Chemie Flashcards
Aerosol
Heterogen. Flüssig/fest - gasförmig. ZB. Nebel
Atom
Griech. Atomos = unteilbar
Ca. 10^-10m groß.
Unit
1u = 1,66 • 10^-24g
Massenzahl für 1/12 der Masse eines C12 Atoms.
Zur atomaren Massen Bestimmung von Isotopengemischen.
Mol
Stoffmenge. In 1Mol eines Stoffes sind 6,022 • 10^23 Teilchen -> Avogadro Zahl [Teilchen/Mol]
Masse eines Mols in g = relative Atommasse (1,66 • 10^-24g)
Isotope
Gleiche Kernladungszahl, aber unterschiedliche Neutronen Zahl eines Atoms.
Wasserstoff Besonderheit ?
Isotop 1H hat Kern der kein Neutron enthält. Daher H+ = Proton
Neutronen Aufgabe ?
Schirmen Ladung der Protonen voneinander ab. Da sich der Kern sonst selber auflösen würde
Wenn zu viele oder zu wenig Neutronen ?
Element wird instabil. Wandelt sich spontan in anderes Nuklid um –> radioaktiv
Orbital?
Ort um Atomkern, an dem ein bestimmtes e- sehr wahrscheinlich ist.
Hauptquantenzahl?
n … 1,2,3
Abstand der Elektronen zum Kern.
Beginnend mit K (innen) Schale mit n=1, L, M…
Nebenquantenzahl?
l = 0,1,2... Gibt Art des Orbitals an l = 0 => s-Orbital -> kugelförmig l = 1 => p-Orbital -> Hantelform l = 2 => d-Orbital -> 4 Kügelchen l = 3 => f-Orbital -> zB. mit Saturn Kreis
Magnetquantenzahl
m -> wie sind Teile ausgerichtet in x,y,z
+l und -l bei n = 2 -> l = 0/1
Spinquantenzahl
s = +1/2 oder -1/2
Gibt an in welche Richtung e- dreht
Pro orbital nur 2 e- möglich
Emulsion
Heterogenes Gemisch zB.
Zwischen Wasser und Öl
Pauli Prinzip
Kein e- hat den selben Ort => kein Elektron hat den gleichen Energiezustand
Valenzelektronen
Die e- der äußeren Schale. Ne diese können chem. Bindungen eingehen. ZB Natrium 3s1
Oktettregel
Energetisch besonders günstiger Zustand wenn äußere Schale voll besetzt = 8 Valenzelektronen. Auch Edelgaskonfigiration genannt. Ausnahme: erste Schale. Diese ist bereits mit 2e- voll besetzt
Hundsche Regel
Energetisch gleichwertige Orbitale werden erst alle mit gleichem Spin besetzt. Dann kommt erst der Gegenspinn hinzu. ZB. Px, Py, Pz werden erst alle 3 mit +1/2 besetzt dann erst mit -1/2
Wie viele natürlich vorkommende Elemente gibt es?
- bis Uran. ! Insgesamt 112 bekannt. Rest wird nur künstlich hergestellt. Ab 100 Halbwertzeit extrem gering.
Periodensystem
Waagrecht: Perioden -> Schalen
Senkrecht : Gruppen -> ähnliche Chem. Eigenschaften
Metallische Elemente
Links im System.
Sowie alle Nebengruppen Elemente.
Metall meist Kation (+)
Gehen Ionenbindungen ein
Kleinstes Atom?
Helium
Elektronegativität
Fluor ist am elektonegativsten. Erhält daher den höchsten Wert (4).
Dieser Wert nimmt im System von rechts nach links und oben nach unten ab.
F zieht e- am stärksten an. Dadurch wird polarisiert -> Kovalente Bindung
sp2 Hybridisierung
Liegt bei C=C Doppelbindungen vor.
1s + 2p Orbitale gleichen sich an. Das 3.p Orbital bleibt auf höherer Stufe. Energetisch günstiger als sp3.
Metallbindung
Metalle sind in Kristallgitter angeordnet, indem die Valenzelektronen delokalisiert sind. Daher ist ihr Verhalten mit Gasen vergleichbar -> Elektronengas -> sehr gute El. Leitfähigkeit
Undurchsichtig. Verformbar. Es gibt keine Moleküle
Halbmetalle
Leiten Strom nur schlecht. Leitfähigkeit steigt mit Temperaturzunahme
Dipol Bildung ?
Schwerpunktverlagerung der Ladung durch freie e-Paare oder untersch. starke Ladung. Zb Wasser.
Wasserstoffbrückenbindung
Starke Dipol-Dipol Bindungen. Entstehen durch Kohäsionskräfte zwischen Dipolmolekülen. ZB Wasser 2H+ + O2-
Etwa 40kJ/mol
Winkelgrösse zwischen H Atomen des Wassers?
105°
Van der Waals Kräfte
Bei unpolaren Molekülen bilden sich temporäre Dipole durch Reibung. Ca. 10kJ/mol
Alkane?
Einfachbindungen der Kohlenwasserstoffe
CnH2n+2.Methan: Form: Tetraeder -> Winkel 109,5° -> C Atom sp3-hybridisiert
Methan. Ethan. Propan. Butan. Pentan. Hexan. Heptan. Octan.Nonan. Decan .. Bei Raumtemperatur gasförmig. Mol. Masse, Schmelz- und Siedepunkte nehmen mit steigender Kettenlänge zu
Konstitutionsisomere?
Gleiche Summenformel aber andere Struktur.
Unterscheiden sich in physikalischen Eigenschaften zB. Siedepunkt.
Alkene
CnH2n
Bei mehr als 2 Doppelbindungen: Diene
Ungesättigt. sp2 Hybridisiert.
Reaktionsfreudig. Doppelbindung muss mit Nummer angegeben werden
Alkine
CnH2n−2
sp-hybridisiert.
Alkohole: primär sekundär …
Wie viele Reste sind an dem C Atom, an dem hydroxy Gruppe hängt. (An Alpha-C-Atom)
Ein- und mehrwertige Alkohole
Anzahl der OH-Gruppen
Ether
R-O-R
Apolar- nicht mit Wasser mischbar
Wenn Alkohol Wasser entzogen wird, entsteht Ether
Thiole
Schwefel nimmt Platz von Sauerstoff ein H-S-H / R-S-H / R-S-R Schwefelwasserstoff/ Thiol/ Sulfid Bindung nicht so stark wie Wasser. Homolog zu Alkoholen. -thiol
Amine
Enthalten Stickstoff [N] Derivate des Ammoniak NH3 Tetraeder. NH2 -> Aminogruppe Primär/sek... Bezieht sich hier auf substituenten am Stickstoff selbst
Aldehyde/Ketone
Carbonylgruppe [C=O]
Aldehyde: R-CHO entstehen aus primären Alk.
Endung -al. H-CHO Formaldehyd (am Ende/Anfang des Moleküls)
Ketone: R-C=O-R entstehen aus sek. Alk. C=O (mittig im Molekül). Substituenten Seite wird mit D/L benannt
Endung -on
Carbonsäuren
Carboxylgruppe [COOH]
Stark polarisiert.
-Säure
Mesostabilisiert
O=C—O(-)
Elektron springt ständig zwischen O und O hin und her –> Ladungsverteilung
Mesomeriepfeil anders als Ggw Pfeil !!
Emission
Licht entsteht durch e- Sprung in andere Hülle und somit Energie Abgabe
(Hydr)oxonium-(ion)/Hydroniumion
H3O+
Atomradien
Von links nach rechts => -
Von oben nach unten => +
Ionenbindung
Anionen + Kationen/Metall+Nichtmetall = Salz -> Kristallgitter
Elektrostatische Anziehungskraft von Elementen, die weit auseinander liegen. Stark unterschiedliche Elektronegativität!
Na + Cl -> Na+ + Cl- —> NaCl
Bindung zwischen Ionen 400 kJ/mol
E-Paare werden angezogen von el. negativerem Atom.
Polarisation -> Dipolbildung
Atombindung/Elektronenpaarbindung/kovalente Bindung
Zwischen 2 Nichtmetallen. Geringer elektronegativer Unterschied -> kein e- Diebstahl möglich
Daher Überlagerung von 2 Orbitalen zu einem => Elektronenwolke
Edelgaskonfigiration erreicht durch e- Teilung
E- werden behalten -> elektrisch neutrale Atome. Gerichtete Bindung mit Räuml. Ausrichtung. Einfachbindungen noch frei drehbar. Wird so genannt, da nur Valenzelektronen miteinander reagieren.
sp3 Hybridisierung
Tetraeder mit 109,5° Winkel abstand. 2s-Orbital Energie wird angehoben 2p-Orb. Energie wird abgesenkt -> 4 energetisch gleichwertige Orbitale. zB. Methan CH4 (1s ist davon nicht betroffen!!)
Veresterung
Carbonsäure + Alk = (Carbonsäure)Ester
Organ. Säure + Alk
Aromastoffe in Lebensmitteln
Cyclische Ester -> Lactone
Salze
Kation + Anion / Metall + Nichtmetall = Gitter
Hart. Brechen ab bei Verschiebung. Wasserlöslich.
Seife
Langkettiges Salz der Carbonsäure
Carboxygruppe hydrophil
C-Kette hydrophob —> amphiphil
Amphiphil
Ein hydrophiles Ende und ein hydrophobes Ende
Mizelle
Kugelschale. Negativ geladene Köpfe zeigen nach außen (hydrophil), die
Schwänzchen nach innen (lipophil) => amphiphil.
So bildet sich ein Tropfen/Kugel. Im Inneren können (wasserunlösliche) Teilchen eingelagert und transportiert werden.
Cycloalkane
CnH2n
Ringförmig.
Cyclohexan: uneben gebauter, ungespannter Ring.
Aromaten
Konjugierte Doppelbindung mit ungerader Anzahl
Mesomerisierte Strukturformel
Benzol
Bekanntester Aromat. C6H6
sp2 Hybridisiert.
Bindungswinkel 120°
Doppel Ladungswolke durch Mesomerie. Hydrophob. Kanzerogen
Phenole
Aromatische Alkohole
Heterocyclen
Ringstruktur enthält außer C-Atomen noch Fremdatome. ZB. Sauerstoff. Es gibt 5 und 6 gliedrige stabile Aromate und Aliphate
Aliphatisch?
Cyclische und acyclische Verbindungen aus C und H —> Gegenteil sind Aromaten. Diese haben Doppelbindungen
Stereoisomere
Gleiche Bindungsmuster und Nachbarn, unterschiedliche räumliche Anordnung =>
Konformationsisomere und
Konfigurationsisomere
Nicht verwechseln mit Konstitutionsisomeren!!!
Ideale Gasgleichung
p • V = n • R • T
Druck•Vol=Stoffme•ideale Gaskonstante•Temp
Konformere/Konformationsisomere
Einfachbindung. Sind um ihre Bindungsachse frei drehbar => können sich ineinander umwandeln. C-C. Sessel + Wannenform möglich => Stereoisomerie
Konfigurationsisomere
Enthalten Doppelbindung. Daher nicht mehr frei drehbar. Umwandlung von allein nicht möglich.
Cis (Z): Methylgruppen liegen auf gleicher Seite
Trans (E = entgegen): Methylgruppen auf entgegengesetzter Seite der Doppelbindung. Energieärmer, da sich Methylgruppen hier weniger voneinander abstoßen
—> unterschiedliche physikal. Eigenschaften
Zur Umwandlung ist Energiezufuhr nötig =>
Diastereomere und Enantiomere
Chirale Verbindungen
Enantiomere: Verhalten sich wie Bild und Spiegelbild —>
Kommen durch Drehung NICHT zur Deckung!
Chiralitätszentrum ist sp3 hybridisiertes C-Atom
—> unterscheiden sich nicht in Eigenschaften
Werden oft als Drehrichtung angegeben (+) rechts im Uhrzeigersinn und (–) => links zB Milch
Gleiche Konstitution, unterschiedliche Konfiguration und keine Konformere
D/L Nomenklatur
Einteilung chiraler Moleküle für Zucker und Aminosäuren
Waagrechte Fischer Schreibweise - zeigt hier funktionelle Gruppe nach rechts => D
Nach links => L
R/S Nomenklatur
Substituenten am Chiralitätszentrum wird Priorität zugeordnet. 1
Diastereomere
Moleküle mit Doppelbindung und Chiralitätszentrum. Dadurch ist keine Drehung mehr möglich. (=Keine Enantiomere, da keine Rotation). Daher hat jedes Molekül 2 Varianten.
Substituenten auf gleicher Seite: cis- bzw. (Z)-Anordnung
Substituenten auf entgegengesetzter Seite:
trans- bzw. (E)-Anordnung
=> Konfigurationsisomere
Hydroxidion
OH-
Protonendonator
Säure
Gibt Protonen ab
H3O+
Protonenakzeptor
Base
Nimmt Protonen auf
OH-
HCl
Salzsäure
Massenwirkungsgesetz
c[C]•c[D] Produkte
–––––– = K
c[A]•c[B] Edukte
c = Konzentration in Mol K= GGWkonstante