Skr Allgemeine Und Anorganische Chemie1

Allgemeine und anorganischeChemie

Definition

Chemie [çe...; arab.], die Lehre von den Stoffen, von ihrem Aufbau, ihren Eigenschaftenund ihren Veränderungen. Sie befasst sich mit den chem. Elementen in freiem oder in gebundenemZustand, den Reaktionen, Umwandlungen und Wechselwirkungen der chem. Elemente und ihrer Verbindungensowie mit der Bestimmung, Steuerung und Voraussage, Deutung, Auswertung und Anwendung und denMechanismen der Reaktionen. Abstrakter formuliert ist die C. die Natur-Wiss., die sich mit den Ursachen undWirkungen von Elektronenabgabe, -aufnahme und -verteilung zw. Atomen und Molekülen befasst.

Die _______________________ beschäftigt sich mit denjenigen Elementen,Legierungen und Verbindungen, die _______________________ enthalten(Ausnahme: Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Schwefelkohlenstoff sowiedie von ihnen abgeleiteten Verbindungen). Die organische Chemie umfasst die Verbindungendes Kohlenstoffs. Ein Bindeglied beider Bereiche stellt das Gebiet der metallorganischen Verbindungen dar. Dieorgan. Verbindungen sind wesentlich zahlreicher als die anorgan. Verbindungen (etwa 4–6 Mio. organ.Verbindungen gegenüber 40 000–120 000 anorgan. Verbindungen). Die organ. C. wird allg. in die Teilbereicheder C. der acycl. sowie der C. der cycl. Verbindungen unterteilt, daneben weiter in zahlr. Fachgebiete wie z. B.Farbstoffchemie, Polymerchemie. Die gegenseitige Durchdringung von organ. C. und Physiologie hatte dieBegründung der Biochemie als eigenständige Wiss. zur Folge. Die Naturstoffchemie jedoch blieb weiterhin eingemeinsames Grenzgebiet beider Disziplinen. – Alle anderen Zweige der reinen Chemie sind von der Methode herbegründet und befassen sich sowohl mit anorgan. als auch mit organ. Stoffen. Zu diesen Zweigen zählen u. a. dieanalyt. C., die präparative C., die physikal. C. sowie die theoret. Chemie.Die angewandte Chemie umfasst typisch anwendungsbezogene Gebiete der Chemie wie Agrikulturchemie,Lebensmittelchemie, pharmazeutische Chemie, technische Chemie, Umweltchemie.(c) Meyers Lexikonverlag.

Geschichte

als Wissenschaft erst ca. 200 Jahre altseit 19. und 20. Jhd.: rasante Entwicklung!(Medikamente, Kunststoffe,...)

davor:

- Gerbereien, Glas, Keramiken, Metallgewinnung,...basieren auf Erfahrungen vieler Generationen

- Alchimisten des Mittelalters arbeiten mittelsProbieren und machen Zufallsentdeckungen

Physik - Chemie

physikalische Vorgänge: Körper ändernäußere Form – aber Substanz bleibt gleich(Brechen von Holz, Schmelzen von Eis,...)

Chemische Vorgang bzw. Reaktion:ergeben _________________________________ (Verbrennung)

chem. Reaktionen - Energie

chem. Reaktionen sind immer mit____________________________verbunden!

__________: Reaktionen, die _________________(Verbrennungen)

__________: Reaktionen, die _________________(Photosynthese)

Gemenge bzw. Gemische

Die meisten Stoffe, die in derNatur vorkommen, sind ___________-> Ausgangsstoffe unverändert enthalten-> Trennung durch physik. Vorgänge

Granit und seine Komponenten: Quarz, Feldspat und Glimmer

__________: uneinheitliches Aussehen (Holz, Granit)

_______________: einheitlich (Luft, Kochsalzlösung)

Reine Stoffe

absolute R. ist nicht möglichtechn. rein: ca.95%chemisch rein > 99,5%

Bsp. für extreme R.: Si für el. Bauteile:

unter 109 Atomen 1 Fremdatom

Übersicht

Hauptaufgaben der Chemie

___________________in reine Ausgangsstoffe für chem. Reaktionen___________________Auftrennung von Stoffgemischen in ihreEinzelkomponenten und deren anschließendeIdentifizierung____________________Herstellung von Verbindungen aus Elementen

Trennung eines Gemenges

untersch. Löslichkeit -> Herauslösen von Stoffen ausGemenge -> __________ oder Abtrennung durch __________________ (untersch. Größe)___________ (untersch. Siedepunkt)____________ (Absetzen) bzw.____________ (untersch. Dichte)...–> Trennung durch untersch. physik. Eigensch. der

Bestandteile

Trennung von Reinstoffen

durch physikalische Verfahren NICHT auftrennbar!durch chemische Reaktionen meist zerlegbar!-> VerbindungenBsp: Wasser durch elektr. Energie aufspaltbar in- Wasserstoff: brennbares Gas (am -Pol)- Sauerstoff: (am +Pol)

Elemente: __________________________________________________________

ÜbungenWelche der folgenden Stoffe sind heterogene Gemenge, welchehomogene, welche Reinstoffe?Kochsalz / Brot / Kristallzucker / Milch / Wein / Rauch_______ /_____/ __________ / ____ /_____/ ______Wie könnten folgende Gemenge getrennt werden?a) Zucker+Sand b) Wasser+Zucker c) Alkohol+Wassera) ____________________ b) _____________________c) ______________Ist die Elektrolyse von Wasser eine exotherme oder endothermeReaktion?_________________

ÜbungenWelche der folgenden Ereignisse sind chemische, welche physikalischeVorgänge?a) Eine Fensterscheibe beschlägt sich b) Milch wird sauerc) Eine Glühbirne wird eingeschaltet d) Kohlendioxid entweicht

aus einer Mineralwasserflaschee) Ein Blatt färbt sich im Herbst gelb f) Ein Ei wird hart gekocht

a) ________b) ________c) ________d) ________e) ________f) ________

Teilchenaufbau der Materie

Demokrit (ca.400 v.Chr.):Materie besteht aus Atomen

Aristoteles (ca.350 v.Chr.):Materie besteht ausErde, Wasser, Feuer und Lufterst ab. 17.Jhd.: wieder Atombegriff, erst Ende19., Anf. 20. Jhd. endgültig durchgesetzt(Einstein)

Die Atomhypothese

Ende 18. Jhd.: experimentelle Hinweise aufAtomaufbau durch genaue Messung derStoffmengen bei chem. Reaktionen

dadurch entstehen diechemischen Grundgesetze

Gesetz von der Erhaltung der Masse

davor durch (fehlerhafte) Beobachtung:bei Verbrennung -> Materie verschwindetbei Pflanzenwuchs -> Materie entsteht

Gesetz der konstantenMassenverhältnisse

Bsp.: Kupfersulfid entsteht nur aus 4g Cu und 1g S (oder prop.Vielfachen bzw. Bruchteilen). Überschüssige Cu oder S-Mengenbleiben ungebunden -> Massenverhältnis von Cu2S: 4:1

Erklärung dieser Gesetze durch Atomhypothese (Dalton 1808):alle Elemente bestehen aus unterschiedlichen AtomenVerbindungen bestehen aus Molekülen, die in bestimmtemZahlenverhältnis aus Atomen zusammen gesetzt sind

chemische FormelspracheElemente - Symbole

Elemente werden mit Anfangsbuchstaben ihresNamens abgekürzt (lat. oder griech.)14 Elemente mit einem Großbuchstaben abgek.die anderen mit einem Groß- und KleinbuchstabenCo (Cobalt) bzw. CO (Kohlenstoff C + Sauerstoff O =Kohlenmonoxid)derzeit ____ Elemente, ____ natürliche – die restlichenentstehen bei kernphysikalischen Vorgängen

Häufigkeit der Elemente

99% der ges. Materie ist ____________dann ___, dann erst der Rest der Elemente

in Sternen werden durch Kernverschmelzung aus Halle höheren Elemente aufgebaut bei Sternexplosionwerden diese ins All geschleudert vor 5 Mrd. Jahrensind wir und unser Sonnensystem so entstandenhäufigste Elemente der Erdkruste (Land+Wasser+Lufthülle):

__ (49,4%), __ (25,8%), ___ (7,5%)

chem. Formeln (H2O)

Formel einer Verbindung enthält Symbolealler vorkommenden Elementetritt ein Atom oder Molekül mehrfach auf, wirddies durch eine Zahl davor angeg. (4 He, 2 O2)enthält Molekül mehr als ein Atom einesElements, wird dies durch eine tiefgestellteZiffer angeg. (H2O)

kommt best. Atomgruppe mehrfach vorKlammer und Index Ca(NO3)2

Reaktionsgleichungen

zur Beschreibung chem. Vorgängeallgemeine Formulierung:

____________ ___________(Edukte) (Produkte)

Bsp.: 2 H2 + O2 2 H2Oin Worten:

2 Wasserstoffmoleküle (bestehend aus je 2 Wasserstoffatomen)verbinden sich mit 1 Sauerstoffmolekül (aus 2 Sauerstoffatomen)zu 2 Wassermolekülen (aus 2 Wasserstoff- und einemSauerstoffatom) ___________________________

Bsp. für Reaktionsgleichung

Propangas C3H8 verbrennt mit Sauerstoff derLuft 02 zu Kohlendioxid und Wasser

C3H8 + 02 CO2 + H2OC3H8 + 02 __ CO2 + H2OC3H8 + 02 __ CO2 + __ H2OC3H8 + __ 02 __ CO2 + __ H2O

Übungen

Ü:in Worten: CO2, 2O2, 4NH3in Formeln: a) 4 Stickstoffmoleküle, bestehend aus je 2Stickstoffatomen b) zwei Moleküle Rübenzucker aus 12Kohlenstoff-, 22 Wasserstoff- und 11 SauerstoffatomenReaktionsgleichung für: a) Methan (CH4) verbrennt mitSauerstoff (O2) zu CO2 und Wasser. b) beiVerbrennung von Alkohol (C2H5OH) entsteht CO2 undWasser

Atommasse

Wasserstoff ist das leichteste Element mitm=1,674.10-27 kg (Massenspektrographie)

als Massen-Einheit für Atome ist kg ungeeignetd.h.: neue Atommasseneinheit – 1u (unit)Def.: ______________________________

_________________ (1u=1,6605.10-27kg)oder: 1u ist ungefähr die Masse eines

Wasserstoffatoms. (ursprünglich)

Beispiel

Sauerstoff hat eine Atommasse von 16u bedeutet:

1 Sauerstoffatom hat ca.die 16 fache Masse einesWasserstoffatoms (odergenau das 16 fache einesZwölftels des Kohlenstoffnuklids 12C).

Molekülmasse-Formelmasse

Molekülmasse = Summe der Atommassen allerin einem Molekül enthaltenen AtomeBsp.: CO2

Atommasse C:12uO:16u

Molekül- bzw. Formelmasse v. CO2 :44u

Die Stoffmenge Mol

übliche Mengenangaben eines Stoffs durch: m, Vfür Reaktionsgleichungen wichtig: _____________von Atomen

Mengenangabe in Chemie durch Teilchenanzahlwegen großer Zahlen – neue Größe:

Mol und Atommasse

so viele Teilchen (6.10²³) sind genau in 12 g12C(bzw. ca. in 1g H) enthalten1u ist 1/12 m12C mH bzw.m12C=12u / mH=1u1u = ? g

6.10²³.m12C=12g / 12u=m12C 6.10²³.12u=12g

u= 1 / (6,023.10²³) g =1,6605.10-27kg

Mol und Atommasse

1 Mol (bzw. 6.10²³ Teilchen) entsprechen genau12 g12C bzw. ca. 1g Hm12C=12u / mH=1u

Beispiel

1 g H enthält 6.10²³ H-Atome (=1Mol).Annahme: für eine Reaktion werden genau soviele Cl-Atome gebrauchtwie bekommt man die?nicht durch abzählen, sondern:Atommasse von Cl: 35,5 u bzw. von H: 1umCl = 35,5 . mH man braucht 35,5 g Cl(=6.10²³ Cl-Atome=1Mol)

Satz von Avogadro

6.10²³...Avogadro (um 1800), Loschmidt (um 1830)______________________________________________________________________________________________________________

Bsp.: 1 Liter He enthält bei gleichem p und Tgleich viele Teilchen wie 1 l Methangas (CH4),1l O2 oder 1 l Luft (4/5 N2, 1/5 O2)

H-Übungen

welche m haben: 0,1 Mol Kochsalz (NaCl), 15 MolRübenzucker (C12,H22O11)?wie viel Mol sind 18g C, 4,4g CO2

wie viele Atome sind in 2g He enthalten?welches Gas hat geringere Dichte? He oder H2

Berechne die Dichte von He

chem. Berechnungen

Bsp.: Welcher Dünger hat die größte Düngewirkung(den größten Stickstoffanteil)? Ammoniumsulfat(NH4)2SO4, Harnstoff (NH2)2CO oder AmmoniumnitratNH4NO3

____________

Atommodelle

Modelle sind ___________________ - sie könnendurch direkte Beobachtung nicht überprüft werden, sindnicht richtig oder falsch, sondern brauchbar oder nichtDalton 1808 - ____________________(Atome sind kleine massive Kugeln)Thomson 1898 - ____________________(im positiv geladenen Atom sind negativ geladeneElektronen eingelagert)

Radioaktivität

nach Strahlungsbeobachtungen von Becquerel (Uran) und M.&P.Curie um 1898 (Polonium, Radium)Rutherford: Atome dieser Elemente zerfallen!dieser radioaktive Zerfall verläuft unterschiedlich rasch(Halbwertszeit von min bis Mrd. Jahren) und ist nicht beeinflussbar!3 radioaktive Strahlungsarten:– ___________:

He++ Kerne, Reichweite wenige cm, Abschirmung: Papier– _____________ :

e- mit hoher v, durchdringen mm dicke Metallschichten– _____________ :

energiereiche Strahlen, durchdringen cm dicke Bleiplatten

Streuversuch von Rutherford

Erwartung: nur wenige -Teilchen würden Folie durchdringenErgebnis: fast alle kamen durch, nur wenige wurden starkabgelenkt!Folge __________________________ : Atome sind keinefesten, undurchdringlichen Teilchen, sie bestehen aus__________________________!

Rutherfordsches AtommodellAtomkern: besteht aus _____________ (+) und gleichschweren, neutralen _____________.– besitzt fast die gesamte m des Atoms– von ca.10-14 m (v. ges. Atom ca. 10-10 m)

Atomhülle: aus viel leichteren _____________ (-)– umkreisen mit hoher v den Kern– in neutralen Atom: gleich viele e-

wie p+!

– aber noch keine Aussagen übere- Verteilung! Bohr

Bohrsches Atommodell

Atommodell von Bohr entstand 1913 ausVersuchen mit leuchtenden Gasen undden dabei entstehenden _____________

Atome können Licht nur ___________________bzw._____________ bzw. _____________ aussenden oderaufnehmen! Annahme:zwischen Energie der e- und ihrem__________________________ gibt es einen Zusammenhang (prop.)

kontinuierliches SpektrumLinienspektrum

Licht - Energie

Durch Energiezufuhr (Flamme, el.Energie,...) wird einäußeres e- auf ein höheres Energieniveau angehobennach kurzer Zeit fällt es wieder zurückdie dabei frei werdende Energie = Licht best. Farbe

aus Quantenphysik: nur bestimmte E-Niveaus sindmöglich, damit nur bestimmte Radien für e-Elektronenschalen, auf denen e- um Kern kreisen

Schalenaufbau

Bohr stellte fest, dass sich aufeiner Schale max. ____ (n...Schalennummer)e- aufhalten können.in der jeweils äußersten aber max.8diese Außenelektronen bestimmen diechem. Eigenschaften eines ElementsSchalen: Großbuchstaben ab K

Das Periodensystem

OZ, u, Gruppen

Die Anordnung der Elemente spiegelt den___________ ihrer Atome wider!_____________ bzw. Kernladungszahl Z:Anz. der ___ und ___durchschnittliche Atommasse in uElemente mit ____________________ befindensich in gleicher Spalte = __________ (Haupt-,Nebengruppen)

Aussen- e-, Periodenfür Hauptgruppenelemente gilt: Einerstelle derGruppennummer = Anzahl der ______________________Zeilen = ____________Periodennummer = _______________________________

Metalle - Nichtmetalle

Der Atomkern

besteht aus ________________ p+ und n (fast gleiche m – 1u)

Anz. der p+ bestimmt Element Kernladungs- oderOrdnungszahlMassenzahl = _________________________

Bsp:6 p+, 6 e-, 6n

Isotope

_________ sind Atome eines Elements, die sichdurch die Zahl der__ voneinander unterscheiden

gleiche Z, unterschiedliche m___________: Atomarten von ElementenIsotope sind Nuclide mit gleicher Z

Bsp.:

Vorkommen & Anwendungdie meisten Elemente kommen in der Natur als________________________________ vor(Wasserstoff: 99,985% H + 0,015%D)aufgrund dieser Verteilung hat H eine_________________ Atommasse von 1,0080 u.Isotope haben idente e- Hüllen, damit __________________________ und können d.h. nicht chem.getrennt werden. (nur physikalisch – untersch.m)Anwendung: C-14 Methode, Medizin

Die Elektronenhülle1913: e- auf diskreten Energieniveaus1925: Heisenberg - _________________:Ort UND Geschwindigkeit eines Elektrons kann nicht gleichzeitigbestimmt werden (Bewegungsablauf)statt exakter Bahn von e- lassen sich nur Räume angeben, indem sie sich _____________________________________________ (neg. Ladungswolke mit untersch. Dichte unddamit untersch. Aufenthaltswahrsch. von e-)1926: Schrödinger findet eine Formel zur Beschreibung vonGröße und Form der Orbitale

Ionisationsenergiendes jeweils äußersteten e- eines Elements

innerhalb einer Periode hat Edelgas jeweils die höchste IEstabile e- Anordnung (kleinste Atomradien durch viele p+)

das Alkalimetall die niedrigste großeReaktionsfreudigkeit

Hauptquantenzahlenweiter vom Kern entfernte e- sind leichter abzutrennen

weniger stark angezogend.h. nimmt IE innerhalb einer Gruppe ab

da Atom immer positiver wird (Ionisation) ist zur Abtrennungder folgenden e- ständig mehr Energie nötig1. e- lässt sich leicht entfernen, bei weiteren 8steigt E-Aufwand ständig, die letzten beidenerfordern wesentlich mehr E

entspricht Vorstellung von Bohr: bei Nabefinden sich 2 e- in K-, 8 e- in L- und 1 e-in M-SchaleSchale entspricht dem Hauptenergieniveaueines e- Schalennr. n = __________________

Nebenquantenzahlen

größere Zunahme der IE des vorletzten e- der L-Sch.L-Sch bzw. 2. Haupt-E-Niveau anscheinend nicht

einheitliches besteht aus 2 Unterniveaus:

– s: energieärmer, 2 e-– p: energiereicher, 6 e-

s, p, d, f... _______________________

Unter-Unterniveaus, Spin

d: max. 10 e-f: max. 14 e-n Anzahl der UnterniveausEs < Ep < Ed < Efin B-Feld zeigt sich: _______________der Unterniveauss: 1 Niveau / p: 3 / d: 5 / f: 7e- besitzen auch noch ______(Rotation um eigen Achse – 2Drehrichtungen)

Orbitale

Form und Größe ergeben sich durch die_____________________Bsp. H-Atom:Orbital-________ ns-p-d-f _____

Aufenthalts-wahrsch. e- inOrbital=___%

Besetzungsregeln der Orbitale

e- besetzen _________________________________ –höhere werden erst gefüllt, wenn die darunter liegendenbesetzt sind

jedes Orbital kann _____________________________aufgenommen werden (Pauli-Prinzip)

Orbitale mit gleicher E werden _______________ gefüllt(Hund‘sche Regel)

Energieniveauschema

Bsp. O

O: 8 e-1s nimmt 2 e- mit umgek. Spin auf2s: 2 e- (niedrigst E von n=2)2px, 2py, 2pz gleiche E(Hundsche Regel) jedes Orbital wirdzuerst mit je 1 e- besetzterst dann 2. e- in px(entgegenges. Spin)

Elektronenkonfiguration: _______

Besetzungsschema

e-Besetzung & Periodensystem

Edelgase

e- Besetzung & Gruppen

freie – gebundene Atome

Orbitalmodell beschreibt e- Anordnung der freienAtome gut

bei Verbindungen verhalten sich aber bei vielenElementen die Valenz- e- anders

Größe von Atomen

in jeder Periode von li nach re: ____________!zunehmende Ladung des Kerns zieht e- mehr an!Elemente einer Gruppe von oben nach unten:Orbitale und damit _______________!

Elektronegativität

chem. Eigenschaften eines Atoms ist durchFähigkeit beeinflusst, e- abgeben oderaufnehmen zu könnenAngabe durch_____________________:

Maß für die Fähigkeit eines Atoms,___________________(gemeinsame, bindende e-Paare –siehe Atombindung) __________________

Elektronegativität – Periodensystem

Periode von li nach re: ________________, daKernladung immer stärker e- anziehtGruppe von oben nach unten: __________, damehr Schalen den Kern abschirmen

Elemente _____________ El.neg.Elemente _____________ El.neg.

Die chemische Bindungaußer _________ kommen alle Elemente nur in Formvon ______________ vor!___________sind sehr _____ und d.h.___________bei He 1s voll (2 e-), ab Ne: alle __________________________________________________________Ursache einer chem. Bindung:Bestreben der Atome, möglichst ________________________________ zu erlangen (____________)

1. Die Ionenbindung

auch heteropolare BindungAtom möchte den _____________ erreichen durch:– _____________ fehlender e- (auf __)– _____________der überzähligen (von__)

Bsp.: 2 Na + Cl2 2 NaCl– Na: 1 Valenzelektron (Ve-), Cl: 7 Ve-– e- geht von Na zu Cl– Na erreicht Edelgaszustand von Ne und Cl von Ar(gon)

Ionen-Schreibweise

bzw. Na+ + Cl -

Na hat 1 e- verloren wird positiv: _________Cl hat 1 e- bekommen wird neg.: _________

Oxidation, Reduktion

______________: Reaktion mit Sauerstoff,heute auch jeder _________________________: ___________z.B. Mg + O Mg wird oxidiert, O reduziert:

_____________oder ______________

IonengitterDie entstandenen Ionen üben _______________Anziehungs- oder Abstoßungs________aufeinander aus

dadurch kommt es zu einem regelmäßigenräumlichen Aufbau ___________ ( Molekülkeine ein-deutigeZuordnungder Ionenzueinander)

Ionenbildung, Ionenbindungentsteht zwischen einem Element mit ____________________________ (Metall – gibt „gerne“ e- ab) Kationund einem ____________________ Element (Nichtmetall –nimmt „gerne“ e- auf) AnionBindung durch ____________________ der entgegenges.geladenen IonenKennzeichen:__________________ von einemAtom auf einanderes

Energiebilanzfür Ionenbindung _________ Erreichen des e- Oktetts wichtig!

Bsp.: Bildungvon Kochsalz-kristallen inSchritten

Ionenbindung kann nur entstehen, wenn _______________ist, als die zur ______________________________

Formeln & Namen

Formel gibt Zahlenverhältnis der Ionen im Kristall andieses folgt aus ____________ und _______________dies geschieht so, dass die _________der pos. und neg.Ladungen in einer Verbindung stets ___ ist!in Formel ___________, dann neg. Ionenim Namen wird _________ durch (abgekürzten lateinischen)Elementnamen und ____ bezeichnetbei Verbindungen, die ________________ bilden könnenwird Ladung des Metall-Ions durch _____________angegeben

Beispiele Formeln

Beispiele - Übung

Beispiele Namen

Salze

Feststoffe mit einem Ionengitterwerden als _______ bezeichnetGitterstruktur hängt ab von– _______der Ionen– _______verhältnis– _______verhältnis

d.h. gibt es verschiedeneKristallformen

Eigenschaften

Ionenkristalle sind ____________ – bei einerVerschiebung der Gitterebene werdengleichgeladene Ionen übereinander gelagert

Abstoßung Kristall bricht

hohe _____________________________Anziehungskräfte zwischen Ionen( besonders _________( Abstand) und ____________________ Ionen)

Gitterenergie, Lösungen

_____________ ist die E, um 1 Mol eines Stoffes vomkristallinen in den gasförmigen Zustand überzuführen!sie ist ein Maß für die _____________je größer die Anziehungskräfte der Ionen, desto höherdie GitterenergieIonengitter können auch durch ______ des Salzes inWasser zerstört werden (= Salzschmelzen)

___________: leiten Strom da Ionen frei sind (imkritsallinen Zustand NICHT!)

2. Die AtombindungKovalente-, Homöopolare-, Elektronenpaarbindungauch hier ist Oktettregel anwendbar:bei Annäherung von Atomen bilden sich___________________, die von beiden Atomen zurEdelgaskonfiguration „genützt“ werdenBsp. - H2: bei Annäherung zweier H-Atomedurchdringen sich die Orbitale, sodass jedes (vonseinem Standpunkt aus) wie He wird

Bindungsenergie

Bindung kommt zu Stande, weil __________________________ angezogen wirdgleichzeitig schirmt es Kerne voneinander ab_______________________die zur Spaltung des Molekülsnötige E __________________(Maß für die Stärke der Atombindung)

wird umgekehrt ____________________!

Dreifachbindung

bei manchen Molekülen wird Edelgasanordnungerst durch mehrere gemeinsame e- Paare erreichtBsp. Stickstoff: 5 Ve-

3 bindende e- Paare nötig_________________ als EinfachbindungStickstoffmoleküle sehr ______ und reakt.träge!

Beispiele

Wie lautet die Strukturformel für H + Cl

C + H?

N + H?

HCl

CH4...Methan

NH3...Ammoniak

Dipole

in vorigen Molekülen haben Bindungspartner ____________________________(EN)HCl: EN Cl > EN H EN von Cl reicht aber nicht aus, ume- dem H zu entziehen aber groß genug, das e- Paarzum Cl-Atom hin zu verschiebenLadungsverschiebung: ___________________________nicht mehr am gleichen Ort _________ Atombindungdurch ___________ + bzw. - angedeutetnach außen Molekül=neutral, aber im InnerenUngleichverteilung der Ladung 2 el.Pole _______

Dipolmoment

bezeichnet die Stärke eines Dipols undhängt vom _____________________ derAtome ab2-atomige polare Moleküle sind immerDipole

Wasser – H2O

Die Summenformel lässt sich aus derOktettregel erklären, nicht aber der räuml.Aufbau und die physik. Eigenschaften

Wäre das Molekül wie dargestelltaufgebaut, wäre es zwar polar,aber __________, da die ________________________________

Wasserdipol

Wasser wird von el. geladenenStab abgelenkt Wasser mussDipol sein!Wassermoleküle können aber nurDipole sein, wenn sie _________aufgebaut sindMessungenBindungswinkel =104,5°

Valenz-Schalen-Elektronenpaar-Abstoßungsmodell

in äußersten e- Hülle eines Atoms befinden sich______________________ e- Paare, die sichabstoßen (gleich geladen)ordnen sich so an, dass Winkel zwischen ihnen__________________!bei vier e- Paaren ergibt sicheine tetraedrische Anordnungvon 109,5°

Beispiele

Mesomerie

griech.meso = MitteOktettregel _____________________!Bsp. Stickstoffmonoxid NOes gibt ________________________ bzw.Strichformeln (Grenzstrukturen bzw. Grenzformeln)

Mesomerie

mit den Doppelpfeilen wird angezeigt, dass die______________ (Elektrionenverteilung)irgendein ________(Überlagerung) aus denaufgeschriebenen Grenz (Extrem-) formendarstellt!vor allem für Organische Chemie wichtigAussage über Reaktionsfähigkeit

je besser e- über Molekül verteilt, destostabiler sind sie!

Eigenschaften

Festigkeit einer Atombindung bzw. ______________hängt ab von:– ___________– ___________– ___________ (Einfach- Mehrfachbindg.)

kurze Bindg. sind stabiler als lange, polare stabilerals unpolare und Mehrfachbindg. stabiler alsEinfachbindg.

Energiebilanz

______________________ sind mit ein Grund,warum manche Reaktionen unter einer Freisetzungvon Energie ablaufen (exotherm) und mancheEnergie verbrauchen (endotherm)wird z.B. bei einer Reaktion aus unpolarenMolekülen ein polares gebildet, so ist zur Trennungder (schwächeren) unpolaren Bindungen wenigerBindungsenergie nötig, als bei der Bildung der(stärkeren) polaren Bindungen frei wird – exotherm!

Kräfte zwischen Molekülen

_________________ bestimmt nicht nur Kräftezwischen Atomen sondern auch ___________ den___________!

bestimmen _________________________Stoffe aus kleinen Molekülen mit unpolarenAtombindg. __ Schmelz-, SiedeT (H2, O2, N2)schwache Anziehungskräfte zwischen denMolekülen ______________________

Van-der-Waals-Kräfte

kommen zustande durch ___________ Dipoleentstehen durch Beweg. der e- im Molekül,wodurch ___________auftreten, welche______________molekülen______________!

Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

_______ mit Zahl der Bindungen und daher ____________________Stoffe mit größeren (schwereren) Molekülenhaben höhere Siedetemperaturen!

Stoffe mit Dipolmolekülen: dieelektrostatischen Kräfte > Van-der-Waals-Kräfte

Schmelz- und Siedetemp. viel ________!

Wasserstoffbrückenbindungenz.B. Wasser: pos. geladene Wasserstoffatome ziehenneg. gel. Sauerstoffatome so stark an, dass es zur_______________________ kommt – diese werdendurch sogenannte __________________________zus.gehaltenzu ihrer Trennung ist große Wärmemenge nötig!treten in allen Verbindungen auf, die O – H-,oder N – H-Bindg. enthalten __ Siedetemp.________________ der Wassermoleküleentscheidend für ______________________

ZusammenfassungKräfte zwischen Molekülen, Atomen, Ionen

Metalle

¾ aller Elemente sind Metallesind bei Raumtemp. fest (ausser Hg), ___________________, Wärme, glänzen und sind leichtverformbarmetallischer Charakter nimmt im Periodensystemzu von rechts nach links und von oben nach unten

Metalle haben ____________ ihre Atomebesitzen nur wenige, _____________________

Die Metallbindungjedes Metallatom ___________ unter Bildung einespos. gel. Metall-Ions (=Atomrumpf) ____Metall-Ionen bilden ein Kristallgitterdie von Atomen losgelösten e- können sich zwischenden Atomrümpfen ___________

___________ bewirkt Festigkeit des Metallgitters,da sie durch ihre Ladung wie „Kitt“die pos. gel. Atomrümpfe zus.halten

Aufbau

Metall-Ionen sind dicht gepackt, da sie(im Gegensatz zum Ionengitter) alle dengleichen Radius habenihre schichtweise Anordnung entsprichtmeist einer dichtesten Kugelpackungdurch Gleiten der Schichten gutverformbar – bei Einlagerung vonFremdatomen erschwert (Fe biegsam,weich; Stahl = Fe + C: fest)

metallischer Glanz

Licht trifft auf Metallfläche, wird absorbiertLichtenergie hebt e- auf höhere Energiezuständeim Metall besitzen die vielen beweglichen e- engbeieinander liegende Energiezustände(= ______________)daher können sie rasch wieder in ihrenursprünglichen Zustand mit niedriger Energiezurückkehrenwobei E in Form von Licht abgegeben wird

Legierungen

Stoffe, die ______________________ bestehendie Metalle müssen zusammenpassen(Atomradien)haben oft deutlich andere Eigenschaften als diereinen Metallez.B. Amalgam: knetbare Legierungen von Hgmit Metallpulvern (Ag, Cu,...), die nach kurzerZeit hart werden