Grundlagen der Chemie: Elemente und Verbindungen

Einfache Stoffe oder Elemente

Elemente sind die Grundstoffe der Materie. Durch die Kombination in einem bestimmten Verhältnis bilden sie chemische Verbindungen.

Klassifizierung der Elemente: Metalle, Nichtmetalle und Halbmetalle

• Metalle: Sie befinden sich auf der linken Seite des Periodensystems. Alle sind bei Raumtemperatur fest, außer Quecksilber (Hg), das einen Schmelzpunkt von -39 °C hat.
• Nichtmetalle: Sie befinden sich auf der rechten Seite des Periodensystems. Dazu gehören Kohlenstoff (C), Stickstoff (N), Phosphor (P), Sauerstoff (O), Schwefel (S), Selen (Se) sowie die Halogene Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Jod (I). Sie kommen in verschiedenen physikalischen Zuständen vor: Schwefel ist fest, Chlor ist gasförmig und Brom ist flüssig. Die Schmelzpunkte von Nichtmetallen sind im Allgemeinen niedriger als die von Metallen.
• Halbmetalle: Sie sind selten und liegen aufgrund ihrer mittleren Eigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen. Dazu gehören Bor (B), Silizium (Si), Germanium (Ge), Arsen (As), Antimon (Sb), Tellur (Te) und Astat (At). Ihre Eigenschaften liegen zwischen denen von Metallen und Nichtmetallen.

Zusammengesetzte Stoffe

Zusammengesetzte Stoffe werden durch die chemische Verbindung von zwei oder mehr Elementen in einem bestimmten Massenverhältnis gebildet. Diese Verbindungen kommen in der Natur reichlich vor und werden auch im Labor synthetisiert.

Zersetzung von Verbindungen

• Thermische Zersetzung: Hierbei wird einer reinen Substanz Wärme zugeführt. Ein Beispiel ist Quecksilberoxid: Beim Erhitzen gibt es Sauerstoff ab, während am Boden des Behälters Quecksilber zurückbleibt.
• Elektrolyse: Hierbei wird ein elektrischer Strom durch eine reine Substanz geleitet. Bei der Elektrolyse von Wasser entstehen zwei Gase: Sauerstoff (unterstützt die Verbrennung) und Wasserstoff (brennbar).

Anorganische Verbindungen

• Oxide: Entstehen durch die Kombination von Sauerstoff mit einem Metall oder Nichtmetall (z. B. Quecksilberoxid, HgO).
• Säuren: Entstehen aus der Verbindung eines Nichtmetalloxids mit Wasser oder eines Metalls mit Wasserstoff (z. B. Salzsäure, HCl).
• Basen: Entstehen aus der Verbindung eines Metalls mit Wasser (z. B. Natriumhydroxid, NaOH).
• Salze: Entstehen aus der Vereinigung einer Säure mit einer Base, eines Metalls mit einer Säure oder eines Metalls mit einem Nichtmetall (ohne Sauerstoff). Beispiele: Natriumcarbonat (Na₂CO₃), Natriumchlorid (NaCl).