Notes, abstracts, papers, exams and problems of Chemie

Molekül: Eine Verbindung von Atomen.

Kristallgitter: Eine durchgehende Struktur aus Millionen von Atomen.

Chemische Bindung: Die Kraft, die Atome in einem Molekül oder einem Kristall zusammenhält.

Chemisches Element: Atome desselben Typs.

Chemische Verbindung: Atome verschiedener Elemente, die sich verbinden.

Oktettregel: Atome verschiedener chemischer Elemente neigen dazu, sich mit anderen Atomen zu verbinden, um acht Elektronen in der äußersten Schale zu erreichen, was als Oktett bezeichnet wird und größere Stabilität verleiht.

Ionenbindung: Übertragung von Valenzelektronen.

Kovalente Bindung: Austausch von Valenzelektronen.

In jedem Fall versuchen die Elemente, die Elektronenkonfiguration eines Edelgases zu erreichen.

Die Ionenbindung ist... Continue reading "Chemische Bindungen und Stoffeigenschaften: Eine Übersicht" »

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... Continue reading "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-

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,... Continue reading "Die Entdeckung der atomaren Bausteine: Eine Übersicht" »

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... Continue reading "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

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

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... Continue reading "Chemische Bindungen und Reaktionen: Ein Leitfaden" »

Molekularkräfte: Adhäsion und Kohäsion

Molekularkräfte sind Anziehungskräfte zwischen Molekülen. Sie werden in Adhäsion und Kohäsion unterteilt.

Adhäsion

Adhäsion ist die Anziehungskraft zwischen zwei Molekülen unterschiedlicher Art. Wenn man beispielsweise einen Glasstab in einen Behälter mit Wasser taucht und dann herauszieht, kann man feststellen, dass etwas Wasser daran haften bleibt. Dies zeigt, dass die Anziehungskräfte zwischen den Wassermolekülen und dem Glas größer sind als die, die sich zwischen den Wassermolekülen manifestieren.

Kohäsion

Kohäsion ist die Anziehungskraft zwischen Molekülen der gleichen Art. Wenn wir stattdessen denselben sauberen, trockenen Stab in einen Behälter mit Quecksilber einführen und dann... Continue reading "Adhäsion, Kohäsion, Kapillarität: Molekularkräfte" »