Chemie: Atome, Moleküle und Reaktionen

Grundbegriffe der Chemie

Atome und ihre Bestandteile

• Atommasse (u): Einheit der Atommasse. Entspricht einem Zwölftel der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms.
• Ion: Elektrisch geladenes Atom oder Atomgruppe.
• Mol: Einheit der Stoffmenge im Internationalen System (SI). Entspricht 6,022 x 10²³ Einheiten.
• Molekül: Gruppe von Atomen, die durch chemische Bindungen verbunden sind.
• Atommasse: Summe der Massen von Protonen und Neutronen eines Atoms.
• Isotope: Atome desselben Elements (gleiche Protonenzahl) mit unterschiedlicher Neutronenzahl.
• Edelgase: Stabile Elemente, die (außer Helium) 8 Elektronen in ihrer äußersten Schicht haben.
• Molekülmasse: Summe der Atommassen aller Atome in einem Molekül.

Chemische Verbindungen und Formeln

• Summenformel: Darstellung einer chemischen Verbindung, die angibt, aus welchen Elementen und in welchem Verhältnis sie besteht.
• Anionische Verbindungen: Gebildet aus Atomen oder Atomgruppen mit negativer elektrischer Ladung (Anionen).
• Kation: Positiv geladenes Atom, das Elektronen abgegeben hat.
• Chemische Verbindung: Substanz, die aus zwei oder mehr Elementen des Periodensystems besteht.

Mischungen

• Heterogene Mischung: Zusammensetzung und Eigenschaften variieren. Bestandteile sind unterscheidbar.
• Homogene Mischung: Jeder Stoff behält seine Eigenschaften, kann aber durch physikalische Methoden getrennt werden.

Elemente und ihre Eigenschaften

• Reine Substanz: Besteht aus Molekülen oder Atomen eines einzigen Elements.
• Protonen: Positiv geladene Teilchen im Atomkern.
• Neutronen: Ungeladene Teilchen im Atomkern.
• Elektronen: Negativ geladene Teilchen, die den Atomkern umgeben.
• Elektromagnetisches Spektrum: Verteilung der Energie elektromagnetischer Wellen.
• Metalle: Duktil, verformbar, metallischer Glanz, hohe Dichte, gute Leiter, hohe Schmelz- und Siedepunkte, oxidierbar. Können fest oder flüssig sein.
• Nichtmetalle: Hohe Schmelz- und Siedepunkte. Besitzen andere Eigenschaften als Metalle.

Periodensystem und Elektronegativität

• Periodische Eigenschaften: Chemische Eigenschaften der Elemente, die sich im Periodensystem periodisch wiederholen.
• Elektronegativität: Tendenz von Atomen, Elektronen in einer gemeinsamen Bindung anzuziehen.

Chemische Reaktionen und Bindungen

• Säure: Verbindung, die in Lösung Protonen freisetzt.
• Chemische Reaktion: Umwandlung von Stoffen, bei der Ausgangsstoffe in Endprodukte mit anderer Zusammensetzung umgewandelt werden.
• Chemische Bindung: Kräfte, die Atome zusammenhalten. Dazu gehören ionische Bindungen (Netzwerke), kovalente Bindungen (Netzwerke) und metallische Bindungen.

Arten chemischer Bindungen

• Ionische Bindung: Entsteht durch elektrostatische Anziehung zwischen Ionen unterschiedlicher Ladung.
  • Eigenschaften: Feste Stoffe, hohe Schmelz- und Siedepunkte, in Lösung leitfähig (Elektrolyte).
• Kovalente Bindung: Entsteht durch das Teilen von Elektronen zwischen Nichtmetall-Atomen mit ähnlicher Elektronegativität.
  • Eigenschaften (molekulare kovalente Verbindungen): Flüssigkeiten oder Gase, niedrige Schmelz- und Siedepunkte, schwache intermolekulare Kräfte, *nicht* leitfähig, löslich.
  • Eigenschaften (kovalente Netzwerkverbindungen): Feste Stoffe, hohe Schmelz- und Siedepunkte, unlöslich.
• Metallische Bindung: Bindung zwischen Metallen, bei der Metallionen feste Positionen in einem "Elektronengas" einnehmen.
  • Eigenschaften: Bilden Legierungen, sind dehnbar und verformbar, gute Leiter, hohe Schmelzpunkte.

Intermolekulare Kräfte

Kräfte, die Moleküle in molekularen kovalenten Verbindungen zusammenhalten. Zwei Arten:

• Wasserstoffbrücken
• Van-der-Waals-Kräfte