Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Aufgaben für Chemie

Freie Energie und Arten von Reaktionen

Wir können vier Arten von Reaktionen betrachten:

1. Exotherme Reaktionen

(ΔH < 0) mit zunehmender Entropie (ΔS > 0), zum Beispiel:

2H₂O₂ (l) → 2H₂O (l) + O₂ (g)

Die Terme ΔH und -TΔS sind beide negativ, so dass ΔG bei allen Temperaturen immer negativ ist. Daher sind diese Reaktionen immer spontan.

2. Endotherme Reaktionen

(ΔH > 0) mit zunehmender Entropie (ΔS > 0), zum Beispiel:

SO₃ (g) → SO₂ (g) + 1/2 O₂ (g)

Die Spontaneität dieser Reaktion wird durch den Entropieterm begünstigt (-TΔS < 0), aber durch den Enthalpieterm benachteiligt (ΔH > 0). Diese Reaktionen sind spontan bei Temperaturen, die hoch genug sind, so dass der negative Beitrag des Terms -TΔS den Beitrag...

Bioelemente

Chemische Elemente, die Biomoleküle bilden. Die meisten haben eine unvollständige äußere Elektronenhülle, eine niedrige Ordnungszahl und können leicht von lebenden Organismen aufgenommen werden.

Klassifikation von Bioelementen

• Primäre Bioelemente: Diese machen die Mehrheit (99 % der Gesamtmasse) der Lebewesen aus: C, H, O, N, P und S.
• Sekundäre Bioelemente: (Na, K, Ca, Mg und Cl) werden ebenfalls in allen Lebewesen gefunden, jedoch in geringerem Maße.
• Spurenelemente: Sie sind sehr selten und kommen in Anteilen von weniger als 0,1 % vor, sind aber ebenso wichtig. Einige, wie Fe, Cu, Zn, Mn, I (Jod), Ni und Co, sind in den meisten Organismen vorhanden; andere, wie Si, F, Cr, Li, B, Mo und Al, kommen nur in bestimmten Gruppen vor.

Temperaturmessung

Lernen Sie die verschiedenen Verfahren zur Bestimmung der Körpertemperatur kennen.

Thermometer

Ein Instrument oder Gerät zur Messung der Temperatur. Thermometer basieren auf der Veränderung der Abmessungen eines Körpers in Abhängigkeit von seiner Temperatur. Die Ausdehnung sollte so bemerkenswert sein, dass sie ein ausreichendes Mittel zur Temperaturmessung darstellt.

Substanz-Thermometer

Es ist möglich, den Temperaturanstieg zu messen, indem man die Volumenänderungen eines als Referenz dienenden Körpers beobachtet.

Ausdehnungsthermometer

Es ist unabhängig von der in einem Thermometer verwendeten Substanz, ob fest, flüssig oder gasförmig. Wie alle Messinstrumente sollte es entsprechend abgestuft sein.

Quecksilberthermometer

Es...

Daltons Atomtheorie: Grundlagen und Annahmen

Daltons Hypothese beruhte auf folgenden Prämissen:

Die Elemente sind aus Atomen aufgebaut, die unabhängige, materielle, unveränderliche und unteilbare Teilchen sind.
Die Atome desselben Elements sind in ihrer Masse und anderen Eigenschaften gleich.
Atome verschiedener Elemente haben unterschiedliche Massen und Eigenschaften.
Verbindungen entstehen durch die Verbindung von Atomen verschiedener Elemente in einem einfachen, ganzzahligen Verhältnis.

Aus der Atomtheorie von Dalton lassen sich folgende Definitionen ableiten:

• Ein Atom ist das kleinste Teilchen eines Elements, das dessen Eigenschaften beibehält.
• Ein Element ist ein Stoff, der aus gleichen Atomen besteht.
• Eine Verbindung ist eine Substanz,

Die anomale Ausdehnung von Wasser

Die Erfahrung lehrt uns, dass sich ein Körper bei Erwärmung ausdehnt und bei Abkühlung zusammenzieht. Bei Wasser ist das jedoch anders. Wenn Wasser gefriert, dehnt es sich aus. Das bedeutet, das Volumen nimmt zu; eine bestimmte Masse Eis hat ein größeres Volumen als die gleiche Masse flüssigen Wassers. Dieses Phänomen wird als anomale Ausdehnung des Wassers (Dichteanomalie) bezeichnet.

Die Dichte von Wasser ist temperaturabhängig. Die maximale Dichte (1 g/cm³) erreicht flüssiges Wasser bei 3,98 °C. Zwischen 0 °C und 4 °C zieht sich Wasser bei Erwärmung zusammen und erreicht sein minimales Volumen. Ab 4 °C dehnt sich Wasser bei zunehmender Temperatur aus, wie andere Flüssigkeiten auch.

Wasseraktivität

Grundlegende atomare Bestandteile

Elektron

Es hat eine Masse von 9,1 x 10^-28 g (0,00055 amu) und eine elektrische Ladung von -1,6 x 10^-19 Coulomb.

Proton

Es hat eine Masse von 1,67 x 10^-24 g (1,00732 amu) und eine elektrische Ladung von +1,6 x 10^-19 Coulomb.

Radioaktivität

Radioaktive Strahlung wird in drei Hauptarten unterteilt:

• Alpha-Strahlen (α): Bestehen aus positiv geladenen Teilchen (Heliumkernen), die sich mit einer Geschwindigkeit zwischen 16.000 und 32.000 km/s bewegen. Sie sind nicht sehr durchdringend.
• Beta-Strahlen (β): Bestehen aus Elektronen (negativ geladen), die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Sie sind durchdringender als Alpha-Strahlen.
• Gamma-Strahlen (γ): Sind keine Teilchen, sondern hochfrequente elektromagnetische Strahlung.

Ionische Bindung

Bei einer ionischen Bindung werden Elektronen vollständig von einem Atom auf ein anderes übertragen.

Eigenschaften von ionischen Verbindungen

• Sie sind bei Raumtemperatur fest.
• Sie leiten im festen Zustand keinen elektrischen Strom, jedoch im geschmolzenen oder gelösten Zustand.
• Sie haben hohe Schmelzpunkte.
• Sie sind hart, aber zerbrechlich.
• Sie bieten hohen Widerstand gegen Verformung.
• Sie sind sehr leicht löslich in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln.

Beispiele

NaCl, Li₂O (Hinweis: H₂O ist eine kovalente Verbindung).

Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung beschreibt die Vereinigung von Atomen durch das Teilen von einem oder mehreren Elektronenpaaren, wenn die Elektronegativitätsdifferenz für eine Ionenbindung nicht...

Molekularkräfte: Adhäsion und Kohäsion

Molekularkräfte sind Anziehungskräfte zwischen Molekülen. Sie werden in Adhäsion und Kohäsion unterteilt.

Adhäsion

Adhäsion ist die Anziehungskraft zwischen zwei Molekülen unterschiedlicher Art. Wenn man beispielsweise einen Glasstab in einen Behälter mit Wasser taucht und dann herauszieht, kann man feststellen, dass etwas Wasser daran haften bleibt. Dies zeigt, dass die Anziehungskräfte zwischen den Wassermolekülen und dem Glas größer sind als die, die sich zwischen den Wassermolekülen manifestieren.

Kohäsion

Kohäsion ist die Anziehungskraft zwischen Molekülen der gleichen Art. Wenn wir stattdessen denselben sauberen, trockenen Stab in einen Behälter mit Quecksilber einführen und dann...

Grundlagen der Atomstruktur und Bindung

Orbitale und Elektronenkonfiguration

Elektronenspin

Der Spin beschreibt die Bewegung der Elektronen um den Atomkern und um sich selbst. Es gibt zwei mögliche Spin-Richtungen: +1/2 und -1/2. Wenn zwei Elektronen in einem Orbital eine entgegengesetzte Spinrichtung haben, werden sie als Pfeile dargestellt (einer nach oben, einer nach unten).

Orbitale

Ein voll besetztes Orbital enthält zwei Elektronen. Ein einzelnes Elektron in einem Orbital wird als ungepaart bezeichnet. Orbitale werden oft als Kästchen (sogenannte Quantenkästchen) dargestellt, in denen die Elektronen eingezeichnet werden.

Elektronenkonfiguration

Die Elektronenkonfiguration eines Atoms beschreibt, wie die Elektronen im Atom angeordnet sind....