Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Chemische Bindungen: Atome, Moleküle & Kristalle

Grundlagen der Atomverbindungen

Die meisten Atome verbinden sich mit anderen Atomen und bilden Elemente, die wiederum Verbindungen oder andere Formen annehmen. Physikalische Zustände, die einem Minimum an potenzieller Energie entsprechen, entwickeln sich zu maximaler Stabilität.

Was ist eine Chemische Bindung?

Zwei oder mehr Atome werden zusammengehalten, wenn die Energie des Systems geringer ist, wenn sie zusammen sind, als wenn sie getrennt sind.

Die Oktettregel

Edelgase haben sehr stabile Atome, die nicht mit anderen Atomen reagieren und ihre elektronische Struktur nicht ändern. Alle von ihnen besitzen 8 Valenzelektronen, mit Ausnahme von Helium. Daraus folgt, dass die elektronische Anordnung... Weiterlesen "Chemische Bindungen: Atome, Moleküle & Kristalle verstehen" »

Chemische Reaktion: Definition

Eine chemische Reaktion ist eine Umwandlung von zwei oder mehr Ausgangsstoffen, genannt Reagenzien, die zu neuen Produkten führen. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Produkte unterscheiden sich völlig von denen der Ausgangsstoffe.

Lavoisiers Gesetz der Massenerhaltung

In einer chemischen Reaktion ist die Gesamtmasse der Reagenzien gleich der Gesamtmasse der Produkte. Oder anders ausgedrückt: „In einer chemischen Reaktion wird Materie weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur umgewandelt.“

Prousts Gesetz der konstanten Proportionen

Dieses experimentelle Gesetz besagt: „Elemente verbinden sich stets in einem konstanten Massenverhältnis, um eine bestimmte Verbindung zu bilden.“

Gay-Lussacs

Schnittmenge

Die Schnittmenge ist die Menge aller Elemente, die in allen Mengen enthalten sind.

Beispiele:

• A ∩ C = {a, c}
• B ∩ C = {2, 3}

A = {a, b, c}, B = {1, 2, 3}, C = {a, 2, 3, c, d}

Formal: {x: x ∈ A und x ∈ B}

Differenz

Die Differenz ist die Menge der Elemente, die nicht in den anderen Mengen enthalten sind.

Beispiele:

• A \ B = {a, 1}
• B \ A = {4, 6}

A = {a, b, 1, 2, 3}, B = {b, 3, 4, 6}

Formal: {x: x ∈ A und x ∉ B}

Kartesisches Produkt

Das kartesische Produkt ist die Menge aller geordneten Paare (a, b), wobei a aus der Menge A und b aus der Menge B stammt. Die Größe des kartesischen Produkts ist das Produkt der Größen von A und B.

Beispiel:

A = {a, b, c}, B = {1, 2, 3}

A × B = {(a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b, 2), (b, 3), (c, 1), (c,... Weiterlesen "Mengenlehre: Operationen und Eigenschaften" »

Verdunstung (Evaporation)

Die Verdunstung ist ein physikalischer Prozess, bei dem ein Stoff seinen Zustand von flüssig zu gasförmig ändert. Dieses Verfahren wird genutzt, um Stoffe voneinander durch ihren Siedepunkt zu trennen.

Der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand von flüssigen Oberflächen oder aus dem Boden wird im Kontext der Hydrologie als Evaporation bezeichnet.

Redox-Reaktionen (Oxidations-Reduktion)

Oxidations-Reduktions-Reaktionen, allgemein bekannt als Redox-Reaktionen, sind chemische Reaktionen, bei denen Elektronen übertragen werden. Diese Übertragung findet zwischen zwei Komponenten statt:

• Einem Oxidationsmittel (der oxidierten Form)
• Einem Reduktionsmittel (der reduzierten Form)

Damit eine Redox-Reaktion im System... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Verdunstung, Redox und Verbrennung" »

Physikalische Grundlagen: Gase und Druck

Gase und Druck

Atmosphärischer Druck

Der Druck, der von der Atmosphäre aufgrund ihres Gewichts auf die Oberfläche der Körper ausgeübt wird, die mit ihr in Kontakt stehen.

Boylesches Gesetz

Bei konstanter Temperatur ist das Volumen einer bestimmten Gasmasse umgekehrt proportional zum Druck. Formel: p₁ · V₁ = p₂ · V₂.

Erstes Gesetz von Gay-Lussac

Wenn der Druck konstant bleibt, ist das Volumen einer festen Gasmasse direkt proportional zur absoluten Temperatur.

Wärmeausdehnung (Thermische Dilatation)

Die Zunahme des Volumens eines Körpers bei steigender Temperatur wird als Wärmeausdehnung (oder thermische Dilatation) bezeichnet.

Zweites Gesetz von Gay-Lussac

Wenn das Volumen einer festen Gasmasse... Weiterlesen "Grundlagen der Physik und Chemie: Materie, Gesetze und Elemente" »

Atommodelle: Dalton, Thomson und Rutherford

Dalton: Es war bekannt, dass Thomson-Atome die elementarsten Teilchen der Materie waren und keine innere Struktur hatten. Ein Atom besteht aus einer Kugel aus positiv geladener Materie, in der die Elektronen verteilt sind.

Rutherford: Der Atomkern ist klein und besteht aus Protonen. Es gibt eine äußere Schicht, die Hülle, in der sich Elektronen und Neutronen befinden. Die Elektronen kreisen um den Kern.

Grundbegriffe: Ordnungszahl und Massenzahl

• Ordnungszahl: Anzahl der Protonen im Atomkern.
• Massenzahl: Anzahl der Protonen und Neutronen, die in einem Atomkern vorhanden sind.
• Neutron: Berechnet sich aus der Massenzahl minus der Ordnungszahl.
• Isotope: Atome mit der gleichen Anzahl an Protonen, aber einer

Polarisation der Bindungsart

Eine polare Bindung entsteht, wenn zwei Atome mit unterschiedlicher Elektronegativität aufeinandertreffen. Dies erzeugt Partialladungen an den Enden der Verbindung. Je größer der Unterschied in der Elektronegativität zwischen zwei Atomen ist, desto stärker ist die Bindung polarisiert. Der Wert der Differenz bestimmt den prozentualen ionischen Charakter der kovalenten Bindung.

Polarisierte Moleküle

Ein zweiatomiges Molekül ist polar, wenn seine Bindung polarisiert ist. Bei einem mehratomigen Molekül hängt das Vorliegen eines Dipols von zwei Faktoren ab:

• a) Die Bindungen sind polarisiert.
• b) Die geometrische Form des Moleküls ermöglicht die Existenz eines resultierenden Dipolmoments.

Man muss bedenken, dass ein... Weiterlesen "Chemische Bindungen: Polarität, Metallbindung und Kräfte" »

1.1. Entwicklung und Evolutionstheorien

Von der Entwicklung des Fixismus

Der Mensch ist immer ein Lebewesen, das sich fragt, woher es kommt, was es ist und wohin es geht. Es ist wichtig zu wissen, was seine Herkunft ist. Und um diese Frage zu beantworten, entstand die Evolutionstheorie, die sich von Anfang an dem Fixismus widersetzte. Der Fixismus, vertreten unter anderem von Georges Cuvier (1769-1832), besagt, dass alle Arten unveränderlich und permanent sind. Die Evolutionstheorie hingegen geht davon aus, dass die Vielfalt der Arten das Ergebnis von Veränderungen und Anpassungen ist. Die Evolutionstheorie begann im 19. Jahrhundert, aber ihre Vorläufer finden sich bereits im 18. Jahrhundert, zaghaft verteidigt von Leclerc, Comte de Buffon... Weiterlesen "Evolutionstheorien: Von Fixismus bis Neo-Darwinismus" »

Was sind Lipide?

Lipide sind eine heterogene Gruppe von Biomolekülen, deren charakteristisches, wenn auch nicht exklusives Merkmal ihre Unlöslichkeit in Wasser ist. Im Gegensatz dazu sind sie in organischen Lösungsmitteln wie Benzol, Chloroform oder Hexan löslich.

Sie bestehen im Wesentlichen aus drei Elementen: Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O). In geringerem Maße können auch Stickstoff (N), Phosphor (P) und Schwefel (S) enthalten sein.

Biochemische Eigenschaften

Lipide können kovalent mit anderen Biomolekülen verbunden sein, wie es bei Glycolipiden in biologischen Membranen der Fall ist. Zudem gibt es zahlreiche nicht-kovalente Verbände, etwa bei Lipoproteinen.

Ein grundlegendes Merkmal der Lipide ist ihre Hydrophobie.... Weiterlesen "Lipide: Definition, Struktur und biologische Bedeutung" »

Brønsted-Lowry-Theorie und Salzhydrolyse

Definitionen von Säuren und Basen nach Brønsted-Lowry

Das Cyanid-Ion (CN⁻) ist eine Base, da es in der Lage ist, ein Proton (H⁺) zu akzeptieren, um die konjugierte Säure HCN zu bilden.

CN⁻ + H₂O ⇌ HCN + OH⁻

Das Ammonium-Ion (NH₄⁺) ist eine Säure, weil es fähig ist, ein Proton abzugeben und dadurch seine konjugierte Base NH₃ bildet.

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Das Sulfat-Ion (SO₄²⁻) ist eine Base, weil es in der Lage ist, ein Proton zu akzeptieren, um das Hydrogensulfat-Ion (HSO₄⁻) zu bilden – seine konjugierte Säure.

SO₄²⁻ + H₂O ⇌ HSO₄⁻ + OH⁻

pH-Bestimmung wässriger Salzlösungen (Hydrolyse)

a) Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) – Saure Lösung

Ammoniumnitrat... Weiterlesen "Brønsted-Säuren, Basen und Salzhydrolyse: pH-Bestimmung" »