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Stoffgemische bestehen aus mehreren Reinstoffen. Die Eigenschaften eines Gemischs sind oft uneinheitlich und immer vom Mischungsverhältnis der Stoffe abhängig. Stoffgemische können homogen oder heterogen sein. 

Grundsätzlich kann jedes homogene Gemisch als Lösung bezeichnet werden. Meist versteht man unter einer Lösung aber ein flüssiges homogenes Gemisch. Ein solches besteht immer aus dem oder den gelösten Stoffen und dem Lösungsmittel. Die gelösten Stoffe können fest, flüssig oder gasförmig sein.

Lösungen sind homogene Gemische fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe in einem flüssigen Lösungsmittel.

Homogene Gemische erscheinen einheitlich, sie sind von blossem Auge nicht als Gemische erkennbar. Homogen sind z.B Lösungen von Kochsalz, von Zucker oder von Alkohol in Wasser.

Heterogene Gemische erscheinen uneinheitlich, sie sind von blossem Auge als Gemische erkennbar. Die Komponenten eines heterogenen Gemischs  unterscheiden sich, z.B in der Farbe (Granit) oder im Zustand (Rauch mit Wasserdampf- und festen Russpartikelanteilen.)

Als Phasen bezeichnet man homogene Teile der Materie, die durch eine Grenzfläche  voneinander getrennt sind. An der Phasengrenzen ändern sich die Eigenschaften sprunghaft.

Die zuverlässige Trennung einer Suspension gelingt durch Filtration. Als Filter wählen wir ein Material, dessen Poren so gross sind, dass nur die Wasser-Teilchen  passieren können. Der Feststoff bleibt auf dem Filter zurück. Am häufigsten verwendet werden Papierfilter.

Um aus einer Lösung den gelösten Feststoff zu erhalten, genügt es, das Lösungsmittel zu verdampfen (Eindampfen) oder verdunsten zu lassen. Soll auch das Lösungsmittel zurückgewonnen werden, muss der Dampf aufgefangen und kondensiert werden.

Durch einfache Destillation können wir auch ein Gemisch von Flüssigkeiten trennen, wenn sich diese in der Siedetemperatur deutlich unterscheiden. Man kann das Gemisch in seine Fraktionen aufteilen. Die Trennung gelingt umso besser, je grösser der Unterschied in den Siedetemperaturen der Komponenten ist. In der Regel kann ein Flüssigkeitsgemisch durch eine einzige einfache Destillation nicht vollständig getrennt werden, weil beim Verdampfen der tiefer siedenen Komponente kleine Mengen der anderen Komponenten mitgeogen werden.

Die unterschiedliche Löslichkeit von Stoffen kann zur Trennung von Gemischen genutzt werden. 

Extraktion ist ein physikalisches Stofftrennverfahren, bei dem mit Hilfe eines Extraktionsmittels (ein Lösemittel, gegebenenfalls erwärmt) eine Komponente aus einem festen oder flüssigen Stoffgemisch gelöst wird: Das Lösungsmittel zieht den in ihm besser löslichen Stoff aus dem Gemisch.

Die Adsorption ist auch die Grundlage der Chromatografie, die heute in verschiedenen Formen v.a zur Trennung kleinster Portionen von Gemischen Anwendung findet. Bei der Papierchromatografie verwendet man Papier als Adsorptionsmaterial.

Adsorption = Anlagerung an eine feste Oberfläche (z.B mit Filter mit Aktivkohle etwas filtrieren)

Chromatografie = Trennung durch Adsorption

Die Chromatographie ist ein physikalisches Trennverfahren, bei der die Stofftrennung auf einer unterschiedlichen Verteilung zwischen einer stationären und einer mobilen Phase beruht. Es gibt verschiedene Verfahren: 

Beim Schmelzen verliert ein Festkörper seine feste Form, weil das Gitter zerfällt. Das heisst nun allerdings nicht, dass sich die Teilchen in der Flüssigkeit ganz frei und unabhängig voneinander bewegen können. Die Kräfte zwischen ihnen bleiben wirksam und verhindern, dass sich ihre Abstände beliebig verändern. Die Teilchen können sich aber gegeneinander verschieben. Darum passt sich sich eine Flüssigkeit der Form ihres Gefässes an. 

 Nach dem Atommodell von Dalton besteht Materie aus Atomen, nicht weiter teilbaren Teilchen, sozusagen Bausteine der Materie.

Nach John Dalton gilt: Chemische Reaktionen sind Umgruppierungen von Atomen. Kohlenstoff (C) plus Sauerstoff (O2 ) reagiert zu Kohlenstoffdioxid (CO2 ) 

Möglichkeiten:

Es kann chemische Reaktionen nachvollziehbar machen.

Es erklärt die Chemischen Grundgesetze (s.u.).  

Grenzen:

Es kann keine Bindungen zwischen den Atomen erklären.

Es kann keine Stoffeigenschaften nachvollziehbar deuten.  

- Atome sind die kleinsten Bausteine der Elemente

- Atome eines Elements sind gleichartig. Sie lassen sich nicht in Atome eines anderen Elements umwandeln.

- Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in ihrer Masse

- Bei chemischen Vorgängen trennen und bilden sich Verbände von Atomen

- Weil die Atome bei chemischen Vorgängen erhalten bleiben, bleibt auch die Masse der Reaktionsteilnehmer unverändert

- Die Elemente reagieren in einem bestimmten Massenverhältnis miteinander, weil sich ihre Atome in einem bestimmten Zahlenverhältnis verbinen. 

F= k *         Q1 * Q2/ r²

F= elektrostatische Kraft

Q1, Q2 = Ladungsmengen

r= Abstand

k= Konstante, abhängig vom Material zwischen den Ladungen

Die Ladungsmenge lässt sich messen und durch einen Zahlenwert ausdrücken. Die Einheit ist das Coulomb (C.)

Coulomb-Gesetz: Die Anziehungskraft zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Körpern ist von der Grösse der beiden Ladungen und vom Abstand der Körper abhängig. Sie lässt sich nach dem Coulomb-Gesetz berechnen. 

Ernest Rutherford untersuchte, wie a-Strahlen eine hauchdünne Metallfolie durchdringen. a-Strahlen werden von bestimmten radioaktiven Elementen, z.B von Radium, abgegeben. Sie bestehen aus positiv geladenen a-Teilchen. Ein a-Teilchen ist aufgebaut aus 2 Protonen und 2 Neutronen, hat also die Ladung 2+. 

Protonenzahl: Die Protonenzahl  ist die für eine Atomsorte  charakteristische Grösse. Weil sich die Elemente nach der Protonenzahl ihrer Atome ordnen lassen, nennt man Kernladungszahl auch Ordnungszahl. 

Neutronenzahl: Die Kerne der Atome eines Elements können sich in der Neutronenzahl unterscheiden. Da ein Neutron etwa die gleiche Masse hat wie ein Proton, fällt die unterschiedliche Neutronenzahl ins Gewicht. 

Atome mit einer bestimmten Neutronenzahl werden als Nuklide bezeichnet. Im Unterschied zur Atomsorte, die durch die Protonenzahl definiert ist, muss zur Beschreibung einer Nuklidsorte auch die Neutronenzahl angegeben werden.

Von einer Atomsorte gibt es meist mehrere Nuklidsorte, mann nennt sie isotope Nuklide oder kurz Isotope. Elemente bestehen also immer aus gleichartigen Atomen, diese können aber zu verschiedenen Nuklidsorten gehören. Diese Isotopen Nuklide haben die gleiche Protonen- und Elektronenzahl und unterscheiden sich in ihrem chemischen Verhalten nicht. Sie unterscheiden sich in der Neutronenzahl, und damit auch in der Nukleonenzahl und in der Atommasse.

Bei Chlor wird eine „runde“ Zahl von 17 für die Ordnungszahl aber eine krumme Zahl von 35.453 für die Massenzahl angegeben. Da die Anzahl der Neutronen im Atomkern (in gewissen Grenzen) unabhängig von der Anzahl der Protonen ist, besteht die Möglichkeit, dass manche Atome ein oder mehrere Neutronen mehr besitzen, als man üblicherweise annehmen würde. Da die Protonenzahl identisch ist, spricht man vom selben Element aber von unterschiedlichen Nukliden. Im Periodensystem (PSE) stehen beide Nuklide an identischer Stelle (isos (gr.) = gleich, topos (gr.) = Platz). Diese sog. Isotope sind chemisch praktisch nicht unterscheidbar. 

Möglichkeiten:

Es erklärt, warum Materie für Strahlung durchlässig ist. Es zeigt auf, dass nach aussen neutral wirkende Stoffe aus geladenen Elementarteilchen bestehen. Es zeigt auf, dass die Masse durch den winzigen, undurchlässigen Atomkern erzeugt wird, das Volumen jedoch durch die Elektronenhülle.  

Grenzen:

Es kann nicht erklären, wie und wo sich die Elektronen in der Atomhülle aufhalten. Es kann keine chemische Bindungen und keine Moleküle nachvollziehbar machen. 

Orbitalmodell?

Niels Bohr sagte in seinem Schalenmodell, dass sich die Elektronen auf Kreisbahnen um den Kernbewegen. Mithilfe der Quantenphysik fanden berühmte Wissenschaftler wie der deutsche Physiker Werner Heisenberg jedoch heraus, dass dies nicht ganz richtig ist. Es ist nicht möglich, den Aufenthaltsort eines Elektrons im Atom genau zu bestimmen, man kann lediglich einen Aufenthaltswahrscheinlichkeitsraum definieren, eine Art "Elektronenwolke".

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