Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Atomstruktur & Elektronenkonfiguration

Quantenzahlen

• n: Hauptquantenzahl (Energieniveaus 1 bis 7)
• l: Nebenquantenzahl (Unterniveaus: s, p, d, f)
• m: Magnetquantenzahl (-l bis +l, z.B. für l=1: -1, 0, +1)
• s: Spinquantenzahl (+1/2 oder -1/2)

Regeln für die Elektronenkonfiguration

1. Aufbauprinzip (Prinzip der geringsten Energie): Elektronen besetzen zuerst die Orbitale mit der niedrigsten Energie.
2. Methoden zur Bestimmung der Energieniveaus:
   • Diagonalenregel
   • n + l Regel
3. Pauli-Prinzip: Kein Elektron in einem Atom kann in allen vier Quantenzahlen mit einem anderen Elektron übereinstimmen. Maximal zwei Elektronen pro Orbital mit entgegengesetztem Spin.
4. Hund'sche Regel (Regel der maximalen Multiplizität): Bei energiegleichen Orbitalen (z.B. p-Orbitale: p_x,

Physikalische und Chemische Änderungen

Physikalische Änderungen

Bei physikalischen Änderungen ändern sich einige Eigenschaften eines Stoffes, ohne dass neue Stoffe entstehen.

Chemische Änderungen

Bei chemischen Änderungen wandeln sich einige Substanzen in andere um. Es findet eine Stoffumwandlung statt.

Chemische Reaktionen

Eine chemische Reaktion ist der Prozess, bei dem chemische Änderungen stattfinden.

Ursachen chemischer Bindungen

Elektromagnetische Kräfte sind die Ursache für chemische Bindungen.

Chemische Bindungen

Chemische Bindungen sind Wechselwirkungen von Elektronen der Atome. Es gibt verschiedene Arten:

• Ionische Bindung: Entsteht zwischen Metallen und Nichtmetallen. Das Metall gibt Elektronen ab und wird zum Kation (positiv geladen)

Elemente und Verbindungen

Ein Element ist eine Substanz, die aus gleichen Atomen gebildet wird. Zum Beispiel besteht ein Stück Eisen aus lauter gleichen Eisenatomen. Alle Elemente sind im Periodensystem aufgeführt. Verbindungen entstehen, wenn sich verschiedene Atome miteinander verbinden. Ein Beispiel hierfür ist Wasser (H2O), welches aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen besteht. Jedem Elementsymbol ist ein Buchstabe zugeordnet, was die Untersuchung erleichtert.

Periodensystem

1. Die Elemente sind von links nach rechts in aufsteigender Reihenfolge ihrer Ordnungszahl angeordnet.
2. Elemente mit der gleichen Anzahl von Elektronenschalen befinden sich in derselben Periode. Es gibt insgesamt 7 Perioden.
3. Elemente mit der gleichen Anzahl von Valenzelektronen

Neutralisationsreaktionen

Grundlagen

Protolysen sind Reaktionen, bei denen ein Proton von einer Säure auf eine Base übertragen wird. Die Umsetzung einer Säure mit einer Base ist eine Neutralisationsreaktion. Dabei hebt die Base die Wirkung der Säure bzw. die Säure die Wirkung der Base auf. Bei der Neutralisation entstehen Wasser und ein Salz.

Neutralisationsreaktionen sind exotherm, besonders bei verdünnten Lösungen starker Säuren und Basen. Die Protonenübertragung zwischen H₃O⁺- und OH⁻-Ionen läuft stets unter starkem Energiegewinn ab. Die dabei freigesetzte Wärme ist die Neutralisationsenthalpie.

H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O

Beispielreaktion

Salzsäure und Natronlauge setzen äquivalente Stoffmengen um. Es entsteht eine neutrale... Weiterlesen "Neutralisationsreaktionen und Säure-Base-Titration" »

Römische Architektur

1. Bauelemente

a) Tragende Elemente: Das römische System erstreckt sich über gewölbte Steinbauten. Folgende Elemente sind charakteristisch:

• Bogen: Radiale Keilsteinsequenz, verwendet in Gewölben, Gängen, Türen und Öffnungen.
• Tonnengewölbe: Oft in zentralen Bereichen verwendet. Verstärkte Bögen teilen das Gewölbe in Wandabschnitte. Die Last ruht direkt auf dicken, festen Mauern, die durch äußere Stützpfeiler verstärkt werden.
• Kreuzgewölbe: Findet sich in eckigen Einschüben der Seitenschiffe. Die Kreuzung von zwei Tonnengewölben bildet Kanten, wobei die Last hauptsächlich auf den vier Ecken des Abschnitts konzentriert ist.
• Kuppeln: Decken kleinere Räume ab. Halbkugelförmige Gewölbe ruhen auf Pendentifs oder

Alkalien (ns¹)

Die Anzahl der Oxidation ist +1.

Eigenschaften:

• Sie sind metallisch und reagieren schnell.
• Sie haben eine niedrige Ionisierungsenergie.
• Sie sind stark reduzierend.
• Sie oxidieren leicht in Wasser und an der Luft.
• Sie reagieren mit Wasser und bilden Hydroxide.

Erdalkalien (ns²)

Die Anzahl der Oxidation ist +2.

Eigenschaften:

• Sie sind metallische Elemente.
• Sie haben ein größeres Potential als die Alkalien.
• Sie kommen nicht frei vor, sondern bilden Verbindungen.
• Beryllium bildet kovalente Bindungen.
• Sie oxidieren an der Luft.
• Sie reagieren mit Wasser unter Abgabe von Wasserstoff und bilden Hydroxide.
• Viele Erdalkalimetallsalze sind in Wasser unlöslich.

Erdmetalle (ns²np¹)

Die Anzahl der Oxidation ist +3, bei Gallium, Indium und Thallium auch +1.... Weiterlesen "Alkalien, Erdalkalien, Erdmetalle, Kohlenstoff, Stickstoff, Chalkogene, Halogene" »

Bestimmung von Ammoniak mittels Titration

Problemstellung

Es soll die Konzentration einer Ammoniaklösung (NH₃) in Gramm pro 100 ml bestimmt werden. Hierfür wird eine Säure-Base-Titration mit Salzsäure (HCl) durchgeführt.

Versuchsdaten

• Ausgangslösung: 20 ml der ursprünglichen Ammoniaklösung wurden auf 500 ml verdünnt.
• Titration: 25 ml der verdünnten Lösung wurden titriert.
• Titrationsmittel: Salzsäure (HCl) mit einer Konzentration von 0,5 M.
• Verbrauch: Es wurden 22,7 ml HCl bis zum Umschlagpunkt des Indikators verbraucht.

Berechnung

1. Stoffmenge der verbrauchten HCl berechnen:
   Die Stoffmenge (n) berechnet sich aus Konzentration (c) und Volumen (V):
   n(HCl) = c(HCl) × V(HCl)
   n(HCl) = 0,5 mol/L × 0,0227 L = 0,01135 mol
2. Stoffmenge von NH₃ in der

Ionische Bindung: Eigenschaften und Bildung

Die ionische Bindung ist ein Verbindungstyp, der durch die Wechselwirkung zwischen einem Metall und einem Nichtmetall gebildet wird. Metalle bilden dabei positive Ionen (Kationen), während Nichtmetalle negative Ionen (Anionen) annehmen.

Eigenschaften ionischer Verbindungen:

• Sind in Wasser löslich.
• Sind hart und spröde.
• Haben eine ionische Kristallstruktur.

Kovalente Bindung: Merkmale und Typen

Die kovalente Bindung wird zwischen Atomen von Nichtmetallen gebildet, wie man es beispielsweise bei zweiatomigen Gasmolekülen beobachten kann. Die Atome teilen ein oder mehrere Elektronenpaare, um das äußere Oktett zu vervollständigen.

Eigenschaften kovalenter Verbindungen:

• Leiten in der Regel keinen elektrischen

Arbeit (W) in Thermodynamischen Prozessen

• Isobar (p = konstant): $W_{1 \to 2} = -p \cdot \Delta V$
• Isotherm (T = konstant): $W_{1 \to 2} = -nRT \cdot \ln(P_1/P_2)$
• Isochor (V = konstant): $W_{1 \to 2} = 0$

Wärme und Spezifische Wärmekapazität

• Spezifische Wärmekapazität (c): $c = dQ / (m \cdot dT)$.
• Wärmemenge (Q): $\Delta Q = c \cdot m \cdot \Delta T$.
  • Wenn $\Delta T > 0$: Wärme wird absorbiert (zugeführt).
  • Wenn $\Delta T < 0$: Wärme wird abgegeben.
• Latente Wärme (L) bei Zustandsänderungen (T = konstant):
  • Schmelzwärme (fest $\to$ flüssig): $Q_F = m \cdot L_F$
  • Verdampfungswärme (flüssig $\to$ gasförmig): $Q_V = m \cdot L_V$

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Energieerhaltung: Die Änderung der inneren Energie ($\Delta U$) eines Systems... Weiterlesen "Thermodynamik, Kinetik & Chemisches Gleichgewicht: Formeln & Prinzipien" »

1.3 Proteine

Proteine sind organische Verbindungen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und in geringerem Maße Schwefel. Sie sind Polymere, die aus kleineren Einheiten, den Aminosäuren, aufgebaut sind. Die Aminosäuren sind durch Peptidbindungen miteinander verknüpft. Verbindungen aus 1 bis 12 Aminosäuren werden als Oligopeptide, aus 12-100 als Polypeptide und ab 100 Aminosäuren als Proteine bezeichnet. Ab einem Molekulargewicht von 5000 g/mol spricht man von Proteinen.

Biologische Bedeutung von Proteinen

Proteine sind die am häufigsten vorkommenden organischen Verbindungen in Zellen. Ihre Bedeutung liegt in der enormen Vielfalt an Funktionen, die sie ausüben:

• Enzymatisch: Enzyme sind Proteine, die den Stoffwechsel der Zelle