Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Aufgaben für Chemie

Übersicht der chemischen Wertigkeiten

Alkalimetalle

• Li Lithium: Valenz 1
• Na Natrium: Valenz 1
• K Kalium: Wertigkeit 1 (Valenz 1)
• Rb Rubidium: 1
• Cs Cäsium: Wertigkeit 1
• Fr Francium (Frankreich): Valenz 1

Erdalkalimetalle

• Be Beryllium: Wertigkeit 2
• Mg Magnesium: Valenz 2
• Ca Calcium: 2
• Sr Strontium: Valenz 2
• Ba Barium: 2
• Ra Radium (Radio): Wertigkeit 2

Übergangsmetalle

• Ti Titan: 3 Wertigkeiten (4)
• Cr Chrom: Wertigkeit 2, 3, 6
• Mn Mangan: Wertigkeit 2, 3, 4, 6, 7
• Fe Eisen: Valenzen 2, 3
• Co Cobalt: Valenzen 2, 3
• Ni Nickel: 2, 3-wertig
• Cu Kupfer: 1, 2
• Zn Zink: Wertigkeit 2
• Pd Palladium: Wertigkeiten 2, 4
• Ag Silber: Valenz 1
• Cd Cadmium: 2
• Pt Platin: Wertigkeit 2, 4
• Au Gold: Wertigkeit 1, 3
• Hg Quecksilber: Valenzen 1, 2
• U Uran: 3, 4, 5, 6
• Pu Plutonium (Pn): Valenzen 3, 4, 5, 6

Borgruppe

Arten chemischer Bindungen

Intermolekulare Kräfte

F. INTRA: F. Orientierung / Dipol-Dipol

Permanent: Die Dipole sind ausgerichtet (Form q d + Pol-Pol) und ziehen das nächste Molekül an. Die Anziehungskraft nimmt mit der Entfernung zu. Relevant in Flüssigkeiten und Gasen.

Beispiele (schwache Anziehungskräfte): HCl, NH3, H2O, Ethanol

F. Dispersion (London)

Zwischen unpolaren Molekülen entstehen temporäre Dipole durch Elektronenbewegung. Die Stärke nimmt mit der Molekülmasse zu und ist in Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen relevant.

Beispiele: F2, Cl2, CF4, CCl4, CBr4, CI4

F. INTER: Wasserstoffbrücken

Wenn H kovalent an stark elektronegative Atome wie F, O, N gebunden ist, wirkt das H+ als positiver Pol und zieht benachbarte Moleküle an....

Van-der-Waals-Kräfte

Dies sind die Kräfte, die zwischen den Molekülen einer kovalenten Verbindung wirken. Diese Kräfte sind bei weitem schwächer als die chemischen Bindungen an sich. Sie bewirken die Anziehung zwischen verschiedenen Molekülen, und ihre Intensität hängt hauptsächlich von der Elektronegativitätsdifferenz zwischen den Atomen des Moleküls sowie der Größe der Atome ab. Je größer das Molekül, desto intensiver ist die Kraft zwischen den Molekülen.

Die intermolekularen Kräfte entstehen durch elektrostatische Anziehung zwischen permanenten Dipolen in heteronuklearen Molekülen oder induzierten Dipolen in homonuklearen Molekülen. Je intensiver die intermolekularen Kräfte sind, desto stärker beeinflussen sie den Aggregatzustand...

Hessscher Satz

Wenn eine Reaktion in mehreren Schritten – real oder theoretisch – durchgeführt werden kann, ist die Enthalpieänderung gleich der Summe der Enthalpien der Reaktionen dieser Zwischenschritte.

• Standard-Reaktionsenthalpie aus Standard-Bildungsenthalpien
• Standard-Reaktionsenthalpie aus Bindungsenthalpien
• Standard-Reaktionsentropie
• Freie Energie (Spontanität)

Theorien chemischer Reaktionen

• Theorie der Kollisionen: Damit eine chemische Reaktion stattfindet, müssen die Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) kollidieren. Für einen wirksamen Stoß müssen die Teilchen:
  • Über ausreichend kinetische Energie verfügen, um die Bindungen umzulagern und neue Stoffe zu bilden.
  • Mit der richtigen räumlichen Orientierung kollidieren.
• Theorie des

Stoffe und Mischungen

Stoffe bestehen aus identischen Teilchen (Atomen oder Molekülen). Man unterscheidet zwischen Elementen und Verbindungen, die sich nicht durch einfache Verfahren in andere Stoffe zerlegen lassen.

Mischungen bestehen aus zwei oder mehreren Stoffen. Man unterscheidet zwischen homogenen und heterogenen Mischungen. Diese lassen sich durch physikalische Verfahren wie Filtration, Dekantieren, Destillation oder Chromatographie trennen.

Mechanische Trennverfahren

Diese Methoden eignen sich besonders für heterogene Mischungen:

• Sedimentation: Wird im Bergbau genutzt, um Erz durch Schwerkraft zu trennen.
• Dekantieren: Trennung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte.
• Zentrifugation: Beschleunigte Trennung durch Dichteunterschiede mittels

Grundlagen der Thermodynamik

Die Thermodynamik untersucht die Transformationen zwischen Energie, Wärme und Arbeit. Ein zentraler Bereich ist die Thermochemie, die den Energieaustausch bei chemischen Reaktionen analysiert.

Thermodynamische Systeme

Ein thermodynamisches System ist der Teil des Universums, der betrachtet wird; die unmittelbare Umgebung wird als Umgebung bezeichnet. Systeme werden klassifiziert in:

• Offen: Austausch von Materie und Energie.
• Geschlossen: Austausch von Energie, aber keine Materie.
• Isoliert: Kein Austausch von Materie oder Energie.

Zustandsgrößen und Zustandsfunktionen

Zu den Zustandsgrößen gehören Druck, Volumen, Temperatur, Konzentration und Dichte. Zustandsfunktionen hängen nur vom Anfangs- und Endzustand des Systems...

Grundlagen der Stoffgemische

Stoffgemische werden in zwei Hauptkategorien unterteilt:

• Homogene Mischungen: Die Bestandteile sind so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht unterscheidbar sind (z. B. wässrige Lösungen).
• Heterogene Mischungen: Die Teilchen sind mit bloßem Auge oder optischen Instrumenten erkennbar. Eine Mischung besteht aus zwei oder mehr Komponenten mit nicht definierter Zusammensetzung.

Reine Substanzen und Eigenschaften

Eine reine Substanz ist Materie mit einer festen Zusammensetzung und spezifischen Eigenschaften.

• Dichte: Das Verhältnis der Masse einer Substanz zu ihrem Volumen.
• Schmelzpunkt: Die Temperatur, bei der ein Feststoff schmilzt.
• Siedepunkt: Die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit siedet. Bei reinen Substanzen bleibt

Radikalische Polymerisation

Bei der radikalischen Polymerisation wird die Doppelbindung einer Verbindung durch Erhitzen, Licht oder durch sogenannte Radikalbildner gespalten.

Es entsteht ein Monomer mit einer C-C-Einfachbindung; eines der Kohlenstoffatome wird radikalisch und kann nun mit einem anderen Monomer mit Doppelbindung reagieren.

1. Radikalbildung (Initiator-Zerfall / Peroxide)

Zunächst muss der Radikalbildner durch Erwärmen oder Lichtzufuhr homolytisch in zwei Radikale aufgespalten werden. Ein sehr geeigneter Initiator für die Herstellung von Polymeren ist das Dibenzoylperoxid, welches sich schon durch leichtes Erwärmen oder Lichtzufuhr in zwei Radikale spalten lässt.

R – R → R* + *R

2. Startreaktion (Kettenstart)

Das nun entstandene...

Unit 1: Konzepte und grundlegende Gesetze der Chemie

Reine Substanz

Eine reine Substanz ist eine Form der Materie, die eine konstante und definierte Zusammensetzung sowie spezifische Eigenschaften besitzt. Sie kann nicht in andere Stoffe getrennt werden, ohne ihre Eigenschaften zu verändern. Beispiele sind Gold und Wasser. Reine Substanzen können in Elemente und Verbindungen klassifiziert werden.

Element

Elemente sind einfache Reinstoffe, die durch chemische Prozesse nicht in einfachere Substanzen zerlegt werden können. Beispiele: Gold, Silber, Sauerstoff.

Verbindung

Verbindungen sind reine Stoffe, die durch chemische Prozesse in einfachere Substanzen (Elemente) zerlegt werden können. Zum Beispiel wird Wasser durch Elektrolyse in Sauerstoff und...