Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Einführung in Kolloide

Kolloide sind Systeme mit dispergierten Teilchen, deren Größe zwischen 1 und 100 nm liegt. Sie stellen einen Übergangsbereich zwischen echten Lösungen und Suspensionen dar.

• Disperse Phase: Die in einem Medium verteilten Teilchen (z.B. Mizellen, kolloidale Partikel).
• Dispersionsmittel: Das Medium, in dem die Teilchen verteilt sind.

Wichtige Eigenschaften kolloidaler Systeme umfassen Korngröße, Art der Beschichtung, Grenzflächeneigenschaften, Sedimentationsverhalten der Teilchen und Partikeltrennung.

Vergleich von Lösungen, Kolloiden und Suspensionen

• Lösung: < 1 nm, homogen, nicht trennbar durch Filtration.
• Kolloid: 1–100 nm, heterogen, hohe spezifische Oberfläche, nicht trennbar durch einfache Filtration.
• Suspension:

Chemie Grundlagen: Bindungen, Reaktionen und Begriffe

Die Oktettregel: Grundlagen der chemischen Bindung

Die Oktettregel besagt, dass Atome in Verbindungen dazu neigen, Elektronen mit anderen Atomen auszutauschen, um acht Elektronen in ihrer äußersten Schale zu erreichen, mit Ausnahme von Wasserstoff, der zwei Elektronen anstrebt.

Chemische Bindungen: Arten und Eigenschaften

Ionische Bindung: Anziehung zwischen Ionen

Die ionische Bindung entsteht durch die elektrische Anziehung zwischen positiv geladenen Ionen (Kationen) und negativ geladenen Ionen (Anionen). Metalle bilden ionische Verbindungen mit Nichtmetallen.

Eigenschaften ionischer Verbindungen

• Sie sind bei Raumtemperatur fest und haben sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte.
• Sie sind hart und

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:

Eigenschaften von Metallen, Nichtmetallen und Edelgasen

Leitfähigkeit: Metalle leiten Wärme und Strom hervorragend. Nichtmetalle hingegen sind schlechte Leiter für Hitze und Elektrizität.

Aggregatzustand: Metalle sind bei Raumtemperatur fest (außer Quecksilber). Nichtmetalle können fest (C, S), flüssig (Br) oder gasförmig (O, N) sein. Edelgase sind bei Raumtemperatur immer gasförmig.

Ionenbildung: Metalle bilden in der Regel positive Ionen (Kationen). Nichtmetalle bilden negative Ionen (Anionen). Edelgase gewinnen oder verlieren keine Elektronen; sie bilden keine Ionen, da sie chemisch sehr stabil sind.

Weitere Merkmale: Etwa 75 % aller Elemente sind Metalle. Sie besitzen einen metallischen Glanz und sind dehnbar. Die meisten festen Nichtmetalle... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Elemente und Bindungen" »

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" »

I. Quantentheorie und Atomstruktur

Max Planck und der Photoelektrische Effekt

Max Planck postulierte, dass Materie Energie in diskreten Paketen, den Energiequanten, emittiert und absorbiert. Die Energie eines Quants ist gegeben durch die Formel: $$E = h\nu$$

Heinrich Hertz beobachtete, dass beim Beleuchten von Metallelektroden mit UV-Licht eine Entladung stattfand. Die Emission von Elektronen aus bestimmten Metallen beim Auftreffen von Licht kurzer Wellenlänge wird als Photoelektrischer Effekt bezeichnet.

Das Bohr-Modell des Atoms

1. Elektronen bewegen sich auf bestimmten Kreisbahnen um den Kern, ohne Energie abzustrahlen (stationäre Bahnen).
2. Nur Bahnen sind erlaubt, deren Energie bestimmte, quantisierte Werte annimmt. Diese Bahnen werden Energieniveaus

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" »