Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

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

Grundlagen der Chemie: Materie und ihre Zustände

Reine Stoffe und Gemische

Reine Stoffe

Reine Stoffe bestehen aus nur einer Art von Teilchen und haben eine einheitliche Zusammensetzung. Sie können nicht durch einfache physikalische Methoden in andere Stoffe zerlegt werden. Ihre Atome sind identisch (Beispiele: Eisen, Gold, Kupfer, Chlor).

Verbindungen

Verbindungen sind Stoffe, die durch die chemische Vereinigung von zwei oder mehr chemischen Elementen in einem festen Verhältnis gebildet werden. Sie können durch chemische Methoden in ihre Elemente zerlegt werden (Beispiele: Wasser, Natriumchlorid (Kochsalz)).

Heterogene Gemische

Heterogene Gemische bestehen aus mehreren Stoffen, deren Bestandteile in ihrer Struktur, Zusammensetzung und ihren Eigenschaften... Weiterlesen "Grundlagen der Chemie: Materie, Atome und Phasenübergänge" »

Kohlenwasserstoffe enthalten nur Kohlenstoffatome und Wasserstoff. Sie sind wenige dicht und gut brennbar. Sie kommen in Öl und Erdgas vor. Einstufung der offenkettigen Kohlenwasserstoffe: gesättigte (Alkane) und ungesättigte (Alkene und Alkine), geschlossene Ketten oder cyclische alicyclische (Cycloalkane und Cycloalkene) sowie Aromaten. Sie werden Kohlenwasserstoffe genannt, wobei einige Präfixe die Zahl der Kohlenstoffatome und Suffixe für Alkane, Alkene und Alkine angeben. Alkohole: Oxidierte organische Verbindungen, die im Molekül eine oder mehrere Hydroxylgruppen (OH) enthalten. Sie werden mit der Nachsilbe -ol benannt. Sie sind gute Lösungsmittel und Kraftstoffe. Organische Säuren: Carbonsäuren enthalten die Gruppe (COOH). Sie... Weiterlesen "Kohlenwasserstoffe: Eigenschaften, Klassifikation und Umweltaspekte" »

Chemische Reaktionen

Chemische Reaktionen sind Prozesse, in denen Stoffe, die als Reaktanten bezeichnet werden, zu anderen Stoffen, den Produkten, umgewandelt werden. Die Gesamtmasse bleibt dabei konstant (Gesetz von Lavoisier).

Reaktionsgleichung

Die Darstellung chemischer Reaktionen erfolgt durch Reaktionsgleichungen. Wenn die Anzahl der Atome jedes Elements auf beiden Seiten der Gleichung nicht übereinstimmt, muss ein stöchiometrischer Koeffizient hinzugefügt werden.

Ausbeute einer Reaktion

Die Ausbeute einer Reaktion, in der Regel in %, gibt das Verhältnis der tatsächlich erhaltenen Produktmenge zur theoretisch berechneten Produktmenge an.

Grundlegende chemische Gesetze

• Gesetz von der Erhaltung der Masse (Lavoisier)

  In einem geschlossenen

Wasser: Das Fundament des Lebens

Wasser ist das am häufigsten vorkommende Molekül in lebender Materie. Die Wassermenge in Organismen variiert zwischen 20 % und 85 % und nimmt mit dem Alter ab. Es besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O), die kovalent in einem Winkel von 104,5° gebunden sind. Obwohl es elektrisch neutral ist, haben seine Atome unterschiedliche Elektronegativitätswerte, was ihm einen polaren Charakter verleiht. Dadurch kann es andere Moleküle durch Wasserstoffbrückenbindungen an sich binden.

Eigenschaften des Wassers

• Hohe Dielektrizitätskonstante: Wasser kann die elektrostatische Anziehung zwischen Ionen (positiv und negativ) stark reduzieren.
• Geringer Ionisationsgrad: Flüssiges Wasser enthält

Chemische Reaktionen und Bindungstypen

Reaktionen mit Metallen

Metall + O₂ → Basisches Oxid
Basisches Oxid + H₂O → Hydroxid
Hydroxid → Salz + H₂O

Metall + H₂O → Hydrid

Reaktionen mit Nichtmetallen

Nichtmetall + O₂ → Saures Oxid
Saures Oxid + H₂O → Säure
Säure → Salz + H₂O

Basische Oxide

Basische Oxide sind binäre Verbindungen, die durch die Reaktion eines Metalls mit Sauerstoff entstehen.

Beispiele:
Na + O₂ → Na₂O
Ca + O₂ → CaO
Al + O₂ → Al₂O₃

Basische Oxide reagieren mit Wasser zu Hydroxiden:
Na₂O + H₂O → 2NaOH
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Al₂O₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃

Bindungstypen

Elektronegativität

Die Elektronegativität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms oder einer Atomgruppe, Elektronen anzuziehen. Sie spielt eine... Weiterlesen "Chemische Bindungen und Reaktionen: Ein Leitfaden" »

Alpha-Zerfall (α)

Bei radioaktiven Nukliden mit sehr großer Ordnungszahl (> 82) tritt oft ein Zerfall unter Emission eines Alpha-Teilchens (α) auf. Durch die hohe Anzahl an Protonen übersteigt die Coulomb-Abstoßung die nuklearen Kräfte. Der instabile Atomkern emittiert daher ein Teilchen, das aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht (ein Heliumkern). Die Ordnungszahl (Z = Anzahl der Protonen) sinkt dabei um zwei und die Massenzahl um vier.

Die Zerfallsenergie (Q) ist die Energie, die bei diesem Prozess freigesetzt wird. Q entspricht der Massendifferenz zwischen dem Mutterkern und dem Tochterkern plus dem Alpha-Teilchen. Diese Energie Q erscheint als kinetische Energie des Alpha-Teilchens und des Tochterkerns. Alpha-Teilchen haben... Weiterlesen "Arten des radioaktiven Zerfalls" »