Aufbau der Materie Flashcards

Question

moderne Athomtheorie

Answer 1

- Thomson'sches Atommodell (1903) - Rutherford'sches Atommodell (1911) - Bohr'sches Atommodell (1913) - Orbitalmodell (1928)

Answer 2

- Elemente bestehen aus Atomen (atomos=unteilbar) - alle Atome eines Elements sind identisch und alle Atomen verschiedener Elemente sind verschiedene - bei chemischen Reaktionen werden Atome miteinander verbunden oder voneinander getrennt - Atome werden nie zerstört oder neu gebildet - Chemische Verbindungen = Verknüpfungen von zwei oder mehrer Atomen verschiedener Elemente

Answer 3

- Enstehung ein Stahl eines Partikels, welcher sowohl von E als auch B umgelenkt werden kann - Elektrische Ablenkung wird ausgenutzt um die Masse-zu-Ladung-Verhältnisse q/m zu bestimmen (q/m = -1,7588 x 10*8 C/g) - Anion (-) zur Anode (+) - Kation (+) zur Kathode (-)

Answer 4

- elektrische geladene Öltröpfchen werden im elektrischen Feld eines Plattenkondensatores in der Schwebe gehalten, um die Elementarladung e und die Masse m des Elektrons zu bestimmen - Ladung: q = -e = -1,6022x10*(-19) C - Masse: m = 9,1094x10*(-28) g

Answer 5

Die Goldfolie ist ganz dünn und mit (alfa)-Teilchen (He-Kerne) beschossen Die meisten (alfa)-Teilchen gehen ungehindert durch die Folie durch, andere werden abgelenkt oder zurückgeschlagen Schlussfolgerung: - der Atomkern ist sehr kleinin Verhältnis zum ganzen Atom aber macht den größten Teil der Masse aus (Protonen und Neutronen) - die Hülle wird durch präsidierende Elektronen gebildet, welche den größten Teil der Volumens ausmachen - Elektronen kompensieren die positive Ladung des Kerns

Answer 6

aus 2 Protonen und 2 Neutronen aufgebaut

Answer 7

bestehen aus Elektronen

Answer 8

kurzweilige und energiereiche elektromagnetische Strahlen

Answer 9

Verfahren zum messen der Masse-zu-Ladung-Verhältnisse q/m von Teilchen => bei bekannter Ladung q kann die Masse m der Teilchen ermittelt werden

Answer 10

- aus Atomen gleicher Sorte - gleiche Anzahl von Protonen, gleiche Kernladungszahl, gleiche Anzahl von Elektronen

Answer 11

Isotope sind selbe Elemente mit unterschiedlichen Massen (Nukleonenzahl)

Answer 12

Nach zunehmender Ordnungzahl Z (Zahl der Protonen)

Answer 13

U = sommatoria (Nuklidmasse x Isotopenhäufigkeit)

Answer 14

1/12 der Masse eines Kohlenstoffisotops

Answer 15

U = Unit 1 u = 1,660540x10*(-24) g

Answer 16

- N14 zerfällt in der Stratosphäre und wird C14 - Gleichgewicht von C12 und C14 in lebenden Organismen - kein Metabolismus bei Totem Gewebe (Verschiebung des Gleichgewichts hin zu C12, da C14 zerfällt => Halbwertszeit)

Answer 17

Massenunterschied zwischen der tatsächlichen Masse eines Atomkerns und der stets größeren Summe der Massen der in ihm enthaltenen Nukleonen (Protonen und Neutronen).

Answer 18

- der Massenverlust steckt in Kernbindungsenergie nach E=mc*2 - Massendefekt erreicht sein Maximum beim Isotop Fe58

Answer 19

Isotopenverteilung und Massendefekt

Answer 20

Ein Mol ist die Stoffmenge, die aus genauso vielen Teilchen besteht, wie Atome in 12g des 12C6-Isotops

Answer 21

1 Mol = 6,02214x10*(23) Teilchen

Answer 22

M=m/n Molare Masse M [g/mol] Masse m [g] Stoffmenge [mol]

Answer 23

Wasserstoff

Answer 24

Stickstoff

Answer 25

Sauerstoff

Answer 26

Wasserstoffperoxid

Answer 27

Schwefelsäure

Answer 28

Hydroxylamin

Answer 29

Chlorwasserstoff

Answer 30

Schwefelwasserstoff

Answer 31

Kohlenstoffdioxid

Answer 32

Kohlenstoffmonoxid

Answer 33

Arsentrichlorid

Answer 34

Phosphorpentafluorid

Answer 35

Elektromagnetische Strahlung ist die Welle eines oszillierenden elektrischen und magnetischen Feldes Wellenlänge (lamda) Amplitude A Intensität A*2 Ausbreitungsgeschwindigkeit v Frequenz v

Answer 36

Lichtgeschwindigkeit c = 2,99792458x10*8 m/s c = Wellenlänge (m) x Frequenz (/s) bzw. (Hz)

Answer 37

beim Erhitzen diverser chemischer Substanzen z.B. mit einem Bunsenbrenner lässt sich ein charakteristisches Leuchten beobachten, welches auf e -Übergänge zurückzuführen ist

Answer 38

- wird einen Atom ausreichend Energie hinzugefügt, lassen sich dessen äußere Elektronen vom Grundzustand auf energetisch höherligende angeregte Zustände anheben - diese Zustände haben ein definiertes Energieniveau, die bei der Rückkehr in den Grundzustand (Relaxieren) in Form einer Lichtaussendung wieder frei wird

Answer 39

- auftreten von Spektrallinien bedeutet diskrete (gequantelte) Energiezustände - diese Energieniveaus sind offensichtlich systematischer Natur - warum gerade diese und nicht andere Frequenzen bzw. Energien?

Answer 40

- Elektronen können sich nur auf definierten, um den Kern konzentrierten Kreisbahnen aufhalten - Schalen haben 7 Energieniveaus (K,L,M,..) und einen definierten "Radius"/definierte Energie/definierte Energiedifferenz - Nur während des "Schalensprungs" kann sich das Elektron "zwischen“ den Schalen aufhalten - diskrete Energieniveaus: definierte Energie zur Überwindung des Übergangs von Grundzustand zu angeregtem Zustand; Relaxion der e- aus angeregtem in Grundzustand führt zur Emission definierter Energiemenge

Answer 41

Licht ist Welle (Eigenschaften: Wellenlänge λ; Amplitude A, Ausbreitungsgeschwindigkeit v und Frequenz ν) und Teilchen (Eigenschaft: Ort und Impuls) gleichzeitig

Answer 42

Licht löst aus Metallplatten Elektronen heraus. Dieser Effekt tritt jedoch nur ab einer gewissen Grenzfrequenz des Lichts auf, die für jedes Metall spezifisch ist. Unterhalb der Grenzfrequenz werden keine Elektronen herausgelöst, wie intensiv das Licht auch sein mag. Die kinetische Energie der Elektronen (oberhalb der Grenzfrequenz) steigt proportional zur Frequenz an.

Answer 43

Licht ist ein Strom von Teilchen: Photonen

Answer 44

E = h x v E: Energie [J] h: Planck-Konstante (6,63x10*(-34) J/Hz) v: Frequenz [/s] bzw. [Hz]

Answer 45

- Nun kann jeder Masse eine Wellenlänge zugeordnet werden und mit jeder Wellenlänge eine Masse bestimmen - jede Masse kann als Welle beschrieben werden => λ=h/(m x c) - je kleiner und schneller, desto stärker/höher die Wellenlänge

Answer 46

- große Massen mit geringer Geschwindigkeit haben kleine Wellenlängen (Wellencharakter vernachlässigbar) - kleine Teilchen mit hoher Geschwindigkeit (z.B. Elektronen) haben Wellenlängen in der Größenordnung ihres Aufenthaltsortes

Answer 47

- die Aufenhaltsort des Elektrons ist nicht bestimmbar - um ein Elektron zu orten, ist ein elektromagnetische Strahlung mit sehr kurzer Wellenlänge (entspricht eine hohe Energie) notwendig; der entsprechende Impuls bewirkt eine Ortsveränderung des zu beobachtenden Elektrons - Ort und Geschwindigkeit eines Elektrons sind ne gleichzeitig bestimmbar - Heisenberg'sche Unschärferelation (vedi appunti)

Answer 48

- fundamentalste Formel in Chemie und Quantenmechanik - um dem Welle-Teilchen-Dualismus Rechnung zu tragen, ersetze Schrödinger die Bahnkurve eines Teilchens durch eine orsabhängige Wellenfunktion (vedi appunti) - Elektron wird als Wellenfunktion beschrieben - der Ort des Elektrons kann nur mit einer gewissen Aufenthaltswahrscheinlichkeit bestimmt werden - die Wellenfunktion wird mit charakteristischen Orbitalen, definierter Struktur und Energie beschrieben - die Energieniveaus der Elektronen werden als dreidimensionale stehende Wellen beschrieben - die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Elektronen entspricht dem Quadrat der Wellenfunktion; Lösung der Schrödingergleichung ist nur genährt möglich, liefert aber gequantelt Energiezustände

Answer 49

- um die Aufenthaltsbereiche und die begrenzenden Knotenebenen zu charakterisieren - n Hauptquantenzahl - l Nebenquantenzahl - m Magnetquantenzahl - n Spinquantenzahl

Answer 50

- energetische Lage und mittlerer Kernabstand - n (1,2,3,4,...)

Answer 51

- Bahndrehimpuls: Gestalt (Raumausdehnung) des Orbitals - l (0,1,2,..., (n-1))

Answer 52

- Orientierung des Orbitals im Raum - m (-l,-(l-1),...,0,...,+(l-1),+l)

Answer 53

- spin up bzw. spin down - s (+1/2 oder -1/2)

Answer 54

- l=0, m=0 - zu jeder Hauptenergiestufe gehört ein kugelsymmetrisches Orbital - bei 1s (Atomorbital des Wasserstoffs) gibt es die größte radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit bei 53pm und keine "Knotenebene" mit Quadrat der Wellenfunktion=0 - Elektronen führen keine Rotation um den Atomkern aus (das Elektron hält sich am liebsten genau am Ort des Kerns auf - Knoten = Aufenthaltswahrscheinlichkeit 0

Answer 55

- sind Hantelförmig und stehen senkrecht aufeinander - liegen genau auf Achsen - sie werden erst in der zweiten Perioden besetzt - die Elektronen werden in 3 Klassen eingeteilt (x,y,z) und unterscheiden sich in ihrer Quantenzahl - bei höheren orbitalen kommt ein weiterer Orbitallappen hinzu

Answer 56

- sind doppel-hantelförmig - Vorzeichen der Wellenfunktion sind anders (gegenüberliegende Hanteln haben das gleiche Vorzeichen) - sie liegen zwischen Koordinatsystem und nicht ganz auf Achsen - Ausrichtung verläuft in Raumachsen x,y,z und sie besitzen 2 Knotenebenen - höhere d-Orbitalee haben die Hauptquantezahl n=4 und sind Doppel-Hanteln und besitzen 4 Knotenebenen

Answer 57

- Hauptquantenzahl n=4 - sind tripple-Hanteln und besitzen 3 Knotenebenen - sind radialer und gleichmäßiger als die anderen Orbitalen - besitzen 6 Orbitallappen, die um den Kern gruppiert sind

Answer 58

- höhere Orbitale als die f-Orbitale werden mit den Buchstaben (g,h,j,k) bezeichnet - sind in der Natur nicht mit Elektronen besetzt, Elektronen der anderen orbitale können aber durch Energiezufuhr in diese Orbitale "angehoben" werden