüssigkeiten) unter 4°C ab: Anomalie. Anomal ist auch, dass Eis bei 0°C die kleinere Dichte hat als flüssiges Wasser bei gleicher Temperatur.
Dipol-Dipol-Kräfte
Zwischenmolekulare Kräfte zwischen Dipol-Molekülen. Ihre Stärke ist abhängig von der Molekülgestalt und von der Polarität der Bindungen (EN-Unterschied).
Dipole
Dipole haben einen positiven und einen negativ Pol. Moleküle sind elektrische Dipole, wenn die Bindungen polar sind und wenn die Schwerpunkte der positiven und der negativen Partialladungen nicht zusammenfallen.
Doppelbindung
Bindung durch zwei gemeinsame Elektronenpaare, ist kürzer und stärker als eine Einfachbindung zwischen den gleichen Atomen (aber nicht doppelt so stark).
Dreifachbindung
Bindung durch frei gemeinsame Elektronenpaare
Duplett(regel)
Bei Wasserstoff un Helium nimmt die Aussenschale höchstens zwei Elektronen auf
Edelgase
Die einzigen gasförmigen Nichtmetalle, deren Bausteine Atome sind. Sie sind inert, weil ihre Atome acht (Helium: zwei) Valenzelektronen besitzen (Edelgaskonfiguration)
Edelgaskonfiguration
Elektronenkonfiguration wie bei Edelgasen, d.h., der Atomrumpf ist von acht Elektronen (beim Helium von zwei) bzw. vier doppelt besetzten Wolken umgeben.
Einfachbindung
Bindung durch ein gemeinsames Elektronenpaar.
Elektronegativität (EN)
Fähigkeit der Atome, die bindenden Elektronen anzuziehen. In der Skala von L. Pauling wird dem elektronegativsten Element Fluor den Wert 4.0, dem Lithium den Wert 1.0 zugeordnet. Die EN ist umso höher, je kleiner das Atom und je höher die Rumpfladung ist. Sie nimmt darum im PSE in der Grupp nach oben und in der Periode nach rechts zu.
Elektronenpaar EP
Die beiden Elektronen einer doppelt besetzen Elektronenwolke bilden ein EP.
Bindendes Elektronenpaar
Elektronenpaare, die von zwei Atomen gemeinsam „verwaltet“ werden, halten sich bevorzugt zwischen den beiden Kernen auf und binden sie durch die gegenseitige elektrostatische Anziehung.
Elektronenwolke
Raum, in dem sich ein Elektron oder ein Elektronenpaar mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhält
gemeinsame Elektronenwolke
Entsteht durch die Verschmelzung von zwei einfach besetzten Elektronenwolken von zwei Atomen oder (seltener), indem ein Atom eine doppelt besetzte Wolke zur Verfügung stellt.
Element-Molekül
Die (bei NB) gasförmigen Nichtmetalle (mit Ausnahme der Edelgase) sowie Brom und Iod bestehen aus zweiatomigen Molekülen: H(2), F(2), Cl(2), Br(2), I(2), O(2), N(2). Kristalliner Schwefel besteht aus S(8)-Ringen, weisser Phosphor aus P(4)-Molekülen, Kohlenstoff-Atome bilden sehr grosse Moleküle.
EP-Bindung
Atombindung, kovalente Bindung
EPA-Modell
Das Elektronenpaarabstossungs-Modell (Gillespie-Modell) ermöglicht die Herleitung der Molekülgestalt, basierten auf der Vorstellung, dass sich die Valenzelektronenpaare (bzw. Ihre Wolken) als Folge der gegenseitigen Abstossung so anordnen, dass sie max. Entfernung voneinander haben. Die EP von Mehrfachbindungen wirken auf benachbarte Elektronen wie ein EP. Nichtbindende Elektronenwolken beanspruchen etwas mehr Raum als bindende.
Fullerene
Modifikationen des Kohlenstoffs, die z. B. im Russ vorkommen.
Grafit
Schwarz glänzende, elektrisch leitende Modifikation des Kohlenstoffs.
Hochmolekulare Stoffe
Stoffe mit Makromoleküle sind bei NB meist fest und werden beim Erwärmen langsam weich, viele zersetzen sich, bevor sie schmelzen. Zu den hochmolekularen Stoffen zählen Naturstoffe wie die Eiweisse und die Nucleinsäure sowie viele Kunststoffe (Plastik).
Index, Indices
Die Indices gehören zur Formel und beschreiben die Zusammensetzung des Stoffs bzw. Seiner Teilchen: O(2), HClO(3). Bei Molekülverbindungen geben sie an, wie viele Atome einer Sorte in einem Molekül gebunden sind. Der Index 1 wird nicht geschrieben.
Kalotten-Modell
Modell zur Darstellung der Molekülgestalt. Die Atome werden durch Kallotten unterschiedlicher Grösse dargestellt.
Keilstrichformel
Mit der Keilstrichformel kann die räumliche Struktur eines Moleküls ausgedrückt werden. Bindungen, die nach vorne bzw. hinten aus der Zeichenebene herausragen, werden durch Keile bzw. gestrichelte Keile dargestellt. Bindungen in der Zeichenebene durch Striche.
Knallgasreaktion
Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser
Kovalente Bindung
Bindung durch gemeinsame Elektronenpaare, Atombindung
Kovalenter Radium
Atomradien
Kugel-Stab-Modell
Modell zur Darstellung der Molekülgestalt. Die Atomrümpfe werden durch Kugeln, die bindenden Elektronenpaare durch Stäbchen dargestellt. Eignet sich v. a. zur Darstellung der Bindungswinkel.
Lewis-Formel
Strukturformel
Makromoleküle
Moleküle aus einer grossen Zahl (>100) von Atomen. Bestehen meist aus vielen Kleinmolekülen, die durch gemeinsame Elektronenpaare zu Ketten oder Netzen verknüpft sind.
Modifikationen
Erscheinungsformen eines Elementes, die sich in ihren Eigenschaften unterscheiden, weil die gleichen Atome oder Moleküle verschieden angeordnet und gebunden sind; können sich in Molekülbau (z. B. Grafit-Diamant, O(2)-O(3).) oder in der Kristallform (z. B. Schwefel) unterscheiden.
Molekül
Teilchen aus mehreren Atomen, die durch Atombindung(en) zu einer Einheit gebunden sind.
Molekülformel
Nennt die Art und die Anzahl der Atome eines Moleküls. Die Indices geben die Zahl der in einem Molekül gebundenen Atome an (sofern sie von eins abweicht), z. B. H(2)O, C(2)H(6), NH(3)
Molekülgestalt
Beschreibt die räumliche Anordnung der Atome im Molekül. Lässt sich experimentell ermitteln bzw. mit dem EPA-Modell herleiten und mit Kalotten- oder Kugel-Stab-Modellen darstellen
Molekülgitter
Molekulare Stoffe bilden im festen Zustand in der Regel ein Molekülgitter. Die Gitterbausteine sind Moleküle, die Gitterkräfte sind zwischenmolekulare Kräfte.
Molekülmodelle
Gegenständliche Modelle stellen den Bau der Moleküle anschaulich dar. Karotten-Modell, Kugelstab-Modell. Gedankliche Moleküle wie das EPA-Modell erlauben die theoretische Herleitung der Molekülgestalt einfacher Moleküle.
Molekülstruktur
Zur Molekülstruktur gehören neben der Zahl und der Art der Atome (Molekülformel) und der Bindungen (Strukturformel) auch Angaben über die Molekülgestalt (Molekülgeometrie).
Molekulare Stoffe
Nichtmetalle (ohne Edelgase) und molekulare Verbindungen bestehen aus Molekülen
Oktettregel
Die Atome der zweiten Periode erreichen in Molekülen Edelgaskonfiguration: Der Atomrumpf der gebundenen Atome ist von acht Elektronen umgeben. Die Oktettregel gilt (mit Ausnahme) auch für Nichtmetall-Atome höherer Perioden. Wasserstoff-Atome erreichen ein Elektronenduplett
Oxide
Binäre Verbindungen des Sauerstoffs. Die Oxide der Nichtmetalle sind molekulare Stoffe, die Oxide der Metalle sind Ionenverbindungen.
Ozon O(3)
Modifikationen des Sauerstoffs mit O(3)-Molekülen, ein reaktives, giftiges, seltsam riechendes Gas
Ozonabbau
Der Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre, welche die Lebewesen vor den kurzwelligen UV-Strahlung der Sonne schützt, wird durch die Freisetzung von FCKW und anderen „Ozonkillern“ ausgelöst, er erreicht über der Antarktis im September/Oktober ein Maximum: Ozonloch.
Ozonbildung
Das Ozon der schützenden Ozonschicht in der Stratosphäre entsteht durch die Wirkung der dort vorhandenen kurzwelligen UV-Strahlung aus O(2). In den bodennahen Luftschichten bildet sich Ozon im Smog aus Abgasen von Verkehr, Industrie und Heizungen unter Einwirkung der Sonne
Ozonschicht
Schicht der Stratosphäre (10-30km über der Erdoberfläche) mit relativ hohem Ozongehalt; lässt die kurzwellige UV-Strahlung nicht durchtreten und schützt die Lebewesen auf der Erde vor dieser gefährlichen Komponente der Sonneneinstrahlung.
Partialladung
Teilladung, kleiner als eine Elementarladung, wird angegeben durch S+ bzw. S-
Pauli-Prinzip
In einer Elektronenwolke kann sich ein Elektron oder ein Elektronenpaar aufhalten.
Polarität
Polar sind Bindungen zwischen Atomen mit unterschiedlicher EN. Die gemeinsamen Elektronen sind zum elektronegativeren Atom hin verschoben. Dieses trägt darum eine negative, sein Partner eine positive Partialladung. Die Bindungspolarität ist umso höher, je grösser der EN-Unterschied der Bindungspartner ist.
Radikale
Teilchen mit einsamen Elektronen. Ein Radikal besitzt mindestens eine einfach besetzte Elektronenwolke. Mit Ausnahme der Edelgas-Atome sind alle Atome Radikale
Reaktionsgleichung
Beschreibt einen chemischen Vorgang qualitativ (Formeln) und quantitativ (Koeffizienten). Links vom Reaktionspfeil stehen, durch + verbunden, die Formeln bzw. Symbole der Edukte, rechts die der Produkte. Oft wird der Aggregatzustand der Stoffe (s,l,g) angegeben. Die Koeffizienten vor den Formeln geben das Mengenverhältnis der Stoffe an. Sie müssen so gewählt werden, dass die Anzahl der Atome jeder Atomsorte linkt und rechts gleich ist.
Reaktionspfeil
Der Reaktionspfeil steht für die Umwandlung der Stoffe und wird gelesen als „reagieren zu“, über dem Pfeil können Reaktionsbedingungen (Licht, Kat., Temp., Druck) angegeben werden.
Strichformel
Strukturformel
Strukturformel
Die Strukturformel (Lewis-Formel, Valenzstrichformel, Strichformel) beschreibt die Bindungsverhältnisse in Molekülen. Die Molekülgestalt kann nur angedeutet werden. In der Strukturformel werden neben den Elementsymbolen, die für den Atomrumpf stehen, die Valenzelektronen durch Striche (Elektronenpaare) und Punkte (einsame Elektronen) dargestellt. Die Striche für die bindenden EP stehen wie Bindestriche zwischen den Symbolen.
Tetraeder
Körper, der von vier gleichseitigen Dreiecken begrenzt ist. Jede Ecke ist von den drei anderen gleich weit entfernt. Die Anordnung der vier Ecken um den Mittelpunkt nennt man tetraedrisch.
Tetraeder
Körper, der von vier gleichseitigen Dreiecken, begrenzt ist. Jede Ecke ist von den drei anderen gleich weit entfernt. Die Anordnung der vier Ecken um den Mittelpunkt nennt man tetraedrisch.
Tetraederwinkel
Die vom Tetraedermittelpunkt zu den Ecken gerichteten Linien schliessen Winkel von ca. 109° ein.
Van-der-Waals-Kräfte
Wirken zwischen allen Molekülen als Folge momentaner Polarisierung durch die Bewegung der Elektronen. Sind umso stärker, je grösser die Molekülmasse bzw. die Moleküloberfläche ist. Sind bei kleinen Molekülen schwächer als Dipol-Dipol-Kräfte und H-Brücken.
Van-der-Waals-Kräfte
Atomradien
Wasserstoffbrücken
Wasserstoffbrücken sind elektrostatische Kräfte zwischen H-Atomen, die an F-, O- oder N-Atome gebunden sind, und den freien Elektronenpaaren dieser Atome in benachbarten Molekülen.
Zwischenmolekulare Kräfte
Kräfte, die zwischen Molekülen wirken, bestimmen weitgehend die physikalischen Eigenschaften molekularer Stoffe: Wasserstoffbrücken, Dipol-Dipol-Kräfte und Van-der-Waals-Kräfte.
