Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Prinzipien der Chemie

Masse ist ein grundlegendes Merkmal der Materie.

Die Chemie befasst sich mit der Untersuchung der Natur der Materie und der Veränderungen, die sie erfährt.

Physikalische Veränderungen verändern die Natur der Stoffe nicht, chemische Veränderungen hingegen schon.

Reine Stoffe

Ein reiner Stoff hat eine bestimmte und konstante Zusammensetzung, spezifische physikalische und chemische Eigenschaften und kann nicht durch physikalische Methoden in einfachere Stoffe getrennt werden.

Gemische

Ein Gemisch besteht aus verschiedenen Stoffen, die in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften zusammenkommen. Gemische können homogen oder heterogen sein.

Trennung von Gemischen

Die Bestandteile von Gemischen können durch physikalische

Industrielle Anwendungen der Elektrolyse

Elektrolytische Verfahren haben interessante Anwendungen im industriellen Bereich. Einige davon sind:

• Die Produktion von aktiven Metallen.
• Metallische Beschichtungen.
• Die Reinigung von Metallen.

Metallbeschichtungen durch Elektrolyse (Galvanisieren)

Durch Elektrolyse ist es möglich, eine dünne Schicht aus Metall auf einem anderen Metall abzuscheiden. Diesen Vorgang nennt man Galvanisieren und er hat viele Anwendungen, einschließlich:

• Gold- und Silberschichten, die zur Verschönerung verschiedener Objekte verwendet werden.
• Zink-, Nickel-, Chrom-, Kupfer- usw. Beschichtungen, die zum Schutz von Metallgegenständen gegen Korrosion dienen. Diese Verfahren werden als Verzinken, Vernickeln, Verchromen und Verkupfern

Grundlagen der Atomstruktur

Das Atom ist eine sehr kleine Kernstruktur in Bezug auf die Gesamtgröße. Es besteht aus:

• A: Protonen und Neutronen im Kern.
• B: Elektronen, die sich um diesen Kern bewegen.

Kleine Teilchen (Quarks) bilden die Protonen (p) und Neutronen (n).

Ein chemisches Element X wird oft mit der Formel ^A_ZX dargestellt, wobei Z die Ordnungszahl (Anzahl der Protonen) und A die Massenzahl (Anzahl der Protonen + Neutronen) ist.

Isotope

Isotope: Atome desselben chemischen Elements, die die gleiche Anzahl von Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen haben.

Das Bohr'sche Atommodell

Bohr-Modell: Elektronen werden vom Kern angezogen und sind daher in ständiger Bewegung. Bohr postulierte, dass Elektronen den Kern auf kreisförmigen... Weiterlesen "Atomstruktur, Elektronenkonfiguration & Chemische Bindungen" »

Chemische Bindungen

Kovalente Bindungen

Treten zwischen Atomen auf, die Elektronenpaare teilen. Die Elektronegativitätsdifferenz ist kleiner als 1,7.

• Unpolare kovalente Bindung: Elektronegativitätsdifferenz ist null.
• Polare kovalente Bindung: Elektronegativitätsdifferenz ist kleiner als 1,7, aber größer als 0.
• Koordinative kovalente Bindung: Ein Atom stellt beide Elektronen des Elektronenpaares zur Verfügung.
• Mehrfachbindungen: Können einfach (ein gemeinsames Elektronenpaar), doppelt (zwei gemeinsame Elektronenpaare) oder dreifach (drei gemeinsame Elektronenpaare) sein.

Hybridisierung von Atomorbitalen

Neue Orbitale entstehen durch die Mischung verschiedener Atomorbitale. Beispiel: sp³-Hybridisierung.

Metallische Bindung

Entsteht durch die Bewegung... Weiterlesen "Chemische Bindungen und Atomstruktur" »

Gravimetrie

Gravimetrie stützt sich auf Messungen, die die Masse einbeziehen, und umfasst im Wesentlichen zwei experimentelle Schritte:

• Wiegen der Probe.
• Wiegen des Analyten oder einer bekannten chemischen Substanz der Zusammensetzung mit dem Analyten.

Arten der Analyse

a) Gravimetrie durch Verflüchtigung

Hierbei wird der Analyt von anderen Bestandteilen einer Probe getrennt, indem er in ein Gas bekannter chemischer Zusammensetzung umgewandelt wird.

Das Gewicht dieses Gases dient als Maß für die Konzentration des Analyten.

b) Gravimetrie durch Fällung

Der Analyt wird von den Komponenten einer Lösung als Niederschlag getrennt, behandelt und in eine Verbindung bekannter Zusammensetzung umgewandelt, die gewogen werden kann.

Abscheider-Agenten

• Spezifisch:

Daltons Atomtheorie: Grundlagen und Annahmen

Daltons Hypothese beruhte auf folgenden Prämissen:

Die Elemente sind aus Atomen aufgebaut, die unabhängige, materielle, unveränderliche und unteilbare Teilchen sind.
Die Atome desselben Elements sind in ihrer Masse und anderen Eigenschaften gleich.
Atome verschiedener Elemente haben unterschiedliche Massen und Eigenschaften.
Verbindungen entstehen durch die Verbindung von Atomen verschiedener Elemente in einem einfachen, ganzzahligen Verhältnis.

Aus der Atomtheorie von Dalton lassen sich folgende Definitionen ableiten:

• Ein Atom ist das kleinste Teilchen eines Elements, das dessen Eigenschaften beibehält.
• Ein Element ist ein Stoff, der aus gleichen Atomen besteht.
• Eine Verbindung ist eine Substanz,

Mol (mol)

Die SI-Einheit der Stoffmenge. Es ist die Stoffmenge eines Systems, das genau 6,02214076 × 10²³ elementare Entitäten (z. B. Atome, Moleküle, Ionen) enthält. Diese Zahl ist der festgelegte numerische Wert der Avogadro-Konstante N_A, ausgedrückt in der Einheit mol⁻¹, und wird Avogadro-Zahl genannt.

Avogadro-Konstante (N_A)

Gibt die Anzahl der Teilchen pro Mol an: N_A = 6,02214076 × 10²³ mol⁻¹.

Molmasse (M)

Die Masse von einem Mol einer Substanz (Atome, Moleküle). Der Zahlenwert der Molmasse in g/mol entspricht dem Zahlenwert der Atom- bzw. Molekülmasse in u (atomaren Masseneinheiten).

Molares Volumen (V_m)

Das Volumen, das ein Mol einer Substanz bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck einnimmt. Es muss

Metallische Bindung

Metalle machen einen Großteil der Elemente im Periodensystem aus und weisen eine Reihe ähnlicher Eigenschaften auf.

Eigenschaften von Metallen

• Elektrische und thermische Leitfähigkeit
• Metallischer Glanz
• Duktilität
• Verformbarkeit

Metalle sind elektropositiv und haben nur wenige Elektronen in ihrer äußersten Valenzschale. Ihre Ladungen sind nur positive Oxidationszahlen und sie sind leicht zu oxidieren. Alle Metalle sind bei Raumtemperatur und -druck fest (außer Quecksilber, das flüssig ist). Die Eigenschaften von Metallen sind auf ihre Struktur und die Art der Bindung zurückzuführen: die metallische Bindung. Metalle bilden sehr kompakte Gitter mit Koordinationszahlen von 8 oder mehr.

Theorien zur metallischen Bindung

Elektronentheorie

Bioelemente

Bioelemente sind die chemischen Elemente, die Lebewesen ausmachen. Sie sind in folgende Klassen eingeteilt:

1. Primäre Bioelemente: C, H, O, N, P, S.
2. Sekundäre Bioelemente: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-. Obwohl sie in geringerem Anteil als die primären Bioelemente vorkommen, sind sie für Lebewesen unerlässlich. In wässrigen Medien liegen sie immer in ionisierter Form vor.
3. Spurenelemente: Diese können essenziell (in allen Lebewesen vorhanden) oder variabel (nur in einigen Organismen vorhanden) sein.

Zelluläre Strukturen

Zelluläre Strukturen werden durch die Verbindung von Bioelementen gebildet. Es handelt sich um Moleküle, die auch als unmittelbare Prinzipien bezeichnet werden und relativ leicht durch einfache physikalische Verfahren... Weiterlesen "Bioelemente, Biomoleküle und Wasser" »

Ideale Gasgesetze

Allgemeine Gasgleichung

p × V = n R × T

Kinetische Gastheorie

Gasmoleküle haben kein Volumen, bewegen sich zufällig mit einer mittleren Geschwindigkeit v, die von der Temperatur abhängt, und kollidieren elastisch miteinander und mit den Wänden des Behälters, was Druck erzeugt.

Boyle-Mariottes Gesetz

p₁ × V₁ = p₂ × V₂
Bei konstanter Temperatur ist das Volumen eines Gases umgekehrt proportional zu seinem Druck.

Gay-Lussacs Gesetz

Bei konstantem Druck ist das Volumen eines Gases direkt proportional zu seiner absoluten Temperatur.
Bei konstantem Volumen ist der Druck eines Gases direkt proportional zu seiner absoluten Temperatur.

Daltonsches Gesetz

Der Gesamtdruck eines Gasgemisches ist gleich der Summe der Partialdrücke der einzelnen... Weiterlesen "Ideale Gasgesetze und Atomtheorien" »