Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Physikalische und chemische Phänomene

Physikalische Phänomene

Physikalische Phänomene sind jene Ereignisse, bei denen keine Veränderung in der Zusammensetzung der beteiligten Stoffe auftritt. Es handelt sich um jede Veränderung, die in der Natur in materiellen Systemen erfolgt.

Chemische Phänomene

Chemische Phänomene sind Ereignisse, bei denen sich die Identität der beteiligten Stoffe verändert. Die Umwandlung einer Substanz in eine andere wird als chemische Reaktion bezeichnet. Dabei werden einige Bindungen aufgebrochen und andere neu gebildet.

Chemische Gleichungen

• Reversible chemische Gleichung: Die Umwandlung von Edukten in Produkte findet gleichzeitig mit der Umwandlung der Produkte in Edukte statt.
• Irreversible chemische Gleichung:

Mischungen: Lösungen

Eine Lösung ist eine Mischung aus zwei oder mehr Komponenten, wobei die Lösungsmittelkomponente den höheren Anteil ausmacht und der gelöste Stoff die Komponente(n) mit einem geringeren Anteil ist/sind.

Ausdruck für die Konzentration einer Lösung

Die Konzentration einer Lösung gibt die Menge des gelösten Stoffes an, die in einer bestimmten Menge der Lösung vorhanden ist. Wenn wir eine Lösung vorbereiten, wollen wir wissen, welchen Anteil der Stoff und das Lösungsmittel haben. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Konzentration einer Lösung auszudrücken.

Massenprozent

Zeigt die Gramm des gelösten Stoffes in 100 g der Lösung an:

% Masse_Zucker = 10g Zucker · 100 / (10g Zucker + 5g Salz + 100g Wasser) = ?

% Masse_gelöster

Elektrochemie: Grundlagen und Anwendungen

Die Elektrochemie ist das Studium der Umwandlung zwischen elektrischer Energie und chemischer Energie.

Die Elektrolyse

Die Elektrolyse ist die Zerlegung eines Stoffes durch elektrischen Strom.

Elektrische Leiter

Als Leiter werden Substanzen bezeichnet, die den Durchgang von elektrischem Strom ermöglichen. Sie werden eingeteilt in:

• Leiter erster Art (Elektronenleiter)

  Metalle sind Leiter erster Art. Sie leiten elektrischen Strom, ohne dabei ihre Struktur zu verändern.

• Leiter zweiter Art (Ionenleiter/Elektrolyte)

  Verbindungen, die geschmolzen oder in Lösung elektrischen Strom leiten, wobei jedoch chemische Bindungen gebrochen und die Stoffe umgewandelt werden.

Hinweis: Verbindungen mit kovalenten Bindungen leiten... Weiterlesen "Elektrochemie: Definitionen, Leiter und Batterietechnologien" »

Arten Chemischer Bindungen und Ihre Eigenschaften

Die wichtigsten Arten chemischer Bindungen sind:

• Ionenbindung (Elektrovalente Bindung oder Polare Bindung): Übertragung von Elektronen (e⁻).
• Kovalente Bindung: Gemeinsame Nutzung (Kompartimentierung) eines Elektronenpaares zwischen zwei Atomen.
• Koordinative Kovalente Bindung: Eines der beiden Atome stellt das gesamte Elektronenpaar zur gemeinsamen Nutzung bereit.

Weitere Bindungsarten und Kräfte

• Metallbindung
• Wasserstoffbrückenbindung
• Van-der-Waals-Kräfte

Ionenbindung (Ionische Substanz)

Ionenbindungen entstehen durch elektrostatische Kräfte, welche die Ionen in einem starren, wohldefinierten dreidimensionalen Gitter zusammenhalten. Ionische Substanzen sind meist Feststoffe mit hohem Schmelzpunkt... Weiterlesen "Chemische Bindungen, Polarität und Kolligative Eigenschaften" »

Die Dichte der Zustände lautet: Jeder Wert von K bestimmt einen orbitalen Zustand der Elektronen, wobei die Doppel-Entartung durch Spin berücksichtigt wird. Es ist damit einverstanden, dass: 1) Die elektronischen Zustände immer auch eine Degeneration durch Spin aufweisen. 2) Wenn ein Elektronenstrom über die Elektronen jeder Runde fließt, sind diese immer inkludiert. 3) Die Elektronendichte N ist als Gesamtzahl der Elektronen pro Volumen definiert. Jetzt wird diskutiert: a) Die quantisierte kontinuierliche Verteilung der Werte, wie q E in kleinen Schritten von K erhöht wird, führt zu kleinen dE der Ordnung von h². b) In Anbetracht der kontinuierlichen Verteilung von E muss die Wahrscheinlichkeit, einen bestimmten Wert von E zu finden,... Weiterlesen "Verständnis der Elektronendichte und Fermi-Energie in Festkörpern" »

Alkene

Hydrierung von Alkenen

Die Reaktion kann unter Verwendung eines Katalysators (der nicht verbraucht wird) bei hohem Druck und hoher Temperatur stattfinden. Häufig werden Nickel oder Platin verwendet.

Halogenierung von Alkenen

Bei dieser Reaktion findet eine heterolytische Spaltung statt, wobei Ionen gebildet werden.

Ionen greifen die Doppelbindung im Ethen an, was zu einer inneren Bewegung der Elektronen führt.

Die Doppelbindung wird polarisiert, und es entsteht das halogenierte Produkt.

Addition von Halogenwasserstoffen (HX)

Das Halogen (z. B. Chlor) ist elektronegativer und behält die beiden Elektronen, wodurch ein negatives Halogenid-Ion und ein positives Wasserstoff-Ion (H+) entstehen.

Polymerisation von Alkenen

Alkene können eine Bewegung... Weiterlesen "Reaktionen und Eigenschaften von Alkenen und Alkinen" »

Grundlegende Definitionen der Atomstruktur

• Ordnungszahl (Z): Anzahl der Protonen = Anzahl der Elektronen.
• Massenzahl (A): Anzahl der Protonen + Anzahl der Neutronen.

Ursprünge der Quantentheorie und das Rutherford-Modell

Obwohl das Rutherford-Modell die beobachteten experimentellen Beweise erfolgreich erklärte, war es in sich widersprüchlich. Es war bekannt, dass eine elektrische Ladung (q), die sich in beschleunigter Bewegung befindet, Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung verliert.

Da die Elektronen in kreisförmigen Bewegungen um den Kern einer Zentripetalbeschleunigung unterliegen, müssten sie kontinuierlich Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung verlieren. Dieser Energieverlust würde dazu führen, dass die Flugbahn... Weiterlesen "Grundlagen der Atomphysik und Quantentheorie" »

Ionenprodukt des Wassers (K_w)

Reines Wasser ist nicht elektrisch leitfähig, weist aber eine sehr geringe Leitfähigkeit auf, die mit sehr empfindlichen Geräten gemessen werden kann. Dieses Verhalten zeigt, dass in reinem Wasser Ionen, wenn auch in sehr geringen Konzentrationen, vorhanden sind.

Die Autoprotolyse des Wassers

Aufgrund seines amphoteren Charakters findet folgende Autoprotolyse statt:
H₂O + H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH^-
(Säure 1 / Base 2 / Säure 2 / Base 1)

Definition des Ionenprodukts K_w

Nach dem Massenwirkungsgesetz (MWG) gilt:
K_c = [H₃O⁺][OH^-] / [H₂O]²
Da die Konzentration von Wasser [H₂O] in verdünnten Lösungen nahezu konstant ist, wird das Ionenprodukt des Wassers K_w definiert:
K_w = [H₃O⁺][OH^-]
Bei 25 °C beträgt der... Weiterlesen "Ionenprodukt des Wassers (Kw) & Säure-Base-Indikatoren" »

Kontrolle der Atmung

Das Atemzentrum, das sich in Pons und Medulla des Hirnstamms befindet, besteht aus mehreren Kernen, die die grundlegende Atemfrequenz erzeugen und verändern. Es ist der zentrale Atemrhythmusgenerator, der automatisch funktioniert. Es gibt zwei verschiedene Gruppen von Kernen:

1. Dorsale respiratorische Gruppe: Inspiratorische Neuronen, die hauptsächlich das Zwerchfell steuern.
2. Ventrale respiratorische Gruppe: Steuert die exspiratorischen Muskeln während der aktiven Exspiration und einige inspiratorische Muskeln während intensiver Anstrengung.

Chemorezeptoren

Zentrale Chemorezeptoren: Befinden sich im ZNS an der ventrolateralen Oberfläche der Medulla. Sie reagieren auf Veränderungen des pH-Werts und des pCO₂ der extrazellulären... Weiterlesen "Kontrolle der Atmung und der Gasaustausch" »

Atommodelle im Überblick

Plum-Pudding-Modell

Das Atom ist ein fester Bereich positiver elektrischer Ladung. Elektronen sind in diesem Bereich in ausreichender Anzahl eingebettet, um die positive elektrische Ladung der Kugel zu neutralisieren.

Rutherford-Modell

Das Atom hat einen zentralen Kern, der fast die gesamte Masse des Atoms enthält und eine positive Ladung aufweist. Elektronen mit sehr geringer Masse und negativer Ladung kreisen in konzentrischen Bahnen um den Kern. Die Elektronen um den Kern werden durch die elektrische Anziehung zwischen den Ladungen (+ und -) gehalten. Die Summe der negativen Ladungen muss gleich der positiven Ladung des Kerns sein, da das Atom neutral ist.

Bohr-Modell

1. 1. Postulat: Die Elektronen kreisen in Kreisbahnen