Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Van-der-Waals-Kräfte

Die Van-der-Waals-Kräfte sind nicht-kovalente, chemische Bindungskräfte, die die molekulare Form stabilisieren. Sie umfassen zwei Arten von Kräften oder Wechselwirkungen: Dispersionskräfte (die Anziehungskräfte sind) und Abstoßungskräfte zwischen den Elektronenhüllen zweier benachbarter Atome.

Dispersionskräfte

Alle Atome, auch unpolare, sind aufgrund des Spins der Elektronen um den Kern kleine Dipole (siehe Atommodell). Das Vorhandensein dieser transienten Dipole führt dazu, dass auch benachbarte Atome polarisiert werden, sodass kleine elektrostatische Anziehungskräfte zwischen den Dipolen aller Atome entstehen.

Elektrostatische Abstoßung

Diese Dispersionskräfte wirken der elektrostatischen Abstoßung zwischen... Weiterlesen "Van-der-Waals-Kräfte: Definition, Typen und Beispiele" »

Einheit 5 - Atome und ihre Verbindungen

Das Periodensystem

Mendelejew veröffentlichte das Periodensystem, das die Eigenschaften der chemischen Elemente anhand ihrer Atommasse ordnet. Newlands entwickelte das Gesetz der Oktaven und Döbereiner die Triaden. Das aktuelle Periodensystem enthält 117 Elemente (Metalle, Nichtmetalle, Halbmetalle und Edelgase), die in Zeilen und Spalten unterteilt sind. Die Elemente sind durch ihre metallischen Eigenschaften und ihre Reaktivität gekennzeichnet und werden durch Symbole abgekürzt.

Verbindungen

Wichtige Laborgeräte und ihre Funktion

Messgeräte und Volumenbestimmung

• Messzylinder: Dient zur Messung von Flüssigkeitsvolumina.
• Vollpipette (Gesamtpipette): Zur präzisen Messung und Übertragung eines bestimmten Volumens Flüssigkeit von einem Behälter in einen anderen.
• Messpipette (Teilpipette): Zur partiellen Messung variabler Flüssigkeitsmengen.
• Bürette: Zur sehr genauen Messung des Volumens einer Lösung, typischerweise bei Titrationen.
• Thermometer: Zur Messung von Temperaturen.
• Präzisionswaage: Zur Bestimmung der Masse von Feststoffen mit hoher Genauigkeit.

Gefäße und allgemeine Laborausrüstung

• Porzellanschale (Abdampfschale): Zum Erhitzen, Schmelzen oder Eindampfen von Feststoffen oder Flüssigkeiten.
• Rundkolben (Florenz-Flasche):

Alkohole: Definition und Eigenschaften

Alkohole sind Hydroxylderivate der Alkane. Ihre funktionelle Gruppe ist die Hydroxylgruppe (-OH), die mit ihrem polaren Charakter die Eigenschaften und das Reaktionsverhalten dieser Stoffe maßgeblich bestimmt. Alkohole bilden eine homologe Reihe.

Alkoholische Gärung

Die alkoholische Gärung ist ein biochemischer Prozess zur Energiegewinnung. Dabei werden Kohlenhydrate (z.B. Glucose) unter anoxischen Bedingungen zu Ethanol und Kohlenstoffdioxid (CO₂) abgebaut. Dieser Prozess wird unter anderem zur Herstellung von Bier genutzt.

Physikalische Eigenschaften: Aggregatzustand und Siedepunkt

Alkohole weisen im Vergleich zu Alkanen ähnlicher Molmasse höhere Siede- und Schmelztemperaturen auf. Kurzkettige Alkohole... Weiterlesen "Alkohole: Eigenschaften, Herstellung & Reaktionsmechanismen" »

Lewis-Strukturen und bindende Elektronen

Lewis-Strukturen zeigen die Verteilung der bindenden Elektronen und der nicht-bindenden Elektronenpaare. Das Dipolmoment ergibt sich aus der Ladungsmenge multipliziert mit der Bindungslänge. Elemente mit höherer Elektronegativität ziehen Elektronen stärker an.

Erstellung von Lewis-Strukturen

1. Erstelle die grundlegende Struktur der Verbindung, indem du die Atome verbindest. Das weniger elektronegative Atom befindet sich tendenziell im Zentrum.
2. Zähle die Gesamtanzahl der Valenzelektronen. Die Anzahl der Valenzelektronen entspricht der Gruppennummer des Atoms.
3. Zeichne eine Einfachbindung zwischen dem Zentralatom und jedem Atom, das es umgibt. Fülle die Oktetts (für H, Duetts). Nicht-bindende Elektronen

Daltons Atomtheorie (1808)

Im Jahre 1808 veröffentlichte der englische Physiker John Dalton (1766–1844) seine Vorstellungen über die Konstitution der Materie. Diese Postulate können wie folgt zusammengefasst werden (in moderner Sprache):

• Atome bestehen aus extrem kleinen Teilchen, die unteilbar und unzerstörbar sind.
• Jedes chemische Element besteht aus identischen Atomen, die sich jedoch von den Atomen anderer chemischer Elemente unterscheiden.
• Chemische Verbindungen entstehen durch die Vereinigung von Atomen verschiedener Elemente, immer im gleichen Verhältnis.

Grundlegende Definitionen

• Chemisches Element: Eine Substanz, die nicht weiter in einfachere Stoffe zerlegt werden kann, da sie nur aus Atomen eines einzigen Typs besteht.
• Verbindung

Hydrierung

Hydrierung ist eine Art der chemischen Reaktion (Redoxreaktion), deren sichtbares Ergebnis die Addition von Wasserstoff (H₂) an eine andere Verbindung ist. Die üblichen Ziele dieser Reaktion sind ungesättigte organische Verbindungen wie Alkene, Alkine, Ketone, Nitrile und Amine. Der Wasserstoff wird meist durch direkte Zugabe von zweiatomigem Wasserstoff unter hohem Druck und in Anwesenheit eines Katalysators bereitgestellt.

Ein typisches Beispiel der Hydrierung ist die Anlagerung von Wasserstoff an Doppelbindungen, die Alkene in Alkane umwandelt. Die Hydrierung hat wichtige Anwendungen in der Pharma-, Petrochemie- und Lebensmittelindustrie.

Fermentation

Die Fermentation ist ein Prozess der katabolen, unvollständigen Oxidation, dessen... Weiterlesen "Wichtige chemische Prozesse" »

Hess'sches Gesetz

Die bei konstantem Druck freigesetzte Wärme einer chemischen Reaktion ist dieselbe, unabhängig davon, ob der Prozess in einer oder mehreren Phasen abläuft.

Chemische Kinetik

Chemische Kinetik ist der Bereich der Chemie, der sich mit der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen befasst. Sie misst die Reaktionsgeschwindigkeit und untersucht die Faktoren, die diese beeinflussen.

Reaktionsgeschwindigkeit

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist die Menge der Reagenzien, die pro Zeiteinheit verschwindet.

Kollisionstheorie chemischer Reaktionen

Die Kollisionstheorie besagt, dass chemische Reaktionen als Folge der Kollision von zwei oder mehr Molekülen stattfinden. Jedoch reagieren nur Moleküle, die über genügend kinetische Energie verfügen... Weiterlesen "Chemische Reaktionen: Kinetik, Gleichgewicht und Einflussfaktoren" »

Reaktionsgeschwindigkeit

Die Reaktionsgeschwindigkeit misst die Abnahme der Konzentration der Reaktanten oder die Zunahme der Konzentration der Produkte pro Zeiteinheit.

Geschwindigkeitsgleichung

Die Geschwindigkeitsgleichung beschreibt die Beziehung zwischen der Reaktionsgeschwindigkeit und den Konzentrationen der Reaktionspartner.

Die Geschwindigkeitskonstante (k) hängt von der jeweiligen Reaktion und der Temperatur ab, bei der sie abläuft.

Reaktionsordnung

Die Reaktionsordnung ist die Summe der Exponenten der Konzentrationen in der Geschwindigkeitsgleichung.

Reaktionsmechanismen

Wenn die Reaktionsordnung nicht den stöchiometrischen Werten entspricht, bedeutet dies, dass die Reaktion über eine Reihe von elementaren Schritten abläuft.

Als Reaktionsmechanismus... Weiterlesen "Grundlagen der Chemischen Kinetik" »

Thema 8: Materie und Atome

Materie kann in Form von Mischungen oder reinen Substanzen vorkommen.

• Reine Stoffe: Können nicht durch physikalische Methoden in einfachere Stoffe zerlegt werden.
• Verbindungen: Können in reine Stoffe (Elemente) zerlegt werden.
• Elemente: Sind reine Stoffe und können nicht weiter zerlegt werden.

Die Grundeinheiten der Materie sind Atome. Elemente bestehen aus der gleichen Art von Atomen, Verbindungen aus der Kombination von Atomen verschiedener Elemente.

Beispiele:

• Elemente: Sauerstoff, Calcium, Wasserstoff
• Verbindungen: Wasser, Salzsäure, Natriumchlorid
• Mischungen: Luft, Gas, Meerwasser

Die Struktur des Atoms

Ein Atom ist die kleinste Einheit eines chemischen Elements, die dessen Eigenschaften beibehält und nicht durch chemische... Weiterlesen "Materie, Atome und das Periodensystem" »