AFK Anoranische Chemie

Es ist das am häufigsten vorkommende Element im Kosmos. Auf der Erdoberfläche kommt es fast nur in gebundener Form vor. Eine dieser Verbindungen ist die am meisten vorkommende auf der Erde. Die Energieabgabe der Sonne beruht auf der Umwandlung dieses Elementes in Helium (Kernreaktion).

leichtestes und häufigstes Isotop von H (99.9%)

schwerer Wasserstoff (natürliches Vorkommen)

überschwerer Wasserstoff (Herstellung durch Kernreaktion)

Grosstechnische Herstellung von H₂:

Eigenschaften:
Der atomare Wasserstoff kommt in der Natur ... vor, er bildet das zweiatomige stabile H₂-Molekül. Das ..., .... und geschmacklose, ... Gas bildet mit der Luft in ein explosives Gemisch. Von alllen Stoffen bildet der Wasserstoff das .... und .... Molekül. Er diffundiert auch leicht durch ... . Im chemischen Verhalten ähnlelt er den Alkalimetallen Ox: +1 und den Halogenen Ox: -1. An der Oberfläche von Metallen (Katalysatoren) bildet er kurzfristig der sehr reaktionsfähige atomare Wasserstoff, das nennt man ... (im Zustand seiner Entstehung).

Verwendung H₂:

Arbeitssicherheit:
Wasserstoff kommt komprimiert in Hochdruckstahlbehältern in den Handel. Die Druckventile haben aus Sicherheitsgründen (Explosionsgefahr) Linksgewinde.

Hydride:

Dies sind Verbindungen des Wasserstoffs mit Metallen und Nichtmetallen. Man unterscheidet:
-Salzartige Hydride (Metalle 1 & 2. Hauptgruppe). Sie reagieren mit Wasser zu Hydroxid unter Bildung von Wasserstoff. LiH
-Flüchtige '' (3-7.Hauptgruppe). extrem toxisch und selbstentzündlich. Bennenung mit -an: BH₃ Boran, SiH₄ Silan

Ungefähr ... der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Davon ist ein kleiner Teil Süsswasser. Wasser ist der Hauptbestandteil aller ..., als Transportmedium und zur Aufrechterhaltung der Strucktur (Stützmaterial). Reines Wasser ist eine klare, farb-, geruch- und geschmackslose Flüssigkeit mit geringer ... Leitfähigkeit. Wasser hat spezielle Eigenschaften, man spricht von der ... des Wasser: -Dichtemax. bei 4°C, -Volumenvergrösserung beim Erstarren, -hohe Schmelz- und verdampfungswärme sowie Wärmekapazität.
Die Strucktur des Moleküles ist ..., mit einem Winkel von 105°. Die Bindungen sind stark polar. Wasser ist ein .... und bilded Wasserstoffbrücken. Die Zusammenlagerung vieler Moleküle durch Nebenvalenzbindungen nennt man ... . Sie ist der Grund für die Anomalie des Wassers. Aufgrund der Polarität ist Wasser ein gutes Lösemittel für polare Stoffe und Salze. Beim Lösen werden die Ionen von Wassermolekülen umgeben, d.h. ... .

Halogene (Elemente der 7.HG) kommen in der Natur nur in Salzen vor:
In Mineralien (CaF₂), in Salzlagern (NaCl, KCl), in Meerwasser (NaCl, KBr, MgBr₂) und in Erdöl & Meeresalgen (Iodite, Iodate)

Zur technischen Gewinnung der Elemente dienen folgende Verfahren:

Die Halogene treten als ... Moleküle auf. Alle Halogene sind sehr ... und wirken ... auf Atmungsorgane und Haut. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften sind innerhalb der Gruppe regelmässig abgestuf:

F2 < Cl2 < ... -Farbtiefe, Schmelz- und Siedepunkte, Dichte, Oxidierbarkeit
F2 > Cl2 > ... -Elektronegativität, oxidierende Wirkung, chem. Reaktionsfähigkeit, lsl in Wasser

Verwendung:

F: -Herstellung von HF, Kryolith, Teflon
Cl: -Entkeimung, Bleichmittel, Herstellung HCl, Chlorkalk, AlCl3, Chlorierungsmittel
Br: - Herstellung von Bromverbindungen, Bromierung
I: -Herstellung Iodverb., Analytik: Iodometrie, Nachweisreaktion

Halogenwasserstoffe werden direkt durch Umsetzung mit ... hergestellt. Die ... der Reaktion von Iod (Gleichgewicht) bis Fluor (Explosion) nimmt zu. HF & HCl werden durch ... Schwefelsäure und dem Salz gewonnen: 2 NaCl + H₂SO₄ => Na₂SO₄ + 2 HCl
HBr und HI werden so oxidiert: 2 NaBr + 2 H₂SO₄ => Br₂ + SO₂ + Na₂SO₄ + 2 H₂O

Die Halogenwasserstoffe sind bei RT ... Gase mit stark ... Wirkung. HF hat einen erheblich höheren Sdp. (Wasserstoffbrücke). Alle Halogenwasserstoffe sind ... wasserlöslich und werden zu sauren Lösungen.
Die Säuren bilden mit Basen viele Salze (NaCl, KI, AgI, NH₄Cl) Sie sind gut wasserlöslich. 
CaF₂ entsteht bei der Vernichtung von HF: 2 HF + Ca(OH)₂ => CaF₂ + 2 H₂O

Verwendung finden sie als Säuren: Salzsre: 25-38%, HBr: ca. 65%, HI: ca. 65%
 

Halogene Sauerstoffsäuren werden mit Per, -ige, hypo ... -ige benennt. Die Salze davon mit -at, per ... -at, -it, hypo ... -it benennt. Es gibt keine Sauerstoffsäuren mit F. Die Säuren sind ... bis ... beständig. Beständig sind: HClO, HClO4 & HIO3 (Kristalle, farblos). Die ... sowie die ... der reinen Säuren nimmt mit steigeneder Oxidationszahl zu. Die Salze sind meist beständig.

Verwendung nehmen die Säuren  zum Bleichen in Textil- und Papierindustrie.
Chlorate verwendet man als ... in der Feuerwerks- und Zündholzindustrie.

Perhalogensäuren sind ... Säuren und starke Oxidationsmittel. Sie können sich explosionsartig zersetzen und sind ... Stoffe. Die Salze Halogen- und Perhalogensäuren sind schlag- und ... .

...ist das am meisten vorkommende Element unseres Lebensraums. In der Luft kommt es 21% vor. Der grösste Anteil ist gebunden in unzähligen Mineralien (Oxide, Carbonate, ...). Die Gewinnung erfolgt vorwiegend durch fraktionierte Destillation von flüssiger Luft. Sehr reiner ... wird durch elektrolytische Zerlegung von Wasser hergestellt. Er kommt in der Natur nur als zweiatomige stabile Molekül vor. Bei RT ist er ein farb-, geruch-, und geschmacksloses Gas. Flüssig ist er tief blau. Neben Fluor ist er das elektronegativste Element. Er ist Oxidationsmittel, dessen Raktionen stets exotherm sind. Reiner reagiert er schneller und heftiger als Luft. Man spricht von Verbrennung bei Lichterscheinung und grosser Energieabgabe, sogar Explosion. Oxidationen liefern für Lebewesen Energie, Dissimilation. Zur Herstellung von Stahl, Salpetersre, Schwefelsre & Peroxiden wird er verwendet und er beschleunigt mikrobiologische Abbauvorgänge. Mit oxidierbaren Gasen kann er explosive Gemische bilden. Er wird in Stahlzylinder als komp. Gas verkauft.

Ozon ist ein sehr ..., bläuliches Gas mit einem chlorähnlichen Geruch, auch in sehr grosser Verdünnung wahrnehmbar. Ozon ist ein ... Oxidationsmittel. Es zerfällt bei RT in verdünnten Lsg zu O₂ und ... Sauerstoff. Reines Ozon zersetzt sich mit Kat oder unter Druck ... .
Verwendung findet es in der ..., Desinfektion und als Bleichmittel.

Wasserstoffperoxid ist eine ..., viskose Flüssigkeit, die in jedem Verhältins mit ... mischbar ist. Handelsüblich ist 30%. In Anwesenheit von Metallen oder Wärme zerfällt es sehr leicht bis explosionsartig in ... und ... . Wasserstoffperoxid ist eine ... ... Säure, ihre Salze heissen peroxide. Peroxide sind gute ... und verhalten sich in sauren Medium als Reduktionsmittel.
H₂O₂ wird als Bleichmittel, als Ausgangsprodukt für Peroxocarbonsre und Peroxidkat. verwendet und dient als Desinfektionsmittel in der Medizin. Um den Zerfall zu verhindern dienen Stabilisatoren. Es muss in PE-Flaschen mit Druckausgleich gelagert werden und ist ätzend.