Sem 6 Flashcards
chemische Bindung - Def.
= physikalisch-chemisches Phänomen durch das zwei oder mehrere Atome oder auch Ionen fest zu chem. Verbindungen verknüpft sind
chemische Bindung - Grundlage
Wechselwirkung zw. Elektronen und / oder elektrostatische Wechselwirkungen
chemische Bindung - Ursache
energetischer Vorteil
chemische Bindung - Charakterisierung
Bindungslänge und Bindungsenergie
Wodurch unterscheiden sich die Bindungen im H2 - und HCl-Molekül?
H – H
ΔE = 2,2 – 2,2 = 0
→ unpolare Atombindung
H – Cl
ΔE = 2,83 - 2,2 = 0,63
→ polare Atombindung
Ionen - Def.
= elektrische geladene Atome oder Moleküle entstanden durch Aufnahme oder Abgabe eines Elektrons / mehrerer Elektronen oder eines Protons durch ein zunächst elektrisch neutrales Atom oder Molekül
Ionen - Arten nennen + Bsp.
- einfache Ionen (Li⁺, Cl‾)
- zusammengesetzte Ionen (H3O⁺, CO3²‾)
- komplexe Ionen ([Cu(NH₃)₄]²⁺, [Fe(CN)6]²‾)
- Zwitterionen (H₃N-CH₂-COO‾) (über dem N steht ein + auf Folie 7)
ionische Bindung - Merkmale nennen
- elektrostatische Anziehung zwischen unterschiedlich geladenen Ionen
- räumliche (ungerichtete) Bindung
- häufig Ausbildung von Gittern (Ionenkristallen)
- hohe Bindungsenergien (Gitterenthalpien)
Geben Sie die chemische Formel und den Namen der ionischen Verbindung an, die
sich aus folgendem Paar von Elementen bilden: Cs, Cl
CsCl → Cäsiumchlorid
Geben Sie die chemische Formel und den Namen der ionischen Verbindung an, die
sich aus folgendem Paar von Elementen bilden: Ba, F
BaF₂ → Bariumfluorid
Geben Sie die chemische Formel und den Namen der ionischen Verbindung an, die
sich aus folgendem Paar von Elementen bilden: Na, Se
Na₂Se → Natriumselenid
Geben Sie die chemische Formel und den Namen der ionischen Verbindung an, die
sich aus folgendem Paar von Elementen bilden: Al, O
Al₂O₃ → Aluminiumoxid
Geben Sie die chemische Formel und den Namen der ionischen Verbindung an, die
sich aus folgendem Paar von Elementen bilden: Mg, N
Mg₃N₂ → Magnesiumnitrid
Geben Sie die chemische Formel und den Namen der ionischen Verbindung an, die
sich aus folgendem Paar von Elementen bilden: K, S
K₂S → Kaliumsulfid
Geben Sie die chemische Formel und den Namen der ionischen Verbindung an, die
sich aus folgendem Paar von Elementen bilden: Fe, O
FeO oder Fe₂O₃ → Eisen(II)-oxid, Eisen(III)-oxid
Beschreibe die Elementarzellen für CsCl.
Durch wie viele Cl-Ionen ist Cs+ jeweils direkt umgeben?
Gittertyp:
- einfach kubisch (sc)
Anordnung:
- Jedes Kation (Cs⁺) ist von 8 Anionen (Cl⁻) umgeben und umgekehrt.
→ Koordinationszahl von 8:8 (würfelförmig AB₈ und BA₈).
- Cl⁻: im Zentrum des Würfels; Cs⁺ in den Ecken des Würfels oder umgekehrt
Elementarzelle:
= primitive kubische Zelle mit einem zusätzlichen Ion (entweder Cs⁺ oder Cl⁻) in der Mitte des Würfels (krz)
Beschreibe die Elementarzellen für NaCl.
Durch wie viele Cl-Ionen ist Na+ jeweils direkt umgeben?
Gittertyp:
- kubisch flächenzentriert (fcc)
Anordnung:
- Jedes Kation (Na⁺) ist von 6 Anionen (Cl⁻) umgeben und umgekehrt.
→ Koordinationszahl von 6:6 (oktaedrisch AB₆ und BA₆).
- Na⁺ besetzen die Oktaederlücken des Cl⁻-Gitters.
Elementarzelle:
- Cl⁻ bilden flächenzentriertes kubisches Gitter (kfz)
- Na⁺ an den Kantenmitten und im Zentrum der Zelle
- zwei ineinander verschachtelte kubisch flächenzentrierte Gitter
Wodurch unterscheiden sich die Elementarzellen von CaF₂ und ZnS?
(beide kubisch flächenzentriert für das Metall-Kation)
Folie 15 für Bilder!
CaF₂
- Kationen: kubische Koordination (AB₈)
- Anionen: tetraedrische Koordination (BA₄)
ZnS
- Kationen: tetraedrische Koordination (AB₄)
- Anionen: tetraedrische Koordination (BA₄)
Beschreibe detailliert den Lösungsvorgang eines Salzes in Wasser.
- Dissoziation:
- Lösung der Ionen des Salzkristalls durch die Anziehungskräfte der polaren Wassermoleküle (Schwächung der ionischen Bindungen im Kristall) aus dem Kristallgitter - Hydratation:
- Bildung sog. Hydrat-Hülle (Wassermolekülen umgeben gelöste Ionen)
- Stabilisierung der Ionen mittels Ausrichtung der Wassermoleküle (pos. geladenen H-Atome zu Anionen und neg. geladenen O-Atome zu Kationen)
- Freisetzung von Energie (Hydratationsenthalphie/-energie) - Auflösung:
- gleichmäßige Verteilung der stabilisierten Ionen in der Lösung
- vollständige Auflösung des Salzkristalls
Welche Gittertypen bei Metallbindungen sind bedeutend?
- Kubisch Raumzentriertes Gitter (krz)
- Merkmale: jedes Atom von 8 Nachbarn umgeben (Koordinationszahl 8); Atome an den Ecken des Würfels + eines im Zentrum
- z.B.: Eisen (Fe) (bei Raumtemperatur), Chrom (Cr), Wolfram (W).
- Eigenschaften: weniger dicht gepackt als kfz, meist härter und weniger verformbar - Kubisch Flächenzentriertes Gitter (kfz)
- Merkmale: jedes Atom von 12 Nachbarn umgeben (Koordinationszahl 12); Atome an den Ecken + in der Mitte jeder Fläche des Würfels
- z.B.: Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Gold (Au), Silber (Ag).
- Eigenschaften: sehr dicht gepackt, hohe Duktilität und Verformbarkeit - Hexagonal Dichteste Kugelpackung (hdp)
- Merkmale: jedes Atom von 12 Nachbarn umgeben (Koordinationszahl 12), hexagonale Struktur
- z.B.: Magnesium (Mg), Titan (Ti), Zink (Zn).
- Eigenschaften: dicht gepackt, weniger verformbar als kfz
Energiebändermodell - Erkläre es
- basiert auf AO-Modell → Aufspaltung der AO zu Energieband
- erklärt die elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern und beschreibt, wie die Energiezustände der Elektronen in einem Material in Bändern organisiert sind
a) Valenzband:
= höchstes vollständig besetztes Energieband, in dem sich die Valenzelektronen befinden
- enthält die Elektronen bei niedrigerer Energie, die in einem nicht angeregten Zustand vorliegen
b) Leitungsband:
= ein höheres Energieband, das entweder leer ist oder teilweise gefüllt werden kann
- Elektronen können bei ausreichender Energieübertragung zur elektr. Leitfähigkeit beitragen
c) Bandlücke:
= der Energiebereich zw. a) und b);
- bestimmt die elektr. Eigenschaften des Materials:
- Metalle: überlappende Bänder oder eine sehr kleine Bandlücke → viele frei bewegliche Elektronen → hohe Leitfähigkeit
- Halbleiter: kleine Bandlücke → bei Zufuhr von Energie springen Elektronen ins Leitungsband
- Isolatoren: große Bandlücke → kaum Elektronen gelangen ins Leitungsband → schlechte Leitfähigkeit
