Grundlagen der Thermochemie und chemischen Bindungen

Thermochemie und Energie

• Verdampfungswärme: Die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 Mol einer Flüssigkeit in Gas zu überführen.
• Siedepunkt: Konstante Temperatur, bei der ein Gleichgewicht zwischen flüssiger und gasförmiger Phase besteht.
• Schmelzpunkt: Konstante Temperatur, bei der ein Gleichgewicht zwischen fester und flüssiger Phase besteht.
• Reaktionsenthalpie: Die bei einer chemischen Reaktion absorbierte oder freigesetzte Wärmemenge.
• Thermochemie: Untersuchung der Energieänderungen in Form von Wärme bei chemischen Reaktionen.
• Wärmeenergie: Energie, die aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen Orten transportiert wird.
• Temperatur: Physikalische Größe, die den Wärmegrad eines Körpers beschreibt.
• Endotherm: Ein Prozess, der Wärme absorbiert.
• Exotherm: Ein Prozess, der Wärme abgibt.
• Kalorie: Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 g Wasser um 1 °C (von 14,5 °C auf 15,5 °C) zu erhöhen.

Spezifische Wärmekapazität (Ce)

Die Proportionalitätskonstante für reine Substanzen, definiert als die Wärmemenge, um 1 g eines Stoffes um 1 °C zu erwärmen:

• Ce H₂O (s): 0,49 cal/g·°C
• Ce H₂O (l): 1,00 cal/g·°C
• Ce H₂O (g): 0,48 cal/g·°C

Phasenübergänge

• Schmelzen (Fusion): Übergang von fest zu flüssig.
• Sieden/Verdampfung: Übergang von flüssig zu gasförmig.
• Kondensation: Übergang von gasförmig zu flüssig.
• Erstarren: Übergang von flüssig zu fest.
• Schmelzwärme: Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 Mol eines Stoffes von fest zu flüssig zu überführen.

Enthalpie und Gesetze

• Bildungsenthalpie: Enthalpieänderung bei der Bildung von 1 Mol eines Stoffes aus den Elementen bei 1 atm und 25 °C.
• Zersetzungsenthalpie: Enthalpieänderung bei der Zersetzung von 1 Mol eines Stoffes in einfachere Substanzen.
• Verbrennungsenthalpie: Wärmemenge, die bei der Verbrennung von 1 Mol eines Stoffes bei 1 atm und 25 °C freigesetzt wird.
• Hessscher Wärmesatz: Die Reaktionsenthalpie ist unabhängig vom Reaktionsweg, ob die Reaktion direkt oder in mehreren Schritten erfolgt.
• Kalorimeter: Instrument zur Messung der Reaktionswärme in einem isolierten System.

Chemische Bindungen

• Chemische Bindung: Anziehungskraft, die Atome in einer Verbindung zusammenhält.
• Oktettregel: Atome streben bei der Bindungsbildung die Edelgaskonfiguration (8 Valenzelektronen) an.
• Ionische Bindung: Bindung zwischen Metallen und Nichtmetallen durch Elektronenübertragung.
• Kovalente Bindung: Bindung zwischen Nichtmetallen durch Teilen von Elektronenpaaren (polar oder unpolar).
• Lewis-Struktur: Grafische Darstellung der Valenzelektronen durch Punkte.
• Dativ-Bindung: Bindung, bei der ein Atom beide Elektronen für das gemeinsame Paar beisteuert.
• Periodensystem: Anordnung der Elemente nach ähnlichem physikalischem und chemischem Verhalten.
• Resonanz: Darstellung eines Moleküls durch verschiedene Grenzstrukturen, die die Oktettregel erfüllen.
• Wasserstoffbrückenbindung: Zusätzliche Anziehungskräfte zwischen polaren Molekülen, an denen Wasserstoffatome beteiligt sind.