Elemente + ihre Verbindungen

Question 1

Wasserstoff H

1. OZ
2. Dichte ? (bzgl. Luft)
3. Schmelzpunkt / Siedepunkt

4 Säure-Basen-Reaktionen
5. Verbindungen mit nichtmetallischen Elementen?

6. EN
7. Atomradius

Answer 1

1. 1, häufigstes Element im Universum, neben Kohlenstoff Grundlage fürs Leben
2. Kleinere Dichte als Luft → kann durch viele Materialien durchdiffundieren, schwer dauerhaft zu lagern
3. Schmelzpunkt: -259,2°C / Siedepunkt: -252°C
4. Austausch von Protonen zwischen löslichen Molekülen
5. leicht kovalente Bindungen
6. 2,2 (hoch) unterscheidet sich von anderen elementen der 1. HG: größer als die der elemente in 1.HG und kleiner als die der 7-HG)
7. klein, kann dadurch mit vielen anderen elementen in verbindung gehen

Question 2

Sauerstoff O

1. OZ
2. Atemluft + molekularer Sauerstoff?
3. nichtmetall/metall? Reaktivität?
4. polarität?
5. wird wie gewonnen?
6. EN?

Answer 2

1. 8
2. 21% in Atemluft, wichtig für Energiestoffwechsel höherer Lebewesen

• Molekularer Sauerstoff: Farb-, geruch-, und geschmackloses Gas / andere Form: Ozon3 (O3): absorbiert UV-Strahlung sehr gut

3. Sehr reaktives Nichtmetall / Oxidationsmittel → bildet sehr leicht Oxide mit verschiedenen
   Verbindungen
4. Wenig in Wasser löslich, kondensiert bei -183°C
5. Wird durch Destillation von Luft im Linde-Verfahren gewonnen → Nebenprodukte: Stickstoff N + Edelgase
6. hoch: 3,44

Question 3

wichtigste reaktionen von Sauerstoff ?

Answer 3

Oxidationen

Question 4

Wasserstoffperoxid

Answer 4

eine der wenigen Verbindungen wo O Oxidationszahl von -1 hat

Question 5

können alle Dinge nur mithilfe von O2 brennen?

Answer 5

Eigentlich ja, aber andere Stoffe können auch

ohne Sauerstoff chemisch verbrennen (Fluor + Wasserstoff zu Fluorwasserstoff)

Question 6

molekularer Sauerstoff

Answer 6

wir durch photosynthese auf erde von autotrophen Lebewesen (pflanzen algen, cyanobakterien) produziert

–> aerobe lebewesen (menschen) benötigt sauerstoff zur energiegewinnung (durch oxidation in mitochondrien)

Question 7

wasser

bindet welche substanzen mit hoher affinität?

Answer 7

dihydrogenmonoxid, oxid des wasserstoffs

ausbildung von wasserstoffbrückenbindungen, stark polar!

–> bindet alkohle + säuren mit hoher affinität –> werden dadurch gelöst

Question 8

wasser

gefrierpunkt?
siedepunkt?
höchste dichte + kleinstes volumen?

polarität?

Answer 8

0°C

100°C

4°C –> bei temp. über 4°C: volumen dehnt sich aus, bei verringerung: nimmt wieder ab

polar, kann ionen gut lösen

Question 9

protolyse?

Answer 9

chemische reaktion, bei der ein H+-Ion zwischen zwei Reaktionspartnern übertragen wird –> säure überträgt H+ an einen reaktionspartner, base

Question 10

reines wasser?

was entsteht?

Answer 10

unterliegt autoprotolyse, es entstehen Oxoniumionen (H3O+) + Hydroxionen (OH-)

kann sowohl als säure oder als base reagieren

= AMPHOLYT

Question 11

Kohlenstoff C

1. OZ
2. grundlage von was?
3. isotope
4. verbindungen
5. allotrop?
6. verschiedene modifikationen

Answer 11

1. 6
2. grundlage des organischen lebens, einziges nichtmetall, welches 4 bindungen eingehen kann
3. 3 natürliche isotope (12C, 13C, 14C), letztes radioaktiv
4. bildet am meisten verbindungen von allen elementen (ca. 10mio)
5. Kohlenstoff ist ein allotroper Feststoff (d.h. es existieren mindestens zwei strukturell verschiedene Arten des Elements)
6. graphit (hexagonal), diamant (kubisch)

dichten sehr unterschiedl.: graphit (2,26 g/cm3), diamant (3,51 g/cm3)

Question 12

verbrennung von Kohlenstoff

1. was passiert wenn zu wenig sauerstoff bei verbrennung beteiligt ist?
2. was ensteht bei vollständiger verbrennung von kohlenstoff?

Answer 12

1. es entsteht giftiges kohlenstoffmonoxid –> höhere affinität ans hämoglobin als sauerstoff

2C+O2 →2CO

2. Kohlenstoffdioxid: rektionsträges Gas

C+O2 →CO2

Question 13

kohlensäure

1. puffersystem
2. bildet zwei arten von salzen

Answer 13

• sehr schwache zweiprotonige säure, entsteht wenn kohlenstoffdioxid in wasser geleitet wird

CO2 + H2O → H2CO3

1. Spielt wichtige Rolle im Bicarbonat-Puffersystem d. Blutes → Puffersystem hält Säure-Base-
   Hämöostase in bestimmte Grenzen
2. Carbonate + Bicarbonate

Question 14

allotrope des C

Answer 14

Atome des C formen sich zu anorganischen Stoffen (verschiedene Bindungsformen) → Graphit, Diamant und amorpher Kohlenstoff

Question 15

oxide

1. verbrennung von kohlenwasserstoff?
2. kohlenstoffdioxid
3. kohlenstoffmonoxid
4. metalle

Answer 15

= chem. verbindung, die in chem. formel mind. 1 Sauerstoffatom und ein weiteres element enthält

1. Kohlenmonoxid + kohlendioxid
2. CO2, häufiges abbauprodukt von stoffwechselvorgängen
3. toxisches gas
4. eisenoxid –> bilden rost (korrosionsprodukt des eisens)

Question 16

stickstoff N

1. OZ
2. reaktiviät?
3. atemluft?
4. vorkommen

Answer 16

1. 7
2. sehr reaktionsträge
3. 79%
4. Vorkommen: Aminosäuren (Proteine), Nukleinsäuren (DNA, RNA) + Adenosintriphosphat (ATP)

Question 17

halogene:

1. reaktivität
2. raktion mit wasserstoff?
3. wird wofür häufig genutzt?
4. reaktion mit metallen
5. bilden halogene sauerstoffreiche verbindungen?
6. was kommt im zahnschmelz vor?
7. salzsäure: sauerstoffreiche verbinddung?

Answer 17

Fluor, chlor, brom, iod, astat, salzproduzierend

1. hochreaktiv
2. In Reaktion mit Wasserstoff bilden sie Halogenwasserstoffsäuren
3. Chlor, Brom, Iod häufig für Desinfektionsmittel
4. Erzeugung von Salzen (Natriumchlorid)
5. Ja
6. fluor
7. nein

Question 18

wasserstoff: metall oder nichtmetall

polarität?

Answer 18

nichtmetall

unpolar, unlöslich in wasser

Question 19

isotope des wasserstoffs

Answer 19

am häufigsten vorkommen: Protium 1H

dann: Deuterium 2H (“schwerer wasserstoff)

Tritium 3H (“überschwerer wasserstoff”), instabil, kern zerfällt unter emission von bestrahlung

unterscheiden sich in neutronenzahl

Question 20

reaktionen mit wasserstoff

Answer 20

finden bei erhöhter temp. statt –> hohe bindungsenergie durch H-H-kovalent-bindung, muss für reaktion aufgebrochen werden

Question 21

salzartige hydride

Answer 21

reagiert mit stark elektropositiven alkali-und erdalkalimetallen (hydride) –> verbindungen in denen wasserstofff, wegen seiner höheren EN im vergleich zum alkali- und erdalkalimetall als hydrid-anion H- vorkommt

Beispiel: 2 Na(s) + H2(g) → 2 NaH(s) (Natriumhydrid; starke Base)

Question 22

1. wasserstoff-verbindungen der nichtmetalle
2. reaktion mit halogenen
3. reaktion mit sauerstoff
4. reaktion mit stickstoff
5. reaktion mit kohlenstoff

Answer 22

1. in verbindungen mit nichtmetallen: wasserstoffatome, kovalent gebunden= kovalente hydride
2. Reaktion mit Halogenen: H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g) (farbloser, gasförmiger Chlorwasserstoff)
3. Reaktion mit Sauerstoff: 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O (Knallgasreaktion; stark exotherm!)
4. Reaktion mit Stickstoff: 3 H2(g) + N2(g) → 2 NH3(g) (Haber/Bosch-Synthese), ammoniak als produkt
5. Reaktion mit Kohlenstoff: 2 H2(g) + C(s) → CH4(g) (Kohlehydrierung; Herstellung von Kohlenwasserstoffen, in diesem Beispiel Methan)

Question 23

wie liegt O auf erde vor?

Answer 23

überwiegend als kovalentes homogenes molekül O2

Question 24

Ozon

Answer 24

O3, metastabile energiereiche und reaktivere Form des sauerstoffs

sehr starkes oxidationsmittel

Question 25

isotope des sauerstoffs

Answer 25

ings. 13 verschiedene isotope

Question 26

reaktionen mit sauerstoff

Answer 26

stark exotherm, laufen freiwillg ab (Verbrennungen), reagiert mit allen metallen + vielen nichtmetallen, sogar mit manchen edelgasen (xenon)

Question 27

sauerstoff - reaktion mit metallen

Answer 27

bildung ovn metalloxiden --> metall wird oxidiert (Oxidationzahl des metalls steigt)

Question 28

sauerstoff - reaktion mit nichtmetallen

Answer 28

auch bildung von oxiden bei niedrigen konzentrationen: es bilden sich verbindungen mit niedrigen Oxidationszahlen --> CO, kohlenmonoxid: verbrennung mit zu wenig sauerstoff bei höheren konz.: höhere oxidationszahl --> kohlendioxid, genügend sauerstoff

Question 29

reaktion sauerstoff mit stickstoff

Answer 29

endotherm

Question 30

sauerstofferhaltung durch photosynthese

Answer 30

pfl. organismen brauchen wasser + kohlendioxid, synthetisieren daraus zucker, energiequelle: sonnenlicht abfallprodukt: sauerstoff --> für mensch und tier

Question 31

dipolmoment - polarität Wasser

Answer 31

durch unterschiedl. EN von O + W: bildung von partialladungen --> negative polarität am O-Atom, positive Polarität am H-Atom --> Dipol wassermoleküle sind also dipole!

Question 32

wasserstoffbrücken

Answer 32

Weil Wassermoleküle Dipole sind, besitzen sie ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte und können sich durch Wasserstoffbrückenbindungen zu Clustern zusammenlagern

Question 33

kohlenstoff - temp.beständigkeit? diamanetisch?

Answer 33

höchste beständigkeit aller materialien bedeutet ein von außen angelegtes Magnetfeld wird durch C abgeschwächt; das gegenteilige Verhalten nennt man: Paramagnetismus (z.B.: Eisen)

Question 34

eigenschaften diamant

Answer 34

extrem hart, sehr stabil, hohen schmelzpunkt, elektrischer isolator

Question 35

eigenschaften graphit

Answer 35

schwarz, weicher feststoff, leichter metallischer glanz, als schmiermittel anwendbar, elektrischer leiter

Question 36

salpetersäure

Answer 36

HNO3, wichtigste Oxosäure des stickstoffs

Question 37

ammoniak

Answer 37

wasserstoffverbinundgen des stickstoffs Die Herstellung des Ammoniaks wird großtechnisch über die Haber/Bosch-Synthese realisiert. Die Ausgangsstoffe werden durch technisch sehr aufwendige Verfahren gewonnen. N2 + 3 H2 ↔ 2 NH3(g)

Question 38

Halogene EN polarität fluor + chlor brom iod

Answer 38

höchste EN wasserlöslich gase flüssigkeit feststoff fluor hat höchste raeaktivität!