Fette und Öle
basieren auf Bildung von Trigylceriden
Bindungswinkel von sp-Hybridisierung
180°
Bindungswinkel sp2 Hybridisierung
120°
Bindungswinkel sp3 Hybridisierung
109,5°
Galactose + Glucose
Lactose
Glucose + Fructose
Sachharose
Glucose + Glucose
Maltose
Standardpotenzial von Wasser
= 0 eV
pkB < 4
sehr starke Basen
H^-
O2^-
NH2^-
OH^-
CO3^2-
pkB/pkS > 15,74
sehr schwache Base/Säure
pkB/pkS < -1,74
sher starke Base/Säure
Zähle die korresbondieren Basen der Säuren auf und benenne alle Säuren und Basen
Säure Base
HCl
HF
HBr
HCN
HNO3
HNO2
H2SO4
H2SO3
H2CO3
H3PO4
HCl (Salzsäure)
Cl- (chlorid)
HF (Flussäure)
F- (fluorid)
HBr (Bromwasserstoff)
Br- Bromid
HCN Blausäure
CN- Cyanid
HNO3 Salpetersäure
NO3- Nitrat
HNO2 salpetrige Säure
NO2- Nitrit
H2SO4 Schwefelsäure
SO4^2- Sulfat
H2SO3 Schwefelige Säure
SO3^2- Sulfit
H2CO3 Kohlensäure
CO3^2- Carbonat
H3PO4 Phosphorsäure
H2PO4^- Hydrogenphosphat
Wichtige Basen
NaOH
KOH
Mg(OH)2
Ca(OH)2
Al(OH)3
NH3
Natriumhydroxid (Natriumlauge)
Kaliumhydroxid (Kalilauge)
Magnesiumhydroxid
Calciumhydroxid
Aluminiumhydroxid
Ammoniak
Wichtige Säuren
H4SiO
Salzsäure
Salpetersäure
Schwefelsäure
Kohlensäure
salpetrige Säure
schwefelige Säure
Phosphorsäure
Flusssäure
Blausäure
Kieselsäure
Halbwertszeit Formel
T1/2=ln(2)/Zerfallskonstante
ln(2)=0,693
A + B -> C + D
Zugabe von A/B
Zunahme der Produkte
Zugabe von C/D
Zunahme von Edukte
Entzug von A/B
Zunahme der Edukte
Entzug von C/D
Temperaturerhöhung bei exothermen Reaktion
Temperaturerhöhung bei endothermen Reaktion
Temperaturerniedrigung bei exothermen Reaktion
Temperaturerniedrigung von endothermen Reaktionen
Erhöhung der Konzentration eines Edukts verlagert das GGW auf…
die Seite der Produkte
Verminderung der Konzentration eines Edukts verlagert das GGW auf…
die Seite der Edukte
Legierung
Mischung verschiedener Metalle
Anziehungskraft zwischen Ionenbindungen
elektrostatische Wechselwirkung
Anziehungskraft zwischen polaren Atombindungen
Dipol Dipol Kräfte und Van der Waals Kräfte
Anziehungskraft zwischen unpolaren Atombindungen
Van der Waals Kräfte
auch Londonkräfte genannt
durch Elektronenbewegungen kommt es zur Ladungsverschiebung der Elektronenhülle → temporäre Ausbildung von Dipolen ruft bei Nachbarmolekülen eine Polarisierung hervor → Wechselwirkung zwischen spontanen und induzierten Polen bezeichnet man als Van-der-Waals-Kräfte
Was sind zwischenmolekulare Kräfte?
entstehen durch elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Molekülen
Ursache der Aggregatzustände → je mehr Wechselwirkungen, desto höher die Schmelz-und Siedepunkte
beeinflussen die Oberflächenspannung
beeinflussen Kapillarität und Adhäsions- und Kohäsionskräfte
erklären Abweichungen vom idealen Gasgesetz
unpolare Atombindungen
Bindung zwischen zwei gleichen Atomen
EN=0
Anziehung von Elektronenpaare sind ausgeglichen
Wieso entsteht eine Atombindung?
Um Oktettregel zu erfüllen und dadurch energetisch stabil zu sein → Atome teilen sich ein oder mehrere Elektronenpaare
Stärke zwischenmolekulärer Kräfte
chemische Bindungen > WBB > Dipol-dipol-Wechselwirkung > Van-der-Waals-Kräfte
Kationen
positiv geladene Ionen -> Metallatome
Kovalente Bindung
auch Atombindung genannt
Nichtmetallatom + Nichtmetallatom
sorgt dafür, dass Atome in chemischen Verbindungen fest zusammengehalten werden → teilen eines oder mehrere Elektronenpaare
niedrige Schmelz-und Siedepunkte
polare Atombindung
Bindung zwischen zwei verschiedenen Atomen
EN ist größer als 0
geteilte Elektronenpaar wird von einem Atom stärker herangezogen
Eigenschaften von Metallbindungen
bei Raumtemperatur fest (Ausnahme; Hg Quecksilber)
thermische Leitfähigkeit
elektrische Leiter erster Klasse → Elektronen sind Ladungsträger
duktil: mechanisch verformbar
metallischer Glanz
Eigenschaften von Salzen
bei Raumtemperatur fest
hohe Schmelz- und Siedepunkte
feste Salze sind Isolatoren
im flüssigen Zustand sind sie gute elektrische Leiter zweiter Klasse → Ionen sind Ladungsträger
sind hart und spröde → nicht verformbar sonst splittern sie
Anionen
negativ geladene Ionen -> Nichtmetallatome
Ionenbindung
Metallatome + Nichtmetallatome
Metalle geben e- ab und werden zu Kationen
Nichtmetallatome nehmen e- an und werden zu Anionen
Kationen und Anionen ziehen sich gegenseitig an (elektrostatische Anziehung) und bilden Ionengitter
Stoffe mit Ionengitter heißen Salze
Metallbindung
Metall + Metall
Metallatome schieben die Elektronen in eine Elektronenwolke ab → verklebt entstandene Metallkationen zu einem Metallgitter → positiv geladene Atomrümpfe + delokalisierte Elektronen
positive Atomrümpfe werden durch Elektronengas zusammengehalten
Oktettregel
Alle Atome streben 8 Außenelektronen an
Ausnahme: H und He
THioether
analog zu Ether
-RSR1
Thiole
Schwefelverbindung analog zu Alkoholen
-SH
Nitroverbindung
Nitrogruppe -NO2
Vorsilbe: Nitro-
Reaktionen von Carbonsäuren
Kondensations-und Hydrolysereaktionen:
Carbonsäure + Alkohol →Kondensation→ Ester + H2O
Carbonsäure + Alkohol ← Hydrolyse ← Ester + H2O
-
Carbonsäure + Amin → Kondensation → Amid + H2O
Carbonsäure + Amin ← Hydrolyse ← Amid + H2O
Ether
organische Sauerstoffverbindung: R1-O-R2
am Sauerstoff gewinkelte Struktur
Endung: -ether
polare Verbindung, gut wasserlöslich
Carbonsäure
organische Sauerstoffverbindung
-COOH
bildet einwertige Säuren
durch delokalisierte Elektronen mesomeriestabilisiert
Endung -säure
Aromatisches Amin
Anilin
Amine
organische Basen
Endung: -amin
Vorsilbe: Amino-
Reste wie Seitenketten
Reaktionen von Aldehyde und Ketone
Halbacetatbildung: Aldehyd+Alkohol → Halbacetat
Halbketalbildung: Keton + Alkohol → Halbketal
Halbacetat + Alkohol → Acetalbildung
Halbmetall + Alkohol → Ketalbildung
RedOx von Aldehyde und Ketone
primärer Alkohol ← Red ← Aldehyd → Ox → Carbonsäure
Keton → Red → sekundärer Alkohol
Eigenschaften von Aldehyden und Ketone
gut wasserlöslich → kurzkettige
stechend, unangenehmen Geruch
aromatisches Aldehyd
wichtigste Benzaldehyd
gutriechend
sekundäre Alkohole
alpha C-Atom ist mit 2 C-Atomen verbunden
tertiäre Alkohole
alpha C-Atom ist mit 3 C-Atomen verbunden
Redox Alkohole
Oxidation: Abgabe von H2 oder Aufnahme von O
primärer Alkohol←Red,Ox→Aldehyd←Red,Ox→ Carbonsäure
sekundärer Alkohol ←Red,Ox→ Keton
tertiärer Alkohol nicht oxidierbar
Gewinnung von Alkoholen
Addition von H2O an Alkene
Methanol: Synthese aus CO und H2
Ethanol: alkoholische Gärung aus Kohlenhydraten
Aldehyde und Ketone
Oxidationsprodukte der Alkohole
organische Sauerstoffverbindungen
Carbonyl-Gruppe
haben starken Dipol
Aldehyde
Carbonyl-Gruppe endständig -CHO
Endung: -al
Ketone
Carbonyl-Gruppe innen -CO-
Endung: -on
Eigenschaften von Alkohole
dipol
H-Brücken → höhere Siedepunkt als Kw
auch Methanol bei RT flüssig ab 12 C fest
gegenüber starken Säuren/Basen amphoter
bilden keine OH- Ionen
Säurestärke ca wie Wasser → sehr, sehr schwache Säuren
korrespondierende Basen: Alkoholate
Eigenschaften von Phenole
stärkere Säuren
Säurestärke ca. 10.000 mal größer als bei Alkoholen → Grund: aromatische Struktur
Alkohole
funktionelle Gruppe: OH; Hydroxyl-Gruppe
Endsilbe: -ol
Vorsilbe: Hydroxy-
allgemeine Strukturformel: R-OH
allgemeine Summenformel: CnH2n+1OH
mehrwertiger Alkohol
wenn mehr als eine -OH Gruppe
z.B. Glycol (Ethan-1,2-diol) und Glycerin (Propan-1,2,3-triol)
Phenole
H-Atom von Benzin mit -OH substituiert
sind keine Alkohole (auch nicht aromatische)
haben wegen aromatischer Struktur andere Eigenschaften → Gemeinsamkeit: funktionelle Gruppe
primäre Alkohole
alpha C-Atom ist mit einem C-Atom verbunden
optische Isomerie
auch Enantiomere
sind Stereoisomere, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten
geometrische Isomerie
Stereoisomere, die sich nicht wie Bild und Spiegelbild verhalten
auch Diastereomere genannt
Z (cis) → Seitenketten zeigen in eine Richtung
E (trans) → Seitenketten zeigen in verschiedene Richtungen
Konfigurationsisomerie
chirale (asymmetrische) C-Atom = Kohlenstoff an dem 4 unterschiedliche Reste hängen → sind mit einem Stern (*) markiert
unterteilt in geometrische Isometrie und optische Isometrie
Einteilung Kohlenwasserstoffe
Aromaten
Aliphathen: kettenförmig z.B. Alkane, Alkine, Alkene
Alicyclen: ringförmig, aber keine Aromaten
halogenierte KW: entstehen durch Substitution
Reaktionen der Aromaten
Substitution
Aromat, wenn
geschlossener Ring
jedes Atom sp² hybridisiert
Hückel-Regel gilt
Hückel-Regel
(4n+2) pi-elektronen
n…0,1 und 2
Aromatische Kohlenwasserstoffe
ringförmig
ausschließlich konjugierte Doppelbindung
z.B. Benzen:
jedes C-Atom sp²-hybridisiert
bildet ringförmiges pi system
formal: konjugiert; tatsächlich: alle C-C Bindungen gleichwertig
Reaktionen von Alkine
Addition an Dreifachbindungen
Allgemeine Summenformel von Alkine
CnH2n-2
Alkine
mind eine C=-C Dreifachbindung
ungesättigt
sp-hybridisiert
sigma und 2pi Bindung
theoretisch nicht drehbar
Endung -in
isolierte Doppelbindungen
Doppelbindungen sind durch mindestens zwei Einfachbindungen getrennt
sind reaktiv
konjugierte Doppelbindungen
zwischen den beiden Doppelbindungen befindet sich genau eine Einfachbindung
weniger reaktiv und stabiler
kumulierte Doppelbindung
zwei Doppelbindungen folgen hintereinander
Molekül gestreckt und reaktiver, weniger stabil
Reaktionen der Alkene
Doppelbindung sehr reaktiv
Stereoisomerie
Stereoisomere unterscheiden sich nur in der räumlichen Anordnung einzelner Reste (Substituenten)
unterteilt in Konformationsisomerie und Konfigurationsisomerie
Strukturisomerie
unterscheiden sich voneinander in der Verknüpfung der einzelnen Atome
Summenformel von Cycloalkane
allgemein: CnH2n
Nomenklaturregeln
längste unverzweigte Kohlenstoffkette finden
Seitenkette
Position der Seitenkette an der Hauptkette
allgemeine Summenformel von Alkene
Stellungsisomerie
Sonderform der Strukturisomere
unterschiedliche Position der Seitenketten oder Mehrfachbindungen
Summenformel von Alkane
allgemein CnH2n+2
Reaktionen der Alkane
reaktionsträge
radikalische Substitution → ein Wasserstoffatom des Alkans wird durch ein anderes Element(meist Halogene) ersetzt
Alkene
mind. eine C=C Doppelbindung
keine vollstände Hybridisierung → sp²-hybridisiert
nicht drehbar
pi und sigma Bindung
Endung -en
Isomerie
gleiche Summenformel andere Struktur
je mehr C, desto mehr Isomere
Alkane
Verbindungen, die ausschließlich aus C und H bestehen
gesättigt (nur C-C Einfachbindungen)
drehbar
sp³-Hybridisierung
sigma-Bindung
Katode
Elektrode an der es zur Reduktion kommt
pH Wert zwischen 0 und 2
Lösung ist stark sauer
Anode
Elektrode an der es zu einer Oxidation kommt
pH=7
Lösung ist neutral
pH Wert zwischen 7 und 14
Lösung ist basisch
pH Wert zwischen 12 und 14
Lösung ist stark basisch
pH Wert zwischen 0 und 7
Lösung ist sauer
unedle Metalle
können mit HCL oxidiert werden
sehr gute Reduktionsmittel
edle Metalle
können nicht mit HCl oxidiert werden
sehr gute Oxidationsmittel
Daniell-Element
Kupfer und Zink in Sulfatlösung
Zn-Elektrode: Oxidation: Zn Atom geht als Ion in Lösung, Elektrode ist negativ geladen, lässt e- zurück
unedle Metall will Ionen bilden → Atome d. Elektrode drängen als Ionen in Lösung
edle Metall will Atome bilden → Cu²+ wandern an Cu-Stab, nehmen 2e- auf → positiv geladen
Ladungsausgleich über Draht → Ladungsausgleich in Lösung über Sulfat → Strom fließt
Spannungsreihe sagt ob edel oder unedel
Reduktionsmittel
Substanz, die andere Substanzen reduzieren kann und dabei selbst oxidiert wird.-> Elektronendonator
Oxidationszahl von Reinelementen
Oz=0
z.B. H2
Oxidationszahl von H
in Verbindung mit Nichtmetall: +1
in Verbindung mit Metall: -1
Oxidationszahl von O
in Verbindung -2
bei Peroxide -1
Summe aller Oxidationszahlen entspricht…
der Ladung der Verbindung
Oxidation
Erhöhung der Oz
e- werden abgegeben
Reduktion
Erniedrigung der Oz
e- werden aufgenommen
Oxidationsmittel
Substanz, die andere Substanzen oxidiert und dabei selbst reduziert wird → Elektronenakzeptor
Protonendonator
sind Säuren -> geben Protonen ab
Ha + H2O → A^- + H3O^+
Protonenakzeptoren
sind Basen -> nehmen Protonen auf
A- + H2O → OH- + HA
Stärke
umsoweiter rechts GGW- umso stärker
Ka=(A)x(H3O+)/(HA) Ka»1…starke Säure
Kb= (HA)x(OH-)/(A-) Kb»1…starke Base
ph-Wert
wie sauer bzw. basisch ein Element ist
hängt von Konzentration der H+/OH- Ionen ab
pH=-log(H+)
pOH=-log(OH-)
pH+pOH=10^-14
z.B. (H+)=10^-1 dann muss (OH-)=10^-13 sein
Neutralisationsreaktionen
Säure + Base -> Salz + Wasser
oft heftig
Ampholyte
können als Säure und Base reagieren
H2O, H3O^+, OH^-
Enstehung von Base
Metalloxid + H2O
Pufferlösungen
schwache Säure + starke Base oder umgekehrt
hält pH in bestimmten Bereich konstant (über Neutralisation)
Bsp.. CH3COOH / CH3COONa → 4-5 sauer
NH4Cl / NH3 → 9 basisch
Carbonat/Phosphat → 7,4 neutral
ideales Gasgleichung
pxV=nxRxT
p…Pascal
V…m³
n…mol
T…Kelvin
R…Gaskonst.=8,314 J/molxK
Gay Lussac Gesetz
isobare Zustandsänderung → p konst.
Temperatur und Volumen direkt proportional V~T
V1/T1=konst
V1/T1 = V2/T2
Boyle Mariotte Gesetz
isotherme Zustandsänderung → konst. Temp.
Druck und Volumen indirekt proportional
pxV=konst.
p1V1=p2V2
Amonton Gesetz
isochore Zustandsänderung → V konst.
Temperatur und Druck direkt proportional
p1/T1 = konst.
p1/T1 = p2/T2
reales Gas
Berechnung von p, T, V umständlich → ideales Gas
ideales Gas
da existieren keine Wechselwirkungen zwischen einzelnen Gasteilchen
einzelne Teilchen haben kein Volumen
Druckerhöhung bei Reaktionen
GGW nach rechts
kc<1
A+B → C+D
Gleichgewicht links
Zusammenhang G und kc
G<0… GGW rechts → kc>1
G>0…GGW links → kc<1
G=0… im Gleichgewicht
Prinzip vom kleinsten Zwang
Wirkt auf eine Reaktion, die sich im GGW befindet, ein äußerer Zwang, so verschiebt sich das GGW so, dass es dem Zwang entgegenwirkt
Massenwirkungsgesetz
A + B → C + D
kc= (C)x(D)/(A)x(B)
kc…Massenwirkungskonstante
kc>1
Gleichgewicht rechts
Hinreaktion
v1=k1(A)x(B)
Rückreaktion
v2=k2(C)x(D)
Reaktionsgeschwindigkeit
A+B -> C+D
=Änderung der Konzentration pro Zeiteinheit
ist die Knallgasreaktion endotherm oder exotherm?
exotherm → H=-570kJ pro mol
damit die Reaktion stattfinden kann, braucht sie eine Aktivierungsenergie
Katalysatoren
beschleunigen Reaktionen, indem sie die Aktivierungsenergie herabsetzen → beeinflussen Lage des chemischen Gleichgewichts nicht
werden nicht verbraucht
ermöglicht Reaktion bei milderen Temperaturen
beschleunigt die Hin- und Rückreaktion
hat eine Auswirkung auf die Reaktionsgeschwindigkeit
Reaktionsentropie
S = Unordnung eines Systems
S>0 → Unordnung
S<0 → Ordnung
freie Reaktionsenthalpie
G = Maß für die Freiwilligkeit einer chemischen Reaktion
G>0 = endergon → unfreiwillige Reaktion
G<0 = exergon → freiwillige Reaktion
innere Energie
jeder Stoff hat eine innere Energie U
→Reaktionsenthalpie messbar
→ Differenz bei Änderung messbar
→ Reaktionsenthalpie H
endotherm
Innere Energie der Edukte ist kleiner als die der Produkte
H>0 → Energie wird aufgenommen
exotherm
Innere Energie der Edukte ist größer als die der Produkte
H<0 → Energie wird abgegeben
Wieiviel Teilchen sind 1mol?
6,022x10^23 Teilchen -> Avogadro Konstante
Massenerhaltungsgesetz
Materie kann durch chemische Reaktion weder erzeugt noch vernichtet werden
m= C+D/A+B
Edukte
auf der linken Seite stehen die Ausgangsstoffe
Produkte
auf der rechten Seite stehen die Endstoffe
ungesättigte Lösung
Lösungsmittel kann noch zu lösenden Stoff aufnehmen
Molare Masse M
stellt die Beziehung zwischen der Masse und der Stoffmenge einer Substanz dar
m=nxM
m…Masse g
n… Stoffmenge mol
M…Molmasse g pro mol
Verdünnungsregel
c1xV1=c2xV2
vor Verdünnung: kleineres Volumen V1, höhere Konzentration c1
nach der Verdünnung: größeres Volumen V2, niedrigere Konzentration c2
Konzentration
Polarität → mol/L
c=n/V
c…Konzentration mol pro L
n…Stoffmenge mol
V…Volumen L
Massenkonzentration
gibt an wie viel Masse des gelösten reinen Stoffes in einem Liter Lösung enthalten sind
gesättigte Lösung
Konzentration des gelösten Stoffes bleibt konstant
Was ist die Ionisierungsenergie?
Energie, die zum Abtrennen eines Elektrons vom Atom benötigt wird
bei Metallen lassen sich Elektronen relativ leicht wegreißen
höchste Ionisierungsenergien finden sich rechts oben im PSE
Was ist die Elektronenaffinität?
Energie, die man benötigt oder erhält, wenn einem Atom ein Elektron hinzugefügt wird
höchste Elektronenaffinität hat Fluor
Was ist die Elektronegativität?
Bestreben der Atome Elektronen in einer Bindung an sich zu ziehen
EN von O
3,5
EN von Na
0,9
EN von Cl
3,0
EN von F
4,0
Erdalkalimetalle
Elemente der 2. HG
sehr reaktiv
Borgruppe
Elemente der 3. HG
Bor ist das einzige Nichtmetall der Gruppe
Aluminium ist ein wichtiges Leichtmetall
Kohlenstoffgruppe
Elemente der 4. HG
Kohlenstoff sehr wichtig
Silicium wichtig für Technik
Stickstoffgruppe
Elemente der 5. HG
Stickstoff macht 78,1% der Luft aus und ist überlebensnotwendig
Phosphor auch
Chalkogene
Elemente der 6.HG
Sauerstoff häufigstes Element auf der Erde
Schwefel hat unterschiedliche Eigenschaften
Edelgase
Elemente der 8.HG
reaktionsträge → fast keine Reaktionen möglich
He ist nach H das zweithäufigste Element im Weltall
Halogene
Elemente der 7.HG
kommen immer als 2-atomige Moleküle vor
sehr reaktionsfreudig
werden oft als Säuren verwendet → HF, Hal, HBr
Elemente der 7. HG
F, Cl, Br, I, At
Fühlt Clara Brüche im Ast
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Herr Neil Armstrong krault Xenias Rücken
Alkalimetalle
Elemente der 1.HG
extrem reaktiv
Be, Mg, Ca, Sr, Ba
Beate mag Caspars schrulligen Bart
Elemente der 3.HG
B, Al, Ga, In, Tl
Boah Alina gafft ins Tal
Elemente der 4.HG
C, Si, Ge, Sn, Pb
Cool Sina gießt schnell Blei
Elemente der 6. HG
O, S, Se, Te, Po
Oh sieh Selenas Teller poltert
Elemente der 5.HG
N, P, As, Sb, Bi
Niemandem passt also Sebastians Bild
Wie sind die Elemente im Periodensystem geordnet?
nach Protonenzahl = Ordnungszahl
Gruppen im PSE
senkrecht
haben gleich viele Außenelektronen
haben ähnliche chemische Eigenschaften
Elemente der 1. HG
Li, Na, K, Rb, Cs
Lisa nacht Karins Ribisel, classic
Perioden im PSE
waagrecht
Elemente innerhalb einer Periode besitzen dieselbe Außenschale
Wieviele Elektronen passen in eine Schale?
2n2
Schale: 2e
8e
18e
32e
50e
72e
98e
Hauptgruppen
befüllen die äußerste Schale mit Elektronen
s-Block (1.&2.) und p-Block (13.18)
Nebengruppen
und 12. befallen die vorletzte Schale mit Elektronen d-Block
Lanthanide und Actinide
befüllen die vorvorletzte Schale mit Elektronen
f-Block
Elektronenaffinität im PSE
nimmt von links nach rechts zu und von oben nach unten ab
Atommodell nach Bohr
Elektronen befinden sich auf kugelförmigen Schalen um den Kern herum
Schale: K-Schale
Schale: L-Schale….
Je weiter außen eine Schale ist, desto mehr Elektronen passen hinein
Orbital
=Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons
Elektronenkonfiguration
gibt die Verteilung der Elektronen in den Atomorbitalen an
Atomradius im PSE
nimmt von rechts nach links zu und von oben nach unten zu
Ionisierungsenergie im PSE
nimmt von rechts nach links ab und von oben nach unten ab
Elektronegativität im PSE
Metallcharakter im PSE
Atomare Masseneinheit u
1u= 1/12×12;6C = 1,67×10^-27 kg
Gasgemisch
Gemisch mehrerer Gase
Gemisch unterschiedlicher Metalle
Lösung
Festkörper, Flüssigkeit, Gas in einer Flüssigkeit gelöst
Gemenge
Gemisch mehrerer nicht mischbarer Festkörper
chemische Verbindungen
mit chemischen Methoden/Reaktionen zerlegbar
=fester Zusammenschluss von mindestens 2 Elementen
Reinstoffe
Substanzen, die nicht mit physikalischen Methoden auftrennbar sind
Schaum
gasförmige Bläschen in einer Flüssigkeit
Hartschaum
gasförmige Bläschen in einem Festkörper
Rauch
=aerosol
feste Teilchen im Gas
Nebel
flüssige Teilchen im Gas
Suspension
feste Teilchen in einer Flüssigkeit
Emulsion
Gemisch mehrerer nicht mischbarer Flüssigkeiten
Sieden
flüssig -> gasförmig
Kondensieren
gasförmig -> flüssig
Sublimieren
fest → gasförmig
Resublimieren
gasförmig → fest
Schmelzen
fest → flüssig
Erstarren
flüssig → fest
β⁻-Zerfall
Teilchenstrahlung
überschüssige Neutronen → Protonen
Reichweite: m (Luft) - cm (Materie)
abschirmbar durch einem Aluminiumblech
weniger wirksam
β⁺-Zerfall
kommt seltener vor
überschüssige Protonen → Neutronen
γ-Zerfall
Begleitstrahlung von α-Zerfall und β-Zerfall
=hochenergetische, elektromagnetische Welle
Reichweite: dm (Blei) - m (Beton)
abschirmbar durch Bleiplatten
sehr gefährlich wegen Reichweite, Wirksamkeit ist gering
Heisenberg’sche Unschärferelation
Es ist unmöglich, den Ort und den Impuls eines Objektes gleichzeitig exakt zu messen
Halbwertszeit
gibt an, wie lange es dauert bis die Hälfte eines Stoffes zerfallen ist
typisch für jedes radioaktive Nuklid
Faustregel: radioaktiver Stoff ist nach ca. 10 Halbwertszeiten als vollständig zerfallen
Rutherford’scher Streuversuch
Er beschoss eine dünne Folie aus Gold mit alpha-Teilchen:
fast alle alpha-Teilchen durchdrangen die Folie ohne abgelenkt zu werden → Zwischenräume
ein Teil wurde abgelenkt → Hindernisse
Ergebnisse vom Rutherford’schen Streuversuch
feste Hindernisse = Atomkerne
Atomkern ist positiv geladen und enthält Protonen und Neutronen → tragen die ganze Atommasse
Umgebung der Atomkerne sind die Atomhüllen → negativ geladene Elektronen
im elektrisch ungeladenen Atom sind gleich viele Protonen und Elektronen
MzOzX
Mz… Massenzahl → Summe der Protonen und Neutronen im Kern
Oz… Ordnungszahl/Kernladungszahl → Anzahl der Protonen im Kern
Gleich geladene Teilchen stoßen sich ab, warum stoßen sich Protonen nicht ab?
Wegen Kernbindungskraft
Zerfallsarten
α-Zerfall
schwere Kerne → -42He-Kern → Restkern
Reichweite: cm (Luft) - mm (Materie) → gering
abschirmbar durch Papier, Hornhaut
hohe Zerstöruzngskraft beim Verschlucken
Wie lassen sich Stoffe trennen?
Filtration, Destillation, Extraktion
s-Orbital
kugelförmig
2 Elektronen
d-Orbital
gekreuzte Doppelhantel
10 Elektronen
f-Orbital
rosettenförmig
14 Elektronen
Hauptquantenzahl n
auf welcher Schale sich ein Elektron befindet → gibt ungefähre Energie der Elektronen an
n=1,2,….
Nebenquantenzahl
auf welchem Orbital sich ein Elektron befindet
Wert ist abhängig von n: l=0,1,…(n-1)
l=0
l=1
p-Orbital
l=2
l=3
Magnetquantenzahl m
räumliche Orientierung energetisch gleichwertiger Orbitale
hängt von l ab → m=-l,….,-1,0,1,…l
Spinquantenzahl s
Rotationsrichtung des Elektrons im oder gegen den Uhrzeigersinn s=± ½
Aufbauprinzip
Orbitale werden in energetischer Reihenfolge besetzt, beginnend mit kernnächsten, stabilsten Orbitalen
Hund’sche Regel
energetisch gleiche Orbitale werden zuerst einzeln und dann doppelt befüllt
Pauli Prinzip
Innerhalb einer Atomhülle müssen sich die Elektronen in mindestens einer Quantenzahl unterscheiden
Carbonsäure + Fettsäure=
Fett oder Öl
Fettsäuren
mittel bis langkettige, meist unverzweigte organische Säuren
wichtigsten sind zwischen 12 und 20 C-Atome
gesättigte Fettsäuren
nur C-C Einfachbindung
Bsp. Buttersäure
ungesättigte Fettsäuren
Z-konfiguriert = natürlich
E-konfiguriert =chemisch bearbeitet
Wie sind die Verbindungen, wenn Triglycerid gesättigt oder ungesättigte FS aufweist?
gesättigt: Verbindung fest = Fett
ungesättigt: Verbindung flüssig = Öl
Kohlenhydrate
Alltag: Zucker
mehrwehrtige Alkohole mit Aldehyd- oder Keto-Gruppe
wichtigste 5-6 C-Atome
Bsp. Ribose, Glucose, Galactose, Fructose
Aminosäuren
=Carbonsäuren mit Aminogruppe
Peptide
mehrere AS durch H2O Abspaltungen bilden Amid
bis zu 100AS
Disachharide
zwei Monosachharide können unter H2O Abspaltung zu Disachharide verknüpft werden
Bsp. Maltose, Lactose, Sachharose
Polysachharide
mehr als zwei Ringe
Bsp. Zellulose, Pektin, Chitin, Stärke, Glycogen
Ladung vom Proton
Ladung: +1e → positiv
Masse von einem Proton
Masse: 1,672×10´^-27 → 1,007u
Ladung von einem Elektron
Ladung: -1e -> negativ
Masse von einem Elektron
Masse: 9,109×10^-31 →0,0005u
Ladung von einem Neutron
0e -> neutral
Masse von einem Neutron
Masse: 1,674×10^-27 → 1,008u
Isotop
Nuklide mit gleicher Protonenzahl und unterschiedlicher Neutronenzahl
Isobare
Nuklide mit gleicher Massenzahl → verschiedene Elemente + Ordnungszahl und Neutronenzahl
z.B. N^17 und O^17
Isotone
Nuklide mit gleicher Neutronenzahl, aber unterschiedlicher Protonenzahl
Spiegelkerne
Paare von Atomkernen mit vertauschter Protonen- und Neutronenzahl
z.B. 22,10 Ne und 22,12 Mg
Neutronen …. Protonen …. Elektronen
Neutronen > Protonen > Elektronen
Aufbau Atome
im Kern: protonen und neutronen
hülle: elektronen
Was ist ein Atom?
kleinste Einheit der Materie
hantelförmig
6 Elektronen
Elektronenpaarakzeptor
Säure
Elektronenpaardonator
Base
Schwache Carbonsäure
Essigsäure
Kleinste aromatische Carbonsäure
Benzoesäure
Salze von Carbonsäure
Analog zu anorganischen
2wertige Säuren haben 2 Säuregruppen
Hydroxycarbonsäure: Säure- und Hydroxyl-Gruppe
edle Metalle Elemente
Kupfer, Silber, Gold, Quecksilber
Cu, Ag, Au, Hg
unedle Metalle Elemente
Eisen, Aluminium, Zink
Halbmetalle
Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Selen, Antimon, Tellur, Astat
Nichtmetalle
1.HG: Wasserstoff
4.HG: Cool
5.HG: Niemanden passt
6.HG: Oh sieh
7.HG: Fühlt Clara Brüche im
8.HG: Herr Neil Armstrong krault Xenias Rücken
Welche Struktur ist nicht typisch für Moleküle mit mesomeren Grenzstrukturen?
Ethergruppen
Eine Dreifachbindung besteht aus...
einer σ - und zwei π - Bindungen
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