AC Fakten
AC Fakten
AC Fakten
Gleichgewicht
Stark temperaturabhägig:
-> Beim Schmelzpunkt vorwiegend N2O4
-> Bei höherer Temperatur vorwiegend NO2
Salpetersäure
NO3H
(starke Säure) und starkes Oxidationsmittel
Weisser phoshor
Ist aus P4 Molekülen aufgebaut
-> sehr giftig
-> sehr reatkiv
Roter Phosphor
Unregelmässiges Netzwerk von Phosphoratomen
-> nicht giftig
Herstellung von Phosphorsäure
Durch (gezielte) Reaktion der Oxide mit Wasser
P4O10 + 6 H2O -> 4 H3PO4
Sauerstoff im Blut
Transport und Speicherung
Transport : durch Hämoglobin oder Hämocyanin
Speicherung: Myoglobin
Singulett vs Triplett Sauerstoff
Singulett-Sauerstoff ist energiereicher und reaktiver
Singulett-Sauerstoff wandelt sich unter Aussendung von Licht in Triplett-Sauerstoff um
Biologische Knallgasreaktion
Bei Lebewesen (Die Sauerstoff zu Energieversorgung benötigen) wird die Energie der Knallgasreaktion benutzt
Wasserstoff kommt in der Zelle jedoch nicht frei vor: Es wird gebuden, zb an NAD+ -> NADH
Dielektrizitätskonstante
ε
Ein Mass für die Abschirmung der elektrischen Feldstärke um ein geladenes Teilchen
-> Beruht auf der Organisation der Flüssigkeit und nicht auf dem Dipolcharakter. Die Wassermoleküle rund um ein Ion (ausserhalb der Hydrathülle) bilden ein "gegenfeld", da sie unterinander H-Brücken bilden können
Sulfid-Ion
Salze
polarisierbarkeit
Bilder, v.a. mit SChwermetallen, schwerlösliche Verbindungen
(ist sehr gross) -> leicht polarisierbar
-> Weitgehend kovalente Bindungen mit Metallionen
Halogene bei Raumtemperatur
F2 und Cl2: Gasförmig
Br2: Flüssig
I2: Fest
-> Als Gase sehr giftig
Hypochlorit
Bildung
(Biologische Funktion)
Durch Enzymkatalysierte (Enzym: MPO = Myeloperoxidase) Oxidation von Cl- mit H2O
(Kann in der Immunabwehr durch Leukozyten auftreten; OCl- oxidiert oder chloriert Aminosäuren Peptide -> zerstört die Bausubstanzen von eindringenden Bakterien etc.)
Übergangsmetalloxide
Eigenschaften
MO
Häufig "nicht-stöchiometrisch"
Räumliche Anordnung der Liganden in Komplexen
KZ = Koordinationszahl
Metallkomplexe
Aufbau
Die Liganden fungieren als Lewis-Basen und die Metallzentren als Lewis-Säuren
-> Es entstehen koordinative Bindungen zwischen den Liganden und dem Metallzentum
Linearer Komplex
Beispiel
siehe Bild
Planarer Komplex
Beispiel
siehe Bild
OKtaedrischer Komplex
Beispiel
siehe Bild
Bildung von Übergangsmetall-Komplexen
Werden in der Regel durch Lligandenaustauschreaktionen gebildet: Die Übergangsmetallionen liegen in wässriger Lösung als Aqua-Komplexe vor. Wassserliganden lassen sich leich austauschen
Chelateffekt
Chelatkomplexe sind (im Vergleich zu Komplexen mit einzähnigen Liganden) stabiler
->Komplexbildung mit einem Chelatliganden führt zur Entropiezunahme
-> Der Chelateffekt wird um so grösser, je mehr Donoratome ein Chelatligand besitzt
Orbital
Grösse/Form/Orientierung
Grösse: bestimmt durch Hauptquantenzahl
Form: bestimmt durch Nebenquantenzahl
Orientierung: bestimmt durch Magnetquantenzahl
Änderung der Ionisierungsenergie
Sprunghafte Änderung beim Schalenwechsel [Absteig]
-> Von oben nach unten innerhalb der Gruppen abnehmend
Kontinuierlicher Anstieg innerhalb einer Periode
Bei Metallen klein, bei Nichtmetallen gross
Elektronenaffinität
Trends
Besonders günstig (= negativ) wenn dadurch eine Schale abgeschlossen wird
-> Bei den Halogenen
Am grössten bei einigen Nichtmetallen
-> bildung stabiler Anionen
-> Höchste Werte rechts oben, kleinste Werte links unten
14C Altersbestimmung
radioaktives 14C ist ständig in der Atomosphäre vorhanden
-> Organismus nimmt es auf solange er lebt
-> 14C/12C verhältnis -> Altersbestimmung
Elektronegativitätsdifferenz
Bindungscharakter
siehe Bild
σ-Bindung
Einfachbindung
Entlang der Achse zwischen den Atomkernen
z.B. zwischen 2 1s orbitalen oder zwischen einem 1s und einem 2p Orbital
π-Bindung
Doppel und Dreifachbindung
Benachbarte p-Orbitale Verbinden sich
-> nicht auf der Kernverbindungsachse
Hybridisierung
Mischung von Orbitalen mit vercschiedenen Nebenquantenzahlen
-> Energiegleich
Metalle
charakteristische Eigenschaften
- schmiedbar
- duktil
- glänzend
- leiten (elektrischer Strom, wärme)
Ionische Festkörper
charakteristische Eigenschaften
- Hart
- starr
- spröde
- hohe Schmelz- und Siedepunkte
- in Waser löslich
- in Lösung elektrische Leiter
vernetze Festkörper
charakteristische Eigenschaften
- hart
- starr
- spröde
- sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte
- in Wasser unlöslich
molekulare Festkörper
charakteristische Eigenschaften
- reaktiv
- niedrige Schelz- und Sedepunkte
- im reinzustand spröde
Typen Ionischer Festkörper
5 Typen, 3 davon wichtig
Berechnung ΔH0
ΔH0 = ΣΔH0f(Produkte) - ΣΔH0f(Edukte)
-> Der ΔH0f-Wert jeder Verbindung muss mit dem zugehörigen Koeffizienten multipliziert werden
Berechnung ΔG
ΔG = ΔH - TΔS
Exergon/ Endergon
ΔG
ΔG < 0 -> Exergon
ΔG > 0 -> Endergon
ΔG = 0 -> Das System liegt im Gleichgewicht
Frewiwilligkeit einer Reaktion
ΔH : -
ΔS : +
-> ΔG : -
-> Reaktion läuft stets freiwillig ab
Freiwilligkeit einer Reaktion
ΔH : +
ΔS : -
-> ΔG : +
-> Reaktion läuft nicht freiwillig ab
Freiwilligkeit einer Reaktion:
ΔH : -
ΔS : -
Hohe Temperatur:
-> ΔG : +
-> Reaktion läuft nicht freiwillig ab
Tiefe Temeratur:
-> ΔG : -
-> Reaktion läuft freiwillig ab
Freiwilligkeit einer Reaktion:
ΔH : +
ΔS : +
Hohe Temperatur:
-> ΔG : -
-> Reaktion läuft freiwillig ab
Tiefe Temeratur:
-> ΔG : +
-> Reaktion läuft nicht freiwillig ab
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Lernkarten
Orbital
Grösse/Form/Orientierung
Grösse: bestimmt durch Hauptquantenzahl
Form: bestimmt durch Nebenquantenzahl
Orientierung: bestimmt durch Magnetquantenzahl
Änderung der Ionisierungsenergie
Sprunghafte Änderung beim Schalenwechsel [Absteig]
-> Von oben nach unten innerhalb der Gruppen abnehmend
Kontinuierlicher Anstieg innerhalb einer Periode
Bei Metallen klein, bei Nichtmetallen gross
Elektronenaffinität
Trends
Besonders günstig (= negativ) wenn dadurch eine Schale abgeschlossen wird
-> Bei den Halogenen
Am grössten bei einigen Nichtmetallen
-> bildung stabiler Anionen
-> Höchste Werte rechts oben, kleinste Werte links unten
14C Altersbestimmung
radioaktives 14C ist ständig in der Atomosphäre vorhanden
-> Organismus nimmt es auf solange er lebt
-> 14C/12C verhältnis -> Altersbestimmung
Elektronegativitätsdifferenz
Bindungscharakter
siehe Bild
σ-Bindung
Einfachbindung
Entlang der Achse zwischen den Atomkernen
z.B. zwischen 2 1s orbitalen oder zwischen einem 1s und einem 2p Orbital
π-Bindung
Doppel und Dreifachbindung
Benachbarte p-Orbitale Verbinden sich
-> nicht auf der Kernverbindungsachse
Hybridisierung
Mischung von Orbitalen mit vercschiedenen Nebenquantenzahlen
-> Energiegleich
Metalle
charakteristische Eigenschaften
- schmiedbar
- duktil
- glänzend
- leiten (elektrischer Strom, wärme)
Ionische Festkörper
charakteristische Eigenschaften
- Hart
- starr
- spröde
- hohe Schmelz- und Siedepunkte
- in Waser löslich
- in Lösung elektrische Leiter
vernetze Festkörper
charakteristische Eigenschaften
- hart
- starr
- spröde
- sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte
- in Wasser unlöslich
molekulare Festkörper
charakteristische Eigenschaften
- reaktiv
- niedrige Schelz- und Sedepunkte
- im reinzustand spröde
Typen Ionischer Festkörper
5 Typen, 3 davon wichtig
Berechnung ΔH0
ΔH0 = ΣΔH0f(Produkte) - ΣΔH0f(Edukte)
-> Der ΔH0f-Wert jeder Verbindung muss mit dem zugehörigen Koeffizienten multipliziert werden
Berechnung ΔG
ΔG = ΔH - TΔS
Exergon/ Endergon
ΔG
ΔG < 0 -> Exergon
ΔG > 0 -> Endergon
ΔG = 0 -> Das System liegt im Gleichgewicht
Frewiwilligkeit einer Reaktion
ΔH : -
ΔS : +
-> ΔG : -
-> Reaktion läuft stets freiwillig ab
Freiwilligkeit einer Reaktion
ΔH : +
ΔS : -
-> ΔG : +
-> Reaktion läuft nicht freiwillig ab
Freiwilligkeit einer Reaktion:
ΔH : -
ΔS : -
Hohe Temperatur:
-> ΔG : +
-> Reaktion läuft nicht freiwillig ab
Tiefe Temeratur:
-> ΔG : -
-> Reaktion läuft freiwillig ab
Freiwilligkeit einer Reaktion:
ΔH : +
ΔS : +
Hohe Temperatur:
-> ΔG : -
-> Reaktion läuft freiwillig ab
Tiefe Temeratur:
-> ΔG : +
-> Reaktion läuft nicht freiwillig ab
Einheit Löslichkeitsprodukt
molx * L-x
x=2,3,4
pH Berechnung
starke Säure
pH = - log c(Säure)
pH Berechnung
Schwache Säure
pH = 1/2 (pKs - log cSäure)
(gilt wenn cSäure >= Ks)
Säurekonstante
Berechnung
HA + H2O <-> H3O+ + A-
\(Ks = {[H3O+] * [A-] \over [HA] }\)
pKs = -log Ks
Titrationskurve
Starke Säure mit starker Base
siehe Bild
Titrationskurve
Schwache Säure mit starker Base
Siehe Bild
Zusammenhang
Kb ; Kw ; Ks
Kb = Kw/Ks
Gaalvanische Zelle
Eine Vorrichtung zur spontanen Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
Standard-Wasserstoffelektrode
E0(H2¦H3O+) = 0 V
Elektrolyse vs Galvanisches Element
Elektrolyse ist die Umkehrung des Galvanischen Elements
-> wird durch Zuführung elektrischer Arbeit erzwungen
S Block Elemente
biologische Funktionen und Merkmale
- Kommen als Ionen oft in biologischen Systemen vor (hohe Konzentrationen)
- Pflanzenwachstum (K)
- Skeletbestandteil (Ca)
- Auslüserionen für biochemische Prozesse (Ca, Mg)
- Aktivatoren für Enzyme (K,Mg)
Geschwindigeit Protonenübertragunsreaktionen
Extrem Schnell
Bsp.: siehe Bild
Hydrogenasen
Enzyme, welche die reversible Oxidation des molekularen Wasserstoffs katalysieren (siehe Bild)
(andere Hydrogenase können H2 heterolytisch Spalten:
E + H2 -> EH- + H+)
Salzartige Hydride
z.B NaH Natriumhydrid
-> Starke Reduktionsmittel (da Hydrid ein starkes reduktionsmittel ist)
Alkalimetalle
Elektronegativität
Reduktionspotential
kleine Elektronegativitäten
sehr negative Reduktionspotentiale (= starke Reduktionsmittel)
-> sehr reaktiv
Alkalimetall-Ionen
Hydraditiserung
Nachweis
Biologische Bedeutung/Verwendung
Kommen in der Natur bei physiologischem pH nur mit Hydrathülle vor
-> Na+ und K+ tauschen die Wassermoleküle der Hydrathülle sehr schnell aus
-> Li+ hat eine stabile Hydrathülle
Keine ungepaarten Elektronen und farblos
-> Nachweis sehr schwwierig
Ladungsträgerin physiologischen Systemen
-> Am Aufbau von Ladungsgradienten an biologischen Membranen beteiligt
-> Stabilisatoren von Biomaterialien (DNA, bestimmte Proteine)
Erdalkalimetalle
Natürliches Vorkommen
Löslichket (der entsprechenden Salze) in Wassser
Mg und Ca
Reagieren mit Luft und Wasser -> kommen in der Natur nur als Salze vor
Bildet sehr feste Bindungen
-> Entsprechende Salze lösen sich oft nur schwer; lösliche Salze haben eine Hydrathülle
Ionenpumpen
Aktiver Ionentransport
-> Werden durch ATPase Enzyme getrieben
-> Regeln die Alakli- und Erdalkali-Ionen konzentrationen intra und extrazellulär
Li+
Biologische Wirkung
Kommt biologisch nicht vor
viel kleiner als Na+ -> feste Hydrathülle
Tritt gerne mi Gegenionen in Wechselwirkung und bildet damit neutrale Ionenpare
-> Beeinflussen den Transport von Na+ un K+ -> neurophysiologische Wirkung
Apatit
Ein schwerlösliches Salz von Ca2+
Apatit ist Hauptbestandteil der festen Knochensubstanz
