Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Modul 5: Phänomene am Himmel

1. Welche Regionen umfasste das klassische Griechenland?

Die Westküste der Türkei (Kleinasien), Griechenland und Magna Graecia (südlich und westlich von Italien sowie Sizilien).

2. Was ist das theologische Stadium der Wissenschaft?

Es ist eine Epoche der Menschheitsgeschichte, in der natürliche Phänomene übernatürlichen Wesen zugeschrieben werden.

3. Grundannahmen der Ionischen Schule (nach Isaac Asimov)

Laut Isaac Asimov in seinem Buch „Great Ideas of Science“ wurden folgende Annahmen zum Objekt der Wissenschaft:

1. Das Universum verhält sich nach bestimmten „Laws of Nature“ (Naturgesetzen), die nicht verändert werden können.
2. Die menschliche Vernunft kann die Natur dieser Gesetze des Universums klären.

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" »

Alkohole

Hydroxyderivate der Alkane; funktionelle Gruppe: -OH (Charakter: polar; bestimmt die Eigenschaften der Stoffe und das Reaktionsverhalten). Bilden eine homologe Reihe. Alkoholische Gärung (Destillation): Herstellung von Bier; Energiegewinn: Biochemischer Prozess, bei dem Kohlenhydrate (Glucose) unter anoxischen Bedingungen zu Ethanol und CO2 abgebaut werden.

Aggregatzustand und Siede-/Schmelztemperatur

Farblose Flüssigkeiten; höhere Siede- und oft höhere Schmelztemperaturen im Vergleich zu entsprechenden Alkanen. Van-der-Waals-Kräfte (Wechselwirkungen zwischen den schwachen elektrostatischen Feldern unpolarer Moleküle) wirken zusätzlich zu Wasserstoffbrücken. Für Ethanol und andere kurze Alkohole sind Wasserstoffbrücken entscheidend:... Weiterlesen "Alkohole: Eigenschaften und Reaktionsmechanismen" »

Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit ist die Fähigkeit eines Körpers, den Durchgang von elektrischem Strom zu ermöglichen. Sie wird als natürliche Eigenschaft definiert, die angibt, wie leicht sich Elektronen (und Löcher im Falle von Halbleitern) durch ein Material bewegen können. Sie variiert mit der Temperatur und ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Materialien.

Ionenradius

Der Ionenradius ist, ähnlich wie der Atomradius, der Abstand zwischen dem Kernzentrum eines Ions und dem am weitesten entfernten, stabilen Elektron. Er bezieht sich nicht auf das neutrale Atom, sondern auf das Ion. Er wird in der Regel in Pikometern oder Angström gemessen. Innerhalb des Periodensystems nimmt er von rechts nach links sowie... Weiterlesen "Grundlegende Eigenschaften von Atomen und Materialien" »

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" »

Physikalische Grundoperationen

Destillation

Ein Trennverfahren, bei dem die verschiedenen Komponenten einer Flüssigkeit oder eines Flüssigkeitsgemisches durch Verdampfen und anschließende Rekondensation aufgrund ihrer unterschiedlichen Siedepunkte voneinander getrennt werden.

Filtration

Ein Trennverfahren, bei dem ein Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeiten oder Gasen durch ein poröses Filtermedium geleitet wird. Die festen Bestandteile werden dabei vom Filtermedium zurückgehalten.

Sieben

Ein Verfahren zur Trennung von Feststoffgemischen unterschiedlicher Partikelgröße durch ein Sieb. Kleinere Partikel passieren die Poren, während größere zurückgehalten werden. Dies wird häufig bei heterogenen Gemischen wie Sand und Steinen angewendet.... Weiterlesen "Physikalische und chemische Grundoperationen" »

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" »