Woarus besteht jedes Atom?
positiv geladener Atomkern
Hülle aus negativ geladenen Elektronen
Woraus besteht der Atomkern?
positiv geladene Protonen
elektisch geladene Neutronen
Was besagt die Ordnungszahl eines Atoms?
Anzahl der Protonen
Wie wird ein Atom zu einem Ion?
Wenn das Atom ein Elektron abgibt (positiv geladenes Kation), oder ein freies Elektron aufnimmt (negativ geladenes Anion)
Wie können Elektronen in höhere Orbitale wechseln oder den Einflussbereich eines Atoms verlassen?
Zuführung von Energie, z.B. thermisch durch erwärmen
Was passiert, wenn ein elektron auf ein niedriger gelegenes Orbital zurückkehrt?
Energie wird als elektromagnetische Welle freigesetzt.
Welche drei Primärbindungen gibt es zwischen Atomen oder Molekülen?
Ionenbindung
Atombindung
Metallbindung
Einfluss der Temperatur auf die Bindungen
Höhere Temperaturen schwächen die Bindungen. Sobald die thermische Bewegungsenergie größer als die Bindungsenergie wird, bricht die Bindung auf.
Beschreibung der Ionenbindung inkl. Beispiel
Metalle geben Elektronen an Nichtmetall-Atome ab, denen wenige Elektronen zu einer vollen Schale fehlen.
Es entstehen zwei geladene Ionen (Atomrümpfe) mit energetisch günstiger Elektronenkonfiguraton
vor allem bei Salzkristallen
Beispiel: NaCl
Warum werden Ionenkristalle normalerweise nicht als Werkstoffe eingesetzt?
Ionenkristalle sind wasserlöslich.
Beschreibung der Atombindung / kovalenten Bindung inkl. Beispiel
Elektronen aus benachbarten Atomen bilden ein gemeinsames, doppelt besetztes Orbital
Atome bleiben elektrisch neutral, keines gewinnt oder verliert Elektronen
bei allen Elementen außer Edelgasen möglich, Metalle nur mit Nichtmetallen
Beispiel: Benzol C6H6
Beschreibung der Metallbindung
Metalle haben in der äußeren Schale wenig Elektronen, die nur schwach gebunden sind
die äußeren Elektronen werden vom Atomrumpf abgeschirmt und können sich als Elektronengas zwischen den Atomrüpfen frei bewegen
Atomrümpfe bilden das Kristallgitter
Einflüsse des Elektronengases und der Metallbindung auf die Werkstoffeigenschaften von Metallen
Elektronen können sich über den ganzen Kristall frei bewegen —> gute elektrische Leitfähigkeit
metallische Bindung schwächer als kovalente Bindung oder Ionenbindung —> Atome leicht zu verschieben, Metalle daher duktil
Wodurch entstehen die elektrostatischen Kräfte, die Sekundärbindungen (vdw-Kräfte) bewirken?
Ungleichmäßige Landungsverteilung
Was versteht man unter der Fernordnung? Wo kommt diese vor?
Bei der Fernordnung sind die Teilchen über makroskopische Entfernungen (cm-Bereich) regelmäßig angeordnet
Fernordnungen gibt es in Feststoffen, die nicht amorph sind.
Gegenteil von amorph
Kristallin
Struktur und Besonderheiten von amorphen Materialien
keine Fernordnung wegen unterschiedlicher Abstände zwischen den Atomen bzw. Molekülen
Nahordnung zwischen den Molekülen durch die Sekundärbindungen
Keinen Schmelzpunkt aufgrund unterschiedlicher Stärke der Sekundärbindungen, stattdessen Erweichungsbereich
Amorpher Zustand nur metastabil, wird stärker kristallin durch äußere Einflüsse
Immer transparent wegen fehlender Gitterstruktur, die das Licht brechen würde
Welche Bindungsarten gibt es in Metallen?
Welche Bindungen gibt es in Keramiken und Gläsern?
kovalente Bindungen
heteropolare Bindungen
Welche Bindungen gibt es in Polymeren?
Van-der-Waals-Kräfte
Welche Bindungsarten gibt es in Halbleitern?
Beschreibung des Orbitalmodells
Dreidimensionale Darstellung des Bewegungsraums der Elektronen um den Atomkern
Nach der Schrödinger-Gleichung Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen in den Orbitalen von 90 % —> exakte Feststellung nicht möglich
in jedem Orbital maximal 2 Elektronen, Besetzung erfolgz nach der Reihenfolge des Energieniveaus
Was passiert bei der Hybridisierung von Orbitalen? Welche Folgen hat die Hybridisierung?
verschiedene Orbitale verschmelzen miteinander
die Gesamtenergie eines Moleküls wird reduziert
Bindungen werden dadurch stabiler
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