Prinzipien der Chemie: Ein umfassender Leitfaden

Prinzipien der Chemie

Masse ist ein grundlegendes Merkmal der Materie.

Die Chemie befasst sich mit der Untersuchung der Natur der Materie und der Veränderungen, die sie erfährt.

Physikalische Veränderungen verändern die Natur der Stoffe nicht, chemische Veränderungen hingegen schon.

Reine Stoffe

Ein reiner Stoff hat eine bestimmte und konstante Zusammensetzung, spezifische physikalische und chemische Eigenschaften und kann nicht durch physikalische Methoden in einfachere Stoffe getrennt werden.

Gemische

Ein Gemisch besteht aus verschiedenen Stoffen, die in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften zusammenkommen. Gemische können homogen oder heterogen sein.

Trennung von Gemischen

Die Bestandteile von Gemischen können durch physikalische Methoden getrennt werden, die die Natur der Stoffe nicht verändern: Filtration, Zentrifugation, Kristallisation, Destillation, Chromatographie usw.

Elemente

Ein Element ist eine Substanz, die sich mit anderen Elementen zu Verbindungen verbindet und nicht in einfachere Substanzen zerlegt werden kann.

Verbindungen

Eine Verbindung ist eine Substanz, die aus zwei oder mehr Elementen besteht, die in diese zerlegt werden können.

Grundlegende chemische Gesetze

Gesetz von der Erhaltung der Masse (Lavoisier)

In einer chemischen Reaktion bleibt die Masse erhalten.

Gesetz der konstanten Proportionen (Proust)

Zwei Elemente verbinden sich zu einer Verbindung immer im gleichen Massenverhältnis.

Gesetz der multiplen Proportionen (Dalton)

Wenn ein Element mit einem anderen reagiert, um verschiedene Verbindungen zu bilden, stehen die Massen des anderen Elements in einem Verhältnis einfacher ganzer Zahlen.

Gesetz der kombinierten Volumina (Gay-Lussac)

Die Gasvolumina in einer chemischen Reaktion stehen in einem einfachen ganzzahligen Verhältnis zueinander.

Atom- und Molekültheorien

Daltons Atomtheorie

• Die Materie besteht aus kleinen, unteilbaren und unveränderlichen Atomen.
• Die Atome eines Elements sind alle gleich und unterscheiden sich von denen anderer Elemente durch Masse und Eigenschaften.
• Die Atome von Verbindungen entstehen durch die Verbindung von Atomen der Elemente in einem einfachen und konstanten Zahlenverhältnis und sind in Masse und Eigenschaften gleich.

Avogadros Molekültheorie

• Die kleinsten Teilchen, aus denen Gase bestehen, sind nicht Atome, sondern Moleküle, d. h. Gruppen von Atomen mit einer festen Zusammensetzung.
• In gleichen Volumina, gemessen unter gleichen Druck- und Temperaturbedingungen, enthalten alle Gase die gleiche Anzahl von Molekülen.

Moderne Konzepte

Elementarteilchen

Teilchen, die nicht in andere teilbar sind: Quarks und Leptonen.

Atome

Gruppierung von Protonen und Neutronen (die einen Kern bilden) und sich bewegenden Elektronen.

Gruppen von Atomen

Atome können in einzelnen Molekülen, großen Molekülen, Clustern oder Netzwerken organisiert sein.

Element (modernes Konzept)

Stoff, der aus einer einzigen Art von Atomen besteht.

Verbindung (modernes Konzept)

Stoff, der aus mehr als einer Art von Atomen besteht.

Chemische Zusammensetzung

Elementaranalyse

Die Zusammensetzung eines reinen chemischen Stoffes wird als Massenprozentsatz seiner Bestandteile angegeben.

Empirische Formel

Die empirische Formel gibt den Anteil der verschiedenen Elemente an.

Molekülformel

Die Molekülformel gibt die genaue Anzahl der Atome jedes Elements an, die im Molekül der Verbindung vorhanden sind.