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Studying > Elemente und deren Verbindungen > Flashcards

Elemente und deren Verbindungen Flashcards

1
Q

Halogene

A
  • Elemente der 7 Hauptgruppe
  • existieren unter Normalbedingungen elementar nur als eiatomare Moleküle
  • Nichtmetalle
  • hohe Elektronegativität
  • kontaktfreudigsten Elemente
  • häufig in Oxidationsstufe -1, manchmal bis zu +7
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2
Q

Fluor

A
  • am stärksten elektronegative Element

- tritt ausschließlich in Oxidationsstufe -1 auf

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3
Q

Halogene in Natur

A
  • kommen als einfach negative geladene Anionen in Salzen vor
  • zugehöriges Kation ist meist ein Alkali- oder Erdalkalimetall
  • Gewinnung aus Elektrolyse
  • Chlor, Brom und Tod in Meerwasser und Salzdepots vorhanden
  • hauptsächlich in Mineralien
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4
Q

Astat

A
  • Radioaktivität
  • Halbwertszeit 8 Stunden
  • seltenste Element
  • kann man nicht lagern, Neugewinnung durch Bismutbestrahlung
  • Einsatz in Bestrahlung bestimmter Tumoren und als radioaktive Substanz in der Schilddrüsendiagnostik
  • könnte theoretisch (!) aufgrund Atomradius meisten Bindungen eingehen
  • Feststoff
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5
Q

physikalische Eigenschaften Halogen

A
  • Van der Waals Wechselwirkungen im flüssigen und festen Zustand
  • größte EN
  • Farbintensität, Siedepunkt und Dichte nimmt mit Ordnungszahl zu
  • reaktionsfreudig (da nur ein Valenzelektron fehlt)
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6
Q

elementare Halogene

A

farbig

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7
Q

Löslichkeit Halogene

A

wasserlöslich

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8
Q

Leitfähigkeit Halogene

A

Nichtleiter

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9
Q

Gase Halogene

A

Fluor, Chlor

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10
Q

Flüssigkeit Halogene

A

Brom

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11
Q

Feststoff Halogene

A

Iod, da stärkste intermolekulare Kräfte

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12
Q

Interhalogenverbindungen

A
  • Verbindung zwischen zwei unterschiedlichen Halogenen
  • je größer Atomradius des zentralen Atoms, desto mehr Bindungen kann es eingehen und desto höher ist Oxidationszahl
  • nicht stabil
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13
Q

Sauerstoffsäuren der Halogene

A
  • starke Oxidationsmittel

- Säurestärke der halogenhaltigen Sauerstoffsäuren nimmt mit Oxidationsstufe des zentralen Halogen-Atoms zu

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14
Q

Wasserstoff-Halogenide

A
  • Halogene bilden mit Wasserstoff stabile, eiatomare Moleküle der allgemeinen Form HX
  • in wässrigen Lösung dissoziieren sie zu Halogene-Anionen (X-) und Hydrogenium-Ionen (H3O+)
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15
Q

Anwendung Halogene in Medizin

A
  • Iod: als Anteil der Hormone Thyroxid und Triodthyronin
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16
Q

Radioaktives Iod (131I)

A
  • kann durch Aufnahme über Schilddrüse letale Schaden im Körper hervorrufen)
  • Verschreibung Kaliumiodtabletten, die eine Substitution des radioaktiven Ions durch ein unbedenkliches in der Schilddrüse bewirken
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17
Q

Technische Anwendung Halogene

A
  • Kühlmittel (Fluor)
  • Kunststoffe
  • Bleichmittel
  • Wasseraufarbeitung
  • Tafelsalz
  • Photofilm
  • Natriumflourid in Zahnpasta
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18
Q

Halogene Elemente

A
  1. Fluor (F)
  2. Chlor (Cl)
  3. Brom (Br)
  4. Iod (I)
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19
Q

Halogenide

A
  • Halogene kommen meist als Halogenide vor

- Halogenide sind Verbindungen eines Halogens mit einem Salz

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20
Q

Reaktivität Halogene

A
  • nimmt, wie Elektronegativität, von Fluor zu Iod ab
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21
Q

Ionisierungsenergie Halogene

A
  • steigt nach oben hin an
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22
Q

Dichte- Schmelz- und Siedepunkt Halogene

A
  • aufgrund Molmasse

- nimmt von oben nach unten zu

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23
Q

Giftigkeit Halogene

A

von Iod zu Fluor zunehmend giftig

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24
Q

Farbintensität Halogene

A

steigt mit zunehmender Ordnungszahl

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25
Q

Wasserlöslichkeit der Halogene

A

nimmt von Fluor zu Iod ab

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26
Q

Reaktionen der Halogene

A
  • Mit Metallen unter Bildung von Salzen
  • Reaktion mit Wasserstoff zu Halogenwasserstoffen, die starke Säuren sind
  • Chlorknallgasreaktionen
  • Fluor reagiert mit Wasser und bildet dabei Fluorwasserstoff und Sauerstoff
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27
Q

Halogenide

A
  • Ionische Halogenverbindungen z.B. Fluoride, Chloride, Bromide, Iodide
  • salzartige Stoffe
  • hohe Schmelzpunkte, spröde und elektrische Nichtleiter
  • Wasserlöslich
  • Vorkommen in Mineralien
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28
Q

Halogenwasserstoffe

A

Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff, Iodwasserstoff

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29
Q

Fluorwasserstoff

A
  • in Wasser gelöst schwache Säure

- Flusssäure

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30
Q

Chlorwasserstoff

A
  • löst sich in Wasser unter Bildung einer starken Säure

- Salzsäure

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31
Q

Bromwasserstoff

A
  • in wässriger Lösung eine der stärksten Säuren

- Bromwasserstoffsäure

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32
Q

Iodwasserstoff

A
  • bildet in Wasser die stärkste bekannte sauerstofffreie Säure
  • Iodwasserstoffsäure
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33
Q

Verwendung Halogene in Chemie

A
  • Organische Chemie: Synthese von Halogenverbindungen
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34
Q

Verwendungen Halogene in Glühlampen

A
  • Lebensdauer und Lichtausbeute erhöht

- Halogenlampe

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35
Q

Verwendung Fluor

A
  • Fluoridierung Trinkwasser
  • Fluoride (Natriumflourid) in Zahnpasta
  • Kunststoffe
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36
Q

Verwendung Chlor

A
  • Desinfektion von Schwimmbädern
  • Kochsalz
  • gechlortes Trinkwasser
  • Pestizide
  • Salzsäure in Magen
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37
Q

Verwendung Jod

A
  • Speisesalz
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38
Q

Verwendung Brom

A
  • Desinfektion in Krankenhäusern
  • Herstellung Pestizide
  • Arzneimittel (Beruhigungsmittel)
  • Farben
  • Feuerlöscher
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39
Q

Atomradius

A
  • je größer Atomradius des zentralen Atoms, desto mehr Bindungen kann es eingehen und desto höher ist Oxidationszahl
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40
Q

Iod127

A
  • einziges Isotop, das zu 100% stabil ist
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41
Q

Stickstoff

A
  • mit 80% häufigstes Element der Erde
  • wichtiges Bauelement aller Lebewesen
  • Element Proteine, DNA, Naturstoffe, Enzyme
  • Luft besteht zu 78% aus Stickstoff
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42
Q

Stickstoff Eigenschaften

A
  • Nichtmetall, liegt als diatomar vor
  • Ordnungszahl 7
  • Relative Masse 14,007
  • Schmelzpunkt -210°
  • Farb- Geruch- und Geschmacksloses Gas
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43
Q

Löslichkeit Stickstoff

A
  • in Wasser weniger löslich als Sauerstoff

- löscht Flammen, nicht brennbar

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44
Q

Natürliche Isotope Stickstoff

A

14N und 15N

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45
Q

Stickstoff-Vorkommen auf der Erde

A
  • Lufthülle 78%
  • 0,03% der Gesamtmasse
  • anorganisch gebundener Stickstoff selten
  • Eiweiße und Nukleinsäuren wichtig für Lebewesen
  • Pflanzen: Ammonium- und Nitratsalze
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46
Q

Wasserstoff Elektronegativität

A
  • höher als Elemente der 1 HP, kleinder als die der 7
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47
Q

Sonderstellung Wasserstoff

A
  • Sonderstellung in 1. Hauptgruppe

- kleiner Atomradius erlaubt ihm, mit vielen Elementen Verbindungen einzugehen

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48
Q

Anteil Wasserstoff

A
  • 15% der Erdoberfläche hauptsächlich in gebundener Form und in fossilen Rohstoffen
  • Weltall 50%
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49
Q

Physikalische Eigenschaften Wasserstoff

A
  • unter Standartbedingungen diatomar vor
  • kann als Element in Verbindungen in molekularer Form, einfach positiv/einfach negativ geladen vorkommen
  • farb-, geruch-, und geschmacksloses Gas
  • Nichtmetall
  • Reduktionsmittel
  • fast nur gebunden (H2O) –> 2/3 Erdoberfläche
  • in hohen Konzentrationen explosive Gemische mit Sauerstoff und anderen oxidierenden Gasen
  • Ordnungszahl 1 (ein Elektron und ein Proton)
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50
Q

H2

A
  • unpolares Molekül
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51
Q

Side- Schmelzpunkt Wasserstoff

A
  • schwache intermolekulare Anziehungskräfte niedrige Werte (-252,7ºC)
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52
Q

Diffusionsvermögen Wasserstoff

A
  • wegen geringer Molekülmasse hohes Diffusionsvermögen

- Wasserstoffversprödung

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53
Q

Dichte Wasserstoff

A
  • geringe Dichte

- 0,0899 g/L

54
Q

Dichte Umgebungsluft

A
  • 1,3 g/L
55
Q

Elektronegativität Wasserstoff

A

2,2

56
Q

Isotope Wasserstoff

A
  • Protium H1
  • Deuterium H2
  • Tritium H3
57
Q

Protium

A
  • entspricht gewöhnlichem Wasserstoff
  • keine Neutronen im Kern
  • leicht
  • 99,98%
58
Q

Deuterium

A
  • ein Neutron

- schwer

59
Q

Tritium

A
  • zwei Neutronen
  • überschwerer Wasserstoff
  • instabil
  • Kern zerfällt unter Emission von Betastrahlung
60
Q

Kernfusion Wasserstoff

A
  • als Brennstoff unserer Sonne werden Wasserstoffkerne zu Helium fusioniert
  • Abstrahlung der entstehenden Fusionsenergie in Form von elektromagnetischer und ionisierender Strahlung, die wir als Sonnenlicht wahrzunehmen
61
Q

chemische Eigenschaften Wasserstoff

A
  • i.d.R. finden Reaktionen mit molekularem Sauerstoff bei erhöhten Temperaturen statt
  • in chemischen Verbindungen sowohl als positiver und negativ geladener Partner
  • Grund: hohe Bindungsenergie der kovalenten H-H-Bindung, die für das Eingehen der Reaktion aufgebrochen werden muss
62
Q

Verbindungen Wasserstoff

A
  • Salzartige Hydride
  • Einlagerungsverbindungen
  • mit Nichtmetallen
63
Q

Salzartige Hydride

A
  • Wasserstoff reagiert mit stark elektropositiven Alkali- und Erdalkalimetallen zu salzartigen Hydriden
  • Wasserstoff kommt wegen seiner hohen Elektronegativität im Vergleich zu dem Alkali- Erdalkalimetall ald Hydrid-Anion
  • Übergangsmetallhydride
64
Q

Einlagerungsverbindungen

A
  • Wasserstoff geht mit Übergangsmetallen der 3. - 5. Nebengruppe Einlagerungsverbindungen ein
  • Dabei werden die Wasserstoffmoleküle in die Lücken der Metall-Atompackungen eingelagert
  • diese Verbindungen haben metallischen Charakter und Eigenschaften
  • elektrische Leiter
  • durch Erwärmung kann eingelagerter Sauerstoff wieder abgegeben werden
  • Veränderung Struktur und elektronischer Eigenschaften
65
Q

Verbindungen Wasserstoff und Nichtmetall

A
  • Wasserstoffatome sind kovalent gebunden (kovalente Hybride)
  • H- Atome sind in diesen Reaktionen elektropositive Partner
  • Metalle und Nichtmetalle der 3-7 Hauptgruppe
66
Q

Herstellung Wasserstoff

A
  • Stream- Reforming

- Metall und Säure

67
Q

Anwendung Wasserstoff

A
  • Raketentriebstoff
  • Haber/Bosch-Verfahren zur Ammoniakherstellung
  • Reduktionsmittel zur Gewinnung bestimmter Metalle
  • Raffination Erdöl
  • Brennstoff Schweissen
  • Synthese Chlorwasserstoff und Methanol
68
Q

Sauerstoff Vorkommen

A
  • mit 48,9% häufigstes Element der Erdkruste
  • mit 30% Gewichtsanteil Eisen zweithäufigstes Element der Erde
  • Anteil elementarer Sauerstoff an Luft 21%
  • meisten Minerale haben Sauerstoff in Struktur gebunden
  • menschlicher Körper zu 60% aus Sauerstoff (Wasser)
69
Q

Physikalische Eigenschaften Sauerstoff

A
  • liegt auf Erde überwiegend als homogenes Molekül O2 vor
  • Sauerstoffgas farb- und geruchlos
  • Nichtmetall
  • farblos, geschmackloses, geruchsloses Gas
  • Ordnungszahl 8
  • unter -183 zu farbloser Flüssigkeit
  • unter -219 zu blauen Kristall
70
Q

Elementarer Sauerstoff

A
  • exisitiert als Sauerstoffradikal

- zerfällt bzw. bindet sofort

71
Q

Ozon O3

A

metastabile, energiereiche und reaktive Form des Sauerstoffs

72
Q

Wasserlöslichkeit Sauerstoff

A

02 niedrige Wasserlöslichkeit

73
Q

Elektronegativität Sauerstoff

A
  • hohe Elektronegativität (3,44)
74
Q

Isotope Sauerstoff

A
  • 13 Isotope
  • meisten kleine Zerfallszeiten
  • in Natur O16, O17, O18
75
Q

Chemische Eigenschaften Sauerstoff

A
  • Prototyp Oxidationsmittel
  • Reaktionen finden unter hohen Temperaturen aufgrund der hohen Bindungsenergie der kovalenten Bindungen statt
  • Reaktionen mit Sauerstoff exotherm und laufen freiweillig ab
76
Q

In Wasser gelöster Sauerstoff

A
  • reagiert viel Schneller
77
Q

Reaktionen Sauerstoff

A
  • reagiert mit allen Metallen und mit vielen Nichtmetallen

- beschleunigt Verbrennungen

78
Q

Sauerstoff Metalle

A
  • Bildung von Metalloxiden
  • Metall wird oxidiert
  • in feiner Form verbrennen einige Metalle bei Kontakt mit Sauerstoff
79
Q

Sauerstoff Nichtmetalle

A
  • Ausbildung Oxide

- Oxidationszahl der entstehenden Verbindung hängt von Konzentration des Sauerstoffs ab

80
Q

Kohlenmonoxid

A
  • Resultat einer Verbrennung mit zu wenig Sauerstoff
  • giftig
  • bei höherer Sauerstoffkonzentration bildet sich Kohlendioxid
81
Q

Kohlendioxid

A
  • schwerer als Luft, sammelt sich am Boden
82
Q

Herstellung Sauerstoff

A
  • Linde-Verfahren
  • Elektrolyse
  • Photosynthese
83
Q

Technische Anwendungen Sauerstoff

A
  • Stahlerzeugung
  • Raketentriebstoff
  • Schweisstechnik
  • Abwasserbehandlung durch Belüftung
  • Oxidationsreaktionen (Verbrennung, Atmung, Rosten)
84
Q

Clusterbildung durch Wasserstoffbrücken

A
  • Weil Wassermoleküle Dipole sind, besitzen sie ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte und können sich durch WSB zu Clustern zusammenlagern
  • feste, beständige Verkettungen
  • variable Cluster: einzelne Cluster binden sich immer wieder neu
85
Q

Reaktionen mit Sauerstoff

A
  • exotherm

- laufen quasi von selber ab

86
Q

Allotropie

A
  • Element kann in verschiedenen Formen im gleichen Aggregatzustand auftreten d.h es existieren zwei verschiedene Arten des Elements
  • z.B. O2, 03
87
Q

Kohlenstoff physikalische Eigenschaften

A
  • allotroper Feststoff
  • höchste Temperaturbeständigkeit
  • hauptsächlich in Verbindungen
  • meisten organischen Verbindungen
  • diamagnetisch
  • Ordnungszahl 6
88
Q

elementare Formen des Kohlenstoffs

A
  • Graphit
  • Diamant
  • Fullerene
  • Auftreten hängt von äusseren Gegebenheiten wie Druck und Temperatur ab
  • Schmelztemperatur 3550 - höchste Materialbeständigkeit
  • Ketten, Verzweigungen und Ringe
89
Q

Diamant

A
  • Bildung einer Raumstruktur, in der jedes Kohlenstoffatom mit vier anderen Kohlenstoffatomen kovalent verknüpft ist
  • hart und stabil
  • hoher Schmelzpunkt und elektrischer Isolator
90
Q

Graphit

A
  • schwarzer. weicher Feststoff mit leichtem metallischen Glanz
  • aus ebenen Schichten aufgebaut, die durch schwache Wechselwirkungen zusammengehlalten werden
  • elektrischer Leiter
91
Q

Isotope Kohlenstoff

A 
C12
C13
C14
- und eine Vielzahl instabiler Isotope
- verwendet in Altersbestimmung organischer Materialien
92
Q

chemische Eigenschaften Kohlenstoff

A
  • Carbide
  • Oxide und Oxosäuren
  • Kohlenmonoxid
  • Kohlendioxid
  • Kohlensäure
93
Q

Gewinnung Kohlenstoff

A
  • in reiner Form von Koks aus Steinkohle bzw. Rückständen der Erdölraffination
94
Q

Anwendungsbereich Kohlenstoff Graphit

A
  • Elektrodenmaterial
  • Bleistifte
  • Schmierstoffe
95
Q

Anwendungsbereich Kohlenstoff Diamant

A
  • Schmuck
  • Schleifmittel
  • Verschliessschutz
  • Halbleiterelektronik
  • Supraleitung
96
Q

Carbide

A
  • emysyejem durch Erhitzen Metalls oder Metalloxid mit Kohlenstoff, Kohlenmonoxid oder Kohlenwasserstoff
  • salzartige Carbide und Einlagerungsverbindungen
97
Q

Kohlensäure

A
  • entsteht beim Lösen von CO2 in Wasser
  • Salze der zweiprotonigen Säure heissen Carbonate bzw. Hydrogencarbonate
  • schwache Säure
  • Säurecharakter: kann zwei Protonen abgeben
98
Q

Kohlendioxid

A
  • entsteht bei Verbrennung von Kohlenstoff oder seiner Verbindungen oder Zersetzung durch Carbonaten durch Zusatz von Säuren
  • Abfallprodukt Stoffwechsel
  • farb- und geruchsloses Gas
  • schwerer ist als Luft
  • Treibhausgas: reflektiert Sonnenbestrahlung: Erwärmung Atmosphäre
99
Q

Kohlenmonoxid

A
  • aus einem C und einem O
  • stark toxisches Gas
  • Bildung durch unvollständige Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen
  • farb- geruchlosigkeit
  • höhere Affinität zum Hämoglobin als Sauerstoff: beim Einatmen des Gases kommt es zur inneren Erstickung
100
Q

Vorkommen Kohlenstoff

A
  • Erdkruste

- freier Kohlenstoff in Steinkohle

101
Q

Kohlenstoff und Sauerstoff

A
  • bei hohen Verbindungen verbindet sich Kohlenstoff mit Sauerstoff und bildet drei gasförmige Verbindungen
    1. Kohlenstoffmonoxid (CO)
    2. Kohlendioxid (CO2)
    3. Kohlenstoffsuboxid (C3O2)
102
Q

Reaktionen Sauerstoff

A
  • reaktionsfreudig
  • Verbindung mit fast jeder Chemikalie. Ausnahmen: Gold, Chlor, Brom, Iod, Edelgase keine direkte Reaktion
  • mit Stickstoff und Fluor nur unter speziellen Bedingungen
103
Q

Sauerstoff Redox-Reaktionen

A
  • Reaktionen meist Redox-Reaktionen
  • Sauerstoff als Oxidationsmittel
  • -2
  • mit Fluor: +1
104
Q

Organische Sauerstoffverbindungen

A
  • Alkohole
  • Ether
  • Ester
  • Carbonsäureamide
105
Q

Sauerstoff mit Wasserstoff

A

2 Verbindungen

  • Wasser
  • Wasserstoffperoxid
106
Q

Addukte

A
  • Moleküle

- Wasserstoff als Ligand

107
Q

Hydride

A
  • Verbindungen Wasserstoff mit anderen Elementen
108
Q

Wasserstoff

A

Meistens ein Reduktionsmittel

109
Q

salzhaltige Hybride

A
  • Wasserstoff mit Erdalkali- und Alkalimetallen

- Wasserstoff als Anion H-

110
Q

Minerale

A
  • meisten Minerale haben Sauerstoff gebunden
111
Q

Kohlenstoff Temperatur

A
  • Kohlenstoff hat höchste Temperaturbeständigkeit aller Materialien
112
Q

Harnstoff

A
  • Ausscheidung überschüssiger Harnstoff aus Proteinstoffwechsel
113
Q

Harnsäure

A
  • Ausscheidung Stickstoff aus Nukleinsäurestoffwechsel
114
Q

Ammoniak

A
  • Wasserstoffverbindung des Stickstoffes
115
Q

Synthese Ammoniak

A
  • über Haber/Bosch Synthese
116
Q

Salpetersäure HNO3

A
  • aus Ammoniak hergestellter Stoff
  • wichtigste Oxosäure des Stickstoff
  • mit Ostwaldverfahren hergestellt
117
Q

Stickstoffmonoxid

A
  • Radikal
  • farbloses und giftiges Gas
  • entsteht in Luft bei hohen Temperaturen aus Stickstoff und Sauerstoff
118
Q

Radikal

A
  • Atome oder Moleküle mit mindestens einem ungepaarten Elektron
  • reaktionsfreudig
119
Q

Stickstoffdioxid

A
  • entsteht aus Stickstoffmonoxid bei tiefen Temperaturen
120
Q

Stickstoffoxide

A
  • giftige Gase
  • gelangen sie in Boden, in Form von saurem Regen, werden sie durch Pflanzen und Bakterien in Nitrate umgewandelt und verwertet
121
Q

Gewinnung Stickstoff

A
  • Lindeverfahren
  • Membranverfahren
  • Thermolyse
122
Q

Lindeverfahren

A
  • Herstellung Sauerstoff und Stickstoff

- Verflüssigung der Luft

123
Q

Technische Anwendung Stickstoff

A
  • Zapfgas
  • Füllung Flugzeugreifen
  • Krytotechnik - Kühlung
124
Q

Stickstoff Reaktion

A
  • da Stickstoff als diatomares Molekül vorliegt und somit Edelgaskonfiguration erreicht hat, ist es elementar sehr reaktionsträge
125
Q

Ostwald-Verfahren

A
  • Ammoniak wird weiter zu Salpetersäure (HNO3) synthetisiert
126
Q

Harnstoff

A
  • aus Ammoniak synthetisiert
  • Düngemittel
  • OC (NH2)2
127
Q

Stickstoffzyklus

A
  • Stickoxide werden zu Nitraten umgewandelt
128
Q

Sauerstoff Eigenschaften

A
  • Element der 6. Hauptgruppe (6. Valenzelektronen)
  • besitzt drei natürlich vorkommende Isotope
  • Elektronegativität 3,5 (nur Fluor hat größeren Wert)
129
Q

Vorkommen Kohlenstoff

A
  • als reine Form in Diamant und Graphit

- als Verbindungen in Erdöl, Kohle und Carbonate

130
Q

Kohlenstoffdioxid

A
  • Kohlenstoff ist mit jeweils einer Doppelbindung an Sauerstoffatome gebunden
  • lineare Bindung
  • Sauerstoffatome besitzen zwei freie Elektronenpaare
  • polarisierte Verbindung aufgrund hohen EN-Differenzen
  • Aufgrund der Symmetrie des Moleküls heben Effekte sich gegenseitig auf und das gesamte Molekül besitzt nach außen hin keinen Dipolmoment
131
Q

lineare Bindung

A

180°

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