Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Grundlagen der Chemie

Was ist Chemie? Definitionen und Bereiche

Materie und Chemie

• Materie: Alles, was Masse hat und Raum einnimmt.
• Chemie: Die Lehre von der Zusammensetzung der Materie und den Veränderungen, die sie erfährt.

Spezialisierte Bereiche der Chemie

• Organische Chemie: Die Lehre von allen Chemikalien, die Kohlenstoff enthalten.
• Anorganische Chemie: Die Lehre von Chemikalien, die in der Regel keinen Kohlenstoff enthalten (hauptsächlich in nicht-lebenden Dingen gefunden).
• Biochemie: Die Untersuchung von Prozessen, die in Organismen stattfinden.
• Analytische Chemie: Ein Bereich, der sich mit der Zusammensetzung der Materie befasst.
• Physikalische Chemie: Ein Gebiet, das sich mit dem Mechanismus, der Geschwindigkeit und der Energieübertragung

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" »

Eigenschaften von Aminosäuren

Stereoisomerie und optische Aktivität

Der asymmetrische Alpha-Kohlenstoff in Aminosäuren führt zu Stereoisomeren, die unterschiedliche optische Aktivitäten aufweisen. In Proteinen kommen Aminosäuren hauptsächlich als L-Isomere vor, obwohl D-Isomere auch in Bakterienzellwänden (z.B. in Antibiotika) oder anderen Kontexten existieren.

Physikalische Eigenschaften

Die Existenz polarer Gruppen in Aminosäuren ermöglicht die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen. Dies führt zu hohen Schmelz- und Siedepunkten sowie einer guten Löslichkeit in Wasser.

Die Peptidbindung

Die Peptidbindung ist eine kovalente Verbindung zwischen der Carboxylgruppe einer Aminosäure und der Aminogruppe einer anderen Aminosäure, wobei... Weiterlesen "Proteine: Struktur, Eigenschaften und Funktionen" »

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" »

Grundlagen der Atomtheorie und Chemie

Thomsons Atommodell

Das Atom wird als eine Kugel aus positiv geladener Materie vorgestellt, in die negativ geladene Elektronen eingebettet sind, ähnlich den Kernen in einer Wassermelone.

Das Rutherford-Experiment

Rutherford beschoss eine hauchdünne Goldfolie mit Alpha-Teilchen. Diese Teilchen sind viel kleiner als Atome, aber sehr schwer, mit einer vierfach größeren Masse als ein Wasserstoffatom und einer doppelt so großen, aber positiven Ladung wie ein Elektron. Diese Teilchen wurden spontan mit hoher Geschwindigkeit ausgesandt.

Ergebnisse des Experiments

• Die meisten Teilchen durchdrangen die Goldfolie ungehindert.
• Ein kleiner Teil der Teilchen wurde abgelenkt.
• Sehr selten prallten einige Teilchen zurück.

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" »

Materielle Systeme: Grundlagen und Eigenschaften

Ein materielles System ist eine Ansammlung von miteinander verbundenen Elementen, die für eine Studie als Einheit betrachtet werden.

Materielle Systeme können homogen oder heterogen sein.

Homogene und Heterogene Systeme

• In einem homogenen System sind verschiedene Stoffe auf den ersten Blick nicht zu unterscheiden.
• Eine Mischung ist ein materielles System (homogen oder heterogen), dessen Bestandteile durch physikalische Verfahren getrennt werden können.
• Eine Lösung ist eine homogene Mischung aus zwei oder mehr Stoffen in unterschiedlichen Mengen, die durch physikalische Verfahren getrennt werden können.
• In einer Lösung wird die Substanz mit dem größeren Anteil als Lösungsmittel bezeichnet, die

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