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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... Continue reading "Materie, Atome und das Periodensystem" »

Postulate der Atomtheorie nach Dalton

• Die Elemente, aus denen die Materie besteht, sind aus unteilbaren und unzerstörbaren Teilchen zusammengesetzt, die Atome genannt werden.
• Atome eines bestimmten Elements sind in Masse und Eigenschaften gleich.
• Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in Masse und Eigenschaften.
• Verbindungen entstehen durch die Vereinigung der Atome der entsprechenden Elemente in einem konstanten und einfachen Verhältnis.
• Das Verhältnis der Atome, die eine Verbindung bilden, verleiht dieser Verbindung einige charakteristische Eigenschaften, und die Atommasse der Kombination im Verbund ist konstant.

Atommodell nach Thomson (1903)

Das Atom war eine Kugel mit positiver Ladung, in die Elektronen wie Rosinen in einem Kuchen... Continue reading "Atomtheorie: Modelle, Bindungen und Eigenschaften" »

Polymere

1. Definition

In der Chemie sind Polymere Makromoleküle (meist organischen Ursprungs), die durch die Verbindung von kleineren Molekülen, den sogenannten Monomeren, gebildet werden.

2. Klassifizierung

2.1. Abhängig von der Herkunft

Natürliche Polymere: In der Natur gibt es viele Polymere und Biomoleküle, aus denen Lebewesen bestehen. Diese sind polymere Makromoleküle. Zum Beispiel: Proteine, Nukleinsäuren, Polysaccharide (z.B. Zellulose und Chitin), Gummi oder Naturkautschuk, Lignin, etc.

Semi-synthetische Polymere: Polymere, die durch die Verarbeitung natürlicher Polymere gewonnen werden. Zum Beispiel: Gummi, Nitrocellulose, etc.

Synthetische Polymere: Viele industrielle Polymere werden aus Monomeren gewonnen. Zum Beispiel: Nylon,... Continue reading "Polymere: Definition, Klassifizierung und Polymerisationsmethoden" »

Temperaturmessung

Lernen Sie die verschiedenen Verfahren zur Bestimmung der Körpertemperatur kennen.

Thermometer

Ein Instrument oder Gerät zur Messung der Temperatur. Thermometer basieren auf der Veränderung der Abmessungen eines Körpers in Abhängigkeit von seiner Temperatur. Die Ausdehnung sollte so bemerkenswert sein, dass sie ein ausreichendes Mittel zur Temperaturmessung darstellt.

Substanz-Thermometer

Es ist möglich, den Temperaturanstieg zu messen, indem man die Volumenänderungen eines als Referenz dienenden Körpers beobachtet.

Ausdehnungsthermometer

Es ist unabhängig von der in einem Thermometer verwendeten Substanz, ob fest, flüssig oder gasförmig. Wie alle Messinstrumente sollte es entsprechend abgestuft sein.

Quecksilberthermometer

Es... Continue reading "Temperaturmessung und Thermometrie" »

Materie: Definition und Eigenschaften

Die Materie ist nicht nur aus Atomen und Molekülen aufgebaut. Materie ist alles, was eine Masse besitzt und ein Volumen einnimmt. Sie hat allgemeine und charakteristische Eigenschaften (z. B. Siede- und Schmelzpunkt). Ein materielles System ist ein abgegrenzter Teil der Materie, der in Form und Volumen für eine experimentelle Studie getrennt werden kann.

Aggregatzustände

• Fest: Feste Masse und festes Volumen. Kann nicht fließen (z. B. Eis, Eisen).
• Flüssig: Feste Masse und festes Volumen. Variable Form. Kann fließen (z. B. Wasser, Benzin).
• Gasförmig: Feste Masse. Variables Volumen und variable Form. Kann fließen (z. B. CO2, Erdgas).

Physikalische und chemische Veränderungen

• Physikalische Veränderungen:

Chemische Elemente und ihre Eigenschaften

Metalle und Nichtmetalle

• Innerhalb derselben Periode: Die metallischen Eigenschaften der Elemente sind ausgeprägter, wenn wir uns im Periodensystem nach links bewegen, und nehmen ab, wenn wir uns nach rechts bewegen.
• Innerhalb derselben Gruppe: Die metallischen Eigenschaften der Elemente verstärken sich, wenn wir uns im Periodensystem nach unten bewegen, und nehmen ab, wenn wir uns nach oben bewegen.

Bioelemente

• Primäre Bioelemente: H, C, N, O, P, S
• Sekundäre, aber unverzichtbare Bioelemente: Na, Mg, K, Ca, Mn, Fe, Cu, B, Si, F, Cl, I
• Sekundäre variable Bioelemente: V, Cr, Mo, Co, Ni, Zn, Br

Elemente im Universum, in der Atmosphäre und in der Erdkruste

• Elemente des Universums: Wasserstoff, Helium und andere

Einführung

Diese Tabelle listet chemische Elemente mit ihren Atommassen, Gruppen und Perioden auf. Die Atommasse ist die Masse eines Atoms eines chemischen Elements, ausgedrückt in Atommasseneinheiten (u). Die Gruppe ist eine Spalte von Elementen im Periodensystem der chemischen Elemente. Die Periode ist eine Zeile von Elementen im Periodensystem.

Liste der Elemente

Reversible Reaktionen

Im Allgemeinen können wir sagen, dass alle Reaktionen reversibel sind. Die äußeren Bedingungen zum Zeitpunkt der Reaktion bestimmen jedoch, dass die Aktivierungsenergie für eine der beiden Richtungen deutlich niedriger ist als für die andere. Daher wird die Reaktionsgeschwindigkeit in eine Richtung begünstigt.

Chemisches Gleichgewicht

Chemisches Gleichgewicht ist die Situation, in der die Bildungsrate von Reaktanten und Produkten in einer chemischen Reaktion gleich ist. Die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, bis das Gleichgewicht erreicht ist, hängen von jeder Reaktion ab.

Massenwirkungsgesetz

Die Geschwindigkeit einer Reaktion ist proportional zum Produkt der aktiven Massen der Reaktionspartner.

Die Gleichgewichtskonstante

Das... Continue reading "Chemisches Gleichgewicht und Le Chateliers Prinzip" »

Messung der Redox-Energie

Die Energie, die mit einem Redox-Prozess verbunden ist, kann nicht isoliert gemessen werden. Es können immer nur zwei Prozesse zusammen gemessen werden. Die Energie der Wasserstoffelektrode wird als Referenzwert (0 Volt) verwendet.

Elektrodenpotentiale

Eine Zelle besteht aus einer Elektrode vom Typ X (Kathode) im Vergleich zur Wasserstoffelektrode (Anode). Die Energie von Redox-Prozessen, die in Lösung gemessen wird (in Volt), hängt von der Konzentration ab. Die in Tabellen angegebenen Potentiale werden bei 1M Konzentration der beteiligten Kationen gemessen.

Damit eine Redoxreaktion spontan abläuft, muss der Wert des Potentials des Oxidationsmittels größer sein als der des Reduktionsmittels.

Einfluss der Konzentration

Die... Continue reading "Redox-Reaktionen und Elektrodenpotentiale" »

Das Bohrsche Atommodell aus dem Jahr 1913 basierte auf der Untersuchung der Emissionsspektren von Atomen und der Quantentheorie.

Emissionsspektren von Atomen

Wenn Elemente Licht emittieren, entsteht ein Spektrum. Jedes Element hat ein anderes Spektrum.

Quantentheorie

In einer chemischen Reaktion kann man nicht von einer Menge an Materie sprechen, die kleiner ist als ein Atom. Es gibt auch ein Minimum an Energie, die abgegeben werden kann, die Photonen oder Quanten.

Bohrs Atommodell: Grundlagen

Bohrs Atommodell umfasst vier grundlegende Postulate:

• Elektronen in Atomen befinden sich in Bahnen oder Energieniveaus um den Kern.
• Elektronen in kernnahen Bahnen besitzen weniger Energie als solche in kernfernen Bahnen.
• Jedes Elektron in einem Atom kann nur bestimmte