Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Grundlagen der Wissenschaft

Definition und Typen der Wissenschaft

• Wissenschaft: Ein System aus Wissen und Erkenntnissen, das durch Beobachtung gewonnen und strukturiert wird, woraus Prinzipien und Gesetze abgeleitet werden.

Typen der Wissenschaft

• 1. Empirische Wissenschaften:
  • Naturwissenschaften: Physik, Chemie, Biologie
  • Humanwissenschaften: Geografie, Politik, Geschichte
• 2. Formale Wissenschaften: Mathematik, Logik

Der wissenschaftliche Prozess

• Beobachtung → Informationssammlung → Hypothese → Experiment (unabhängige/abhängige Variablen, Kontrolle) → Ergebnis → Theorie/Gesetz

Grundlegende Einheiten und Umrechnungen

• 1 lb (Pfund) = 0,454 kg (Kilogramm)
• 1 in (Zoll) = 2,54 cm (Zentimeter)
• 1 in² (Quadratzoll) = 6,45 cm² (Quadratzentimeter)

Chemische

Thomson-Modell

Das Thomson-Modell besagt, dass die positive Ladung gleichmäßig in der Kugel verteilt ist.

Rutherford-Modell

Das Rutherford-Modell beschreibt den Aufbau eines Atoms wie folgt:

• Es gibt einen Atomkern, der im Vergleich zum Volumen des Atoms sehr klein ist. Er enthält nahezu die gesamte Masse des Atoms und hat eine positive Ladung.
• Die Atomhülle besteht aus Elektronen, die sich um den Kern bewegen, und zwar in einem großen Abstand zu ihm.

Neutron

Da die Masse der Atome stets größer ist als die Summe der Massen von Protonen und Elektronen, muss es ein weiteres Teilchen ohne elektrische Ladung geben: das Neutron. Es hat eine etwas höhere Masse als das Proton. Die Existenz von stabilen Kernen lässt sich dadurch erklären, dass die... Weiterlesen "Atommodelle und Quantenmechanik" »

Planck-Theorie

Die Energie, die durch Strahlung abgegeben wird, ist direkt proportional zur Frequenz der Strahlung.

Bohr-Modell

3 Postulate:

1. Elektronen drehen sich um den Kern in kreisförmigen Bahnen, ohne Energie abzugeben.
2. Es sind nur Bahnen zulässig, bei denen der Drehimpuls ein Vielfaches von h/2π ist.
3. Wenn ein Elektron von einer Bahn in eine andere wechselt, wird die freiwerdende Energie als Strahlung abgegeben.

Bohr konnte den Radius der Bahnen und die Energie der Elektronen in diesen Bahnen bestimmen.

Sommerfeld-Erweiterung

Sommerfeld erweiterte das Bohr-Modell, indem er elliptische Bahnen berücksichtigte. Er führte eine zweite Quantenzahl ein, deren Wert von der ersten abhängt und die Form der Umlaufbahn beschreibt:

l = 0 ... (n-1)

Zeeman-

Fakten & Mythen über alkoholische Getränke

Aussagen und ihre Richtigkeit

• A: Alkoholische Getränke können nach ihrem Süßegrad, z.B. in trockene und süße Varianten, unterteilt werden. (Richtig)
• B: Aussage: Der Siedepunkt von Ethylalkohol ist bei der Destillation von Spirituosen höher als der von Wasser. (Diese Aussage ist Falsch. Tatsächlich ist der Siedepunkt von Ethylalkohol niedriger als der von Wasser.)
• C: Aussage: Likörweine zählen aufgrund ihrer Herstellungsmethode zur Gruppe der Destillate. (Diese Aussage ist Falsch. Likörweine sind Weine, denen Alkohol zugesetzt wird, sie sind keine reinen Destillate.)
• D: Mazeration bezeichnet das Einlegen von Substanzen (z.B. Kräuter, Früchte) in Alkohol, damit dieser deren Aromen und Eigenschaften

Die Entdeckung der Teilchen, aus denen Materie besteht

Daltons Theorie, dass Atome unteilbare Teilchen seien, wurde durch Experimente widerlegt, die die Existenz kleinerer, elektrisch geladener Teilchen innerhalb der Atome zeigten: die Elektronen.

Thomsons Experimente mit Kathodenstrahlröhren

Fast im 19. Jahrhundert führte Thomson Experimente mit Kathodenstrahlröhren durch, Röhren mit einer positiven und einer negativen Elektrode, durch die ein elektrischer Strom geleitet wurde. Er entdeckte ein negativ geladenes Teilchen in den Atomen der chemischen Elemente und nannte es Elektron. Was geschah: Wenn es eine elektrische Entladung zwischen den Platten gab, erschien ein Lichtstrahl. Da dieser Strahl von der positiven Platte angezogen wurde,... Weiterlesen "Die Entdeckung der atomaren Bausteine: Eine Übersicht" »

Grundlagen des Atomaufbaus

Atome: Die Bausteine der Materie

Atome sind die grundlegenden Bausteine der Materie. Sie galten lange als unteilbar, bestehen aber aus noch kleineren Teilchen.

Elemente: Reine Substanzen

Ein Element ist eine Substanz, die aus Atomen besteht, die alle die gleiche Ordnungszahl (Anzahl der Protonen) besitzen.

Verbindungen: Chemische Bindungen

Eine Verbindung besteht aus Atomen verschiedener Elemente, die in einem festen Verhältnis chemisch miteinander verbunden sind.

Elektronen: Negative Ladungsträger

Elektronen sind Elementarteilchen mit einer negativen elektrischen Ladung und einer sehr geringen Masse. Sie umkreisen den Atomkern.

Protonen: Positive Kernbausteine

Protonen sind Elementarteilchen mit einer positiven elektrischen... Weiterlesen "Atomaufbau & Atommodelle: Grundlagen der Chemie & Physik" »

Grundlagen der Kernphysik: Ein Überblick

Isotope

Atome mit gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlicher Atommasse.

Radioaktivität

Die Fähigkeit einiger instabiler Kerne, spontan Teilchen und/oder elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Alle Kerne mit Ordnungszahlen größer als 83 sind radioaktiv.

Interne Strahlung

Strahlung, die von internen radioaktiven Stoffen in Lebensmitteln, Wasser und Luft stammt. Beim Verschlucken oder Einatmen wird sie von Gewebe im Körper absorbiert. Die wichtigsten radioaktiven Isotope, die im menschlichen Körper enthalten sind, sind Kalium-40, Kohlenstoff-14 und Tritium.

Radon

Kontinuierlich aus der Erdoberfläche austretend. Radon ist ein Gas und wird daher von Lebewesen eingeatmet. Wenn die Konzentration dieses... Weiterlesen "Grundlagen der Kernphysik: Radioaktivität, Isotope & Kernenergie" »

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Die innere Energie eines Systems ist gleich der Wärme, die vom oder an das System abgegeben oder absorbiert wird, plus der am oder vom System verrichteten Arbeit.

Standardenthalpie der Bildung

Die Änderung der Enthalpie bei der Bildung eines Mols einer Verbindung aus ihren Elementen in ihrem stabilsten Aggregatzustand.

Enthalpie einer chemischen Reaktion

Die Enthalpieänderung bei einer Reaktion bei konstantem Druck.

Hess'sches Gesetz

Die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion kann als die algebraische Summe der Wärmen der Teilreaktionen ausgedrückt werden.

Bindungsenergie oder Bindungsenthalpie

Die Wärmemenge, die bei der Bildung oder Spaltung eines Mols einer Bindung aus isolierten Atomen im gasförmigen... Weiterlesen "Thermodynamik und chemische Reaktionen" »

Chemische Reaktionen

Eine chemische Reaktion ist ein Prozess, bei dem ein oder mehrere Stoffe (Edukte oder Reaktanten) in einen oder mehrere andere Stoffe (Produkte) umgewandelt werden. Dieser Prozess beinhaltet eine Neuordnung der Atome.

Grundlegende chemische Gesetze

• Gesetz der Massenerhaltung: Die Gesamtmasse der Reaktanten entspricht der Gesamtmasse der Produkte.
• Gesetz der konstanten Proportionen: Wenn sich zwei oder mehr Elemente zu einer bestimmten Verbindung vereinigen, ist das Verhältnis ihrer Massen stets konstant.
• Gesetz der multiplen Proportionen: Wenn zwei Elemente mehr als eine Verbindung miteinander bilden können, dann stehen die Massen des einen Elements, die sich mit einer konstanten Masse des anderen Elements verbinden, in einem

Systeme in der Thermodynamik

Ein System ist der Teil des Universums, der isoliert betrachtet oder untersucht wird. Der Rest wird als Umgebung bezeichnet.

• Offenes System: Austausch von Materie und Energie mit der Umgebung.
• Geschlossenes System: Austausch von Energie, aber nicht von Materie.
• Isoliertes System: Kein Austausch von weder Materie noch Energie.

Bei chemischen Reaktionen besteht das System typischerweise aus den beteiligten Chemikalien (Edukte und Produkte).

Thermodynamik und Energieaustausch

Die Thermodynamik ist der Teil der Chemie, der sich mit dem Studium des Energieaustauschs eines chemischen Systems mit seiner Umgebung befasst.

Es gibt chemische Systeme, die bei der Umwandlung von Edukten zu Produkten Energie freisetzen. Dies sind exotherme