Chemische Bindungen, Lösungen und Gasgesetze

Chemische Bindungen und Interaktionen

Chemische Bindungen bilden Verbindungen, wobei das Ziel die energetische Stabilität ist.

• Ionische Bindung (Metall + Nichtmetall): Elektronenübertragung zur Erreichung einer stabilen Edelgaskonfiguration.
• Kovalente Bindung (Nichtmetall + Nichtmetall): (z. B. Cl₂, CO₂, H₂, H₂O) Gemeinsame Nutzung von Valenzelektronen.
• Metallische Bindung: Positive Ionen bilden ein Gitter, in dem sich die Valenzelektronen frei bewegen können.

Intermolekulare Kräfte

Diese bestimmen den Aggregatzustand und die Eigenschaften der Stoffe:

• Van-der-Waals-Kräfte: Schwache Wechselwirkungen.
• Dipol-Dipol-Kräfte: Zwischen polaren kovalenten Molekülen.
• London-Dispersionskräfte: Vorübergehende Polarisation bei unpolaren Molekülen.
• Wasserstoffbrückenbindungen: Besonders stark, wenn H an O, N oder F gebunden ist.

Lösungen und Löslichkeit

Die Löslichkeit einer Substanz gibt die maximale Menge an, die in einer bestimmten Menge Lösungsmittel bei einer gegebenen Temperatur gelöst werden kann. Die Polarität beschreibt dabei die Elektronenladungsverteilung eines Moleküls.

Kolligative Eigenschaften

• Dampfdruckerniedrigung: ΔP = X_{gelöster Stoff} · P⁰_{Lösungsmittel}
• Siedepunkterhöhung: ΔT_e = K_e · m (m = Molalität)
• Gefrierpunktserniedrigung: ΔT_c = K_c · m
• Osmotischer Druck (π): π = M · R · T

Konzentrationsangaben

• Molbruch (X): X = n_{gelöster Stoff} / (n_{gelöster Stoff} + n_{Lösungsmittel})
• ppm: mg gelöster Stoff / 1 kg Lösung

Eigenschaften von Gasen

• Kompressibilität: Volumenverringerung durch Druck oder Temperaturänderung.
• Ausdehnungsfähigkeit: Volumenvergrößerung durch Temperaturerhöhung oder Druckabnahme.
• Diffusionsfähigkeit: Gase vermischen sich zu homogenen Gemischen.

Gasgesetze

• Boyle-Mariotte-Gesetz: P · V = konstant (bei konstanter T und n)
• Gesetz von Charles: V / T = konstant (bei konstantem P)
• Gesetz von Gay-Lussac: P / T = konstant (bei konstantem V)
• Kombiniertes Gasgesetz: (P · V) / T = konstant
• Ideales Gasgesetz: P · V = n · R · T