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Martin Pucher
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Lernende 6 Lernende
Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 19.09.2013 / 20.03.2020
Lizenzierung Namensnennung (CC BY)     (Lehrstuhl für Allgemeine und Analytische Chemie / Montanuniversität Leoben)
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Beschreiben sie den Begriff Löslichkeitsprodukt und geben sie Größen an, die das Gleichgewicht beeinflussen können.

Das Löslichkeitsprodukt LP

...beschreibt das heterogenen Gleichgewicht zwischen der gesättigten Lösung eines Salzes und seinem festen Bodenkörper.

...ist gleich dem Produkt der Konzentrationen der am Gleichgewicht beteiligten Ionen, wobei die jeweiligen               Konzentrationen mit den entsprechenden Koeffizienten der Reaktionsgleichung des Gleichgewichtes potenziert werden.

    KL= [K+]nK[A-]nA

...Ein Feststoff hat immer die relative molare Konzentration 1.

Bsp.:      AgCl(s) F Ag+(aq) + Cl-(aq)                         KL = [Ag+][Cl-]

Beeinflussende Größen…

Zugabe eines gemeinsamen Ions

Die zugeführten Ionen verschieben das Gleichgewicht in Richtung Feststoff, da sie mit dem gegengleich geladenen Anion reagieren und somit wieder den Feststoff bilden.

Wirkung des pH-Wertes

Löslichkeiten gewisser schlecht löslicher Verbindungen können über Variation des pH kontrolliert werden.

Jede Brönsted-Säure oder Base reagiert auf de Zugabe einer Säure. Die konjugierte Base der Säure in der Lösung nimmt ein Proton der zugesetzten Säure auf und bildet dabei eine konjugierte Säure. Dadurch reduziert sich die Menge der konjugierten Base und das Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts zum Feststoff, dessen Löslichkeit dadurch zunimmt. (Gleicher Vorgang bei Brönsted Base und zugegebener Säure).

Wirkung der Veränderung der Oxidationszahl eines Ions

Die Zugabe eines Oxidationsmittels führt zu einer Verschiebung des Löslichkeitsgleichgewichts nach rechts und der Feststoff löst sich aus. Das Oxidationsmittel oxidiert das Ion und entfernt es somit.

Wirkung von Lewis Basen

Das Kation des Feststoffes wird in einem komplexen Ion gebunden und der Feststoff muss sich auflösen um den Ionenmangel wieder auszugleichen.

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Beschreiben sie den Begriff chemische Puffer und beschreiben sie dessen Wirkung

Eine Pufferlösung (Puffer) wirkt der Änderung des pH-Wertes entgegen, weil er sowohl eine Säure zur Bindung der OH--Ionen als auch eine Base zur Bindung von H+-Ionen enthält. Sie besteht aus einem schwachen konjugierten Säure-Base-Paar und werden oft durch Mischungen einer schwachen Säure oder Base mit einem Salz der entsprechenden Säure oder Base hergestellt.

Bsp. saurer Puffer:         CH3COOH / CH3COO-

Bsp. basischer Puffer:   NH3 / NH4+

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Definieren sie die Begriffe Ionisationskonstanten und Säure- bzw. Basenstärke

Die Ionisationskonstante…

...ist die Gleichgewichtskonstante der Dissoziationsreaktion und gibt an in welchen Maß eine schwache Säure

...gibt Auskunft über die stärke der Säure oder Base. (Hohe Ionisationskonstante = starke Säure / Base)

...ist hoch, wenn bei gegebener Konzentration das Gleichgewicht mehr zugunsten der ionisierten Form liegt. Also die Säure(Base) immer stärker ionisiert ist.

...wird normalerweise als ihr negativer Logarithmus angeführt. pKS = -log KS     / PKB = -log KB

\(\tiny HS(aq)+H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq)+S^-(aq)\)            \(\tiny K_S = {{[H_3O^+][S^-]} \over [HS]}\) im Gleichgewicht

\(\tiny H_2O(l)+B(aq) \rightleftharpoons HB^+(aq)+OH^-(aq)\)             \(\tiny K_B = {{[HB^+][OH^-]} \over [B]}\)im Gleichgewicht

Die Säurestärke…

...ist umso größer je mehr Säure in ionisierter Form vorliegt.

...ist ein Maß für die Fähigkeit der Säure Protonen abzugeben

...ist umso größer je größer  der KS Wert ist.

Die Basenstärke…

...ist umso größer je mehr Base in ionisierter Form vorliegt.

...ist ein Maß für die Base Protonen aufzunehmen

...ist umso größer je größer der KB Wert ist.

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Welche Größen beeinflussen die Zusammensetzung eines chemischen Gleichgewichts

Die Verschiebung ist mit dem Gesetz von Le Chatelier vorhersagbar.

...Die Wirkung eines zusätzlichen Reagenz:

Das System versucht die Menge eines zugegebenen Reaktanden möglichst klein zu halten, indem es mehr Produkte produziert. --> Verschiebung zu Produkten

...Die Wirkung des Druckes:

Das Gleichgewicht verschiebt sich in die Richtung, die die Zunahme des Druckes möglichst klein hält.

Bei Druckanstieg verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite bei der weniger Gasmoleküle vorhanden sind. (Versucht Anzahl der Moleküle in Gasphase zu reduzieren)

...Die Wirkung der Temperatur:

Wenn eine Reaktion exotherm ist, dann wird mit abnehmender Temperatur die Produktion der Produkte begünstigt, weil die entstehende Reaktionswärme das Absinken der Temperatur minimiert. --> Verschiebung zu Produkten

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Definieren sie die Begriffe Gleichgewichtskonstante- Massenwirkungsgesetz

Die Gleichgewichtskonstante KC

...ist der Zahlenwert, der erhalten wird, wenn die Gleichgewichtskonzentrationen in den Gleichgewichtsausdruck eingesetzt werden.

...ist der Reaktionsquotient für eine Mischung im Gleichgewicht. Er ergibt für die unterschiedlichsten Konzentrationen der verschiedensten Mischungen innerhalb des experimentellen Fehlers immer denselben Wert.

...(sein Wert) gibt an, inwieweit bei der Reaktion im Gleichgewicht Reaktanden oder Produkte bevorzugt vorliegen.

                      Kc >10³             hauptsächlich Produkte

                      10-3> Kc > 10³   Reaktanden und Produkte in ähnlichen Verhältnissen

                      Kc < 10-3            hauptsächlich Reaktanden

Das Massenwirkungsgesetz…

...besagt, dass für ein Gleichgewicht der Form aA+bB ↔ cC+dD wird der Reaktionsquotient aus den molaren  Konzentrationen der Reaktanden und Produkte im Gleichgewicht ermittelt, und er entspricht einer Konstanten KC, die einen speziellen Wert für eine gegebene Reaktion bei bestimmter Temperatur hat.

\(K_{C}= {{[C^c]*[D^d]} \over [A^a]*[B^b]}\)

 

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Definieren sie die Begriffe Reaktionsgeschwindigkeit- Aktivierungsenergie- Katalysator

Die Reaktionsgeschwindigkeit…

...ist gleich der Änderung der Konzentration einer Substanz dividiert durch die Zeit, die für diese Konzentrationsänderung benötigt wurde.

...Veränderung der molaren Konzentration / Zeit.    Geschwindigkeit = Δ[X]/ ΔT

...meint in der Chemie die momentane Reaktionsgeschwindigkeit (zu einem bestimmten Zeitpunkt), da sehr viele Reaktionen eine Abnahme der Reaktionsgeschwindigkeit mit Abnahme der Konzentration zeigen.

\(\text{Reaktionsgeschwindigkeit} = {\text{Änderung der Konzentration}\over \text{dafür benötigte Zeit}}\)

Die Aktivierungsenergie…

...ist die minimale Energie, die für die Reaktion nötig ist

...ist die Energie, die die Moleküle mindestens haben müssen, um bei einer Kollision miteinander zu reagieren.

...erklärt die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeiten (höhere T --> höhere E)

Der Katalysator…

...ist eine Substanz, die die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, ohne selbst bei der Reaktion verbraucht zu werden.

...beschleunigt eine Reaktion indem er einen anderen Reaktionsweg von Reaktanden zu Produkten ermöglicht. (Neuer Weg hat niedrigere Aktivierungsenergie)

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Definieren sie den Begriff Löslichkeit und geben sie die Definition von Henrys Gesetz und Roults Gesetz an

Die Löslichkeit…

...einer Substanz entspricht ihrer Konzentration in der gesättigten Lösung.

...hängt vom Lösungsmittel, der Temperatur und (bei Gasen) vom Druck ab.

Eine GESÄTTIGTE LÖSUNG…

...ist eine Lösung, bei der die gelösten und ungelösten Anteile des Feststoffes im dynamischen Gleichgewicht sind. Substanz(s) ↔ Substanz(aq)

Henrys Gesetz:

Die Löslichkeit eines Gases in einer Flüssigkeit ist proportional dem Partialdruck über der Flüssigkeit.

Löslichkeit= kH * Partialdruck

Wirkung des Gases auf die Löslichkeit.

Raoults Gesetz:

Der gesamte Dampfdruck einer idealen Lösung ist die Summe der beiden Einzeldrücke.

Gesamtdruck= PA + PB                                             Gesetz von Dalton

Der vom Lösungsmitteldampf über einer Lösung ausgeübte Partialdruck PA ist gleich dem Produkt des Molenbruchs des Lösungsmittels in der Lösung XA mal dem Dampfdruck des reinen Lösungsmittels PÅ.

PA=XA*PÅ

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Definieren sie den Begriff Legierung

Eine Legierung…

...ist eine homogene Mischung von zwei oder mehr Metallen.

...hat eine kompliziertere Struktur als reine Metalle, da verschiedene Metallatome unterschiedliche Radien haben.

...ist mit d-Block Elementen leichter herzustellen, da sie ähnliche Radien haben und so eine Atomsorte, ohne große Veränderungen der Kristallstruktur den Platz einer anderen Atomsorte einnehmen kann.

...verändern die Eigenschaften der beiden Ausgangsmetalle. Sie können fester, leitfähiger, weicher, … sein.

...sind z.B. Messing, Bronze, Kupfer-Nickel, …

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Zählen sie alle Klassen von Feststoffen auf und geben sie je ein  Beispiel

Die Metalle…

...bestehen aus Kationen, die von einem See von Elektronen zusammengehalten werden.

...sind z.B. Eisen, Aluminium, Zink, Gold (s, und d-Blockelemente)

 

Die ionischen Feststoffe…

...sind aus Kationen und Anionen aufgebaut

...sind z.B. NaCl, KNO3, CuSO4*5H2O

 

Die vernetzten Feststoffe…

...bestehen aus Atomen, die miteinander kovalent durch den gesamten Feststoff hindurch gebunden sind.

...sind z.B. B, C, schwarzer Phosphor, BN, SiO2

 

Die molekularen Feststoffe…

...sind Ansammlungen individueller Moleküle

...BeCl2, S8, P4, I2

 

Die kristallinen Feststoffe…

...sind Feststoffe bei denen die Atome, Ionen oder Moleküle in einer regelmäßigen Anordnung liegen.

...sind z.B. metallische Elemente und Legierungen (Kupfer, Eisen, Messing)

...sind z.B. nichtmetallische Feststoffe (Schwefel, Phosphor, Jod)

...sind z.B. Flüssigkeiten, Gase (festes Argon)

 

Die amorphen Feststoffe…

...sind Feststoffe bei denen Atome, Ionen oder Moleküle in zufälliger Anordnung vorkommen.

...sind z.B. Butter, Gummi, Glas

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Definieren sie den Begriff Dampfdruck einer Flüssigkeit

Der Dampfdruck einer Flüssigkeit…

...(oder eines Feststoffes) ist jener Druck, der von seinem Dampf ausgeübt wird, wenn sich Dampf und Flüssigkeit (Feststoff) im dynamischen Gleichgewicht befinden.

...ist ein Maß für die Flüchtigkeit der Substanzen.

...ist gering bedeutet, dass die Geschwindigkeit der Kondensation schon bei einer geringen Zahl der Moleküle im Dampf die Geschwindigkeit der Verdampfung erreicht.

...ist hoch bedeutet, dass das Gleichgewicht der beiden Geschwindigkeiten erst dann erreicht ist, wenn sehr viele Gasmoleküle vorhanden sind.

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Definieren sie den Begriff dynamisches Gleichgewicht

Das dynamische Gleichgewicht…

...ist ein Zustand, bei dem ein Prozess in die eine Richtung und der gegenläufige Prozess simultan mit gleichen Geschwindigkeiten ablaufen.

...ist zum Beispiel das Stadium bei dem Dampfdruck indem die Zahl der Moleküle, die in der Flüssigkeit wieder eintauchen, gleich groß ist wie die Zahl der Moleküle, die diesen verlassen. Geschwindigkeit der Verdampfung = Geschwindigkeit der Kondensation

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Beschreiben Sie alle Arten von Wechselwirkungen zwischen Ionen und Molekülen. Geben sie die wichtigsten Fälle an!

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Die Ion-Ion-Wechselwirkung…

...ist die Anziehungskraft zwischen der positiven Ladung des Kations und der negativen Ladung des Anions.

...nimmt mit zunehmendem Abstand ab und mit dem Wert der Ladung zu.

...führt normalerweise zu hohen Gitterenthalpien, sowie hohen Schmelz, und Siedepunkten.

...kann zu relativ niederen Schmelzpunkten führen, wenn der kovalente Bildungscharakter bei der Bildung im Kristall an Bedeutung gewinnt.

...nimmt mit 1/d ab

Die Ion-Dipol-Wechselwirkung…

...ist die Anziehung zwischen einem Kation und der partiell negativen Ladung eines polaren Moleküls oder zwischen einem Anion und der partiell positiven Ladung.

...nimmt mit Abstand stärker ab als jene der Ion-Ion-Wechselwirkung da die partielle Ladung des Dipols an einem Ende, der entgegengesetzten partiellen Ladung auf der anderen Seite entgegenwirkt.

...nimmt mit 1/d² ab.

...ist wichtig fü von Kationen in der Lösung sehr wichtig, da die partiell negative Ladung am O-Atom des H2O von der positiven Ladung des Kations angezogen wird.

WECHSELWIRKUNGEN zwischen POLAREN MOLEKÜLEN:

Die Dipol-Dipol-Wechselwirkung…

..ist die Anziehung zwischen den elektrischen Dipolen polarer Moleküle.

...ergibt eine Nettoanziehung zwischen den Molekülen, wenn zwei benachbarte Moleküle eine Orientierung eingehen, dass die Partialladungen der entgegengesetzt geladenen Enden einander nahe kommen.

...sind kleiner als die Wechselwirkung zwischen Ionen (da nur partielle Ladung)

ANDERE WECHSELWIRKUNGEN

Die Londonkräfte (Dispersionskräfte)…

...bewirken eine Anziehung zwischen den Teilchen auch wenn diese unpolar sind wie etwa Atome oder unpolare Moleküle.

...entstehen aufgrund der Veränderung der Elektronenverteilung, durch die auch bei unpolaren Molekülen spontane Dipole entstehen können.

...nimmt mit Molekülgröße zu.

...ist für Kondensation von Sauerstoff, Stickstoff und den Edelgasen bei geringen Temperaturen verantwortlich.

...sind bei polaren Molekülen normalerweise Stärker, als ihre Dipol-Dipol-Wechselwirkung

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Definieren Sie die Begriffe Polarisierbarkeit, Dipole, Dipolmoment, polare und unpolare Moleküle

Die Polarisierbarkeit...

...ist die Leichtigkeit mit der die Elektronenverteilung in einem Molekül verformt werden kann.

...Ist ein Maß für die Verzerrung der Elektronenwolke z.B. eines Anions aufgrund der Anziehung der Ladung eines Kations.

... kleine hochgeladene Ionen z.B. Al3+ bewirken große Verzerrungen

Ein Elektrisches Dipol...

...ist eine positive Ladung neben einer gleich großen aber entgegengesetzten negativen Ladung.

...entsteht, wenn zwei elektrische Ladungen gleicher Größe, aber mit engegengesetzten Vorzeichen, durch einen Abstand getrennt werden.

Das Elektrische Dipolmoment...

...ist die Größe eines elektrischen Dipols und wird in der Einheit Debye (D) angegeben.

...ist das quantitative Maß der Größe eines Dipols.

...nimmt zu, wenn die Elektronegativitätsdifferenz und damit auch die Patialladung zunimmt.

Ein polares Molekül...

...ist ein Molekül mit einem elektrischen Dipolmoment von ungleich 0.

...Ob ein Molekül mit polaren Bindungen polar ist hängt von der Symmetire der Anordnung der einzelnen Atome ab.

Ein unpolares Molekül...

...hat ein elektrisches Dipolmoment von null.

...besteht aus kovalenten Bindungen zwischen Atomen mit einer Nettopartialladung von 0.

...kann entstehen, obwohl jede Bindung im Molekül polar ist, wenn die Dipole der verschiedenen Bindungen in unterschiedliche Richtungen zeigen und sich so aufheben.

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Definieren sie die Begriffe kovalente Bindung und Oktettregel:

Kovalente Bindung (Elektronenpaarbindung)…

...besteht aus einem Elektronenpaar, das zwischen zwei Atomen geteilt wird.

...entsteht, wenn beide Atome ein Elektron bereitstellen, oder ein Atom beide bereitstellt und die Atome diese Teilen. Das gemeinsame Elektronenpaar kommt zwischen den Atomen zu liegen.

Oktettregel…

.besagt, dass die Atome versuchen ihr Oktett so weit als möglich zu vervollständigen indem sie Elektronenpaare miteinander teilen.

...funktioniert für Elemente der 2. Periode gut, wenn aber leere d-Orbitale verfügbar sind können mehr als 8 Elektronen aufgenommen werden. (ab 3. Periode)

Die fünf Bindungen zwischen Phosphor und Chlor in PCl5 setzen voraus, dass Phosphor seine d-Orbitale verwendet um das zusätzliche Elektronenpaar unterzuringen, das beim Oktett überzählig ist. Dieses Molekül hat ein erweitertes Oktett.

Bor bildet oft Verbindungen mit nur 6 Valenzelektronen (Borfluorid BF3) und ist somit ein Beispiel für ein Molekül mit einem unvollständigem Oktett.

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Definieren sie die Begriffe ionische Bindung und Gitterenthalpie

Ionische Bindung…

...ist eine Anziehung zwischen den entgegengesetzten Ladungen der Kationen und Anionen in einer ionischen Verbindung (elektrisch neutral).

...Die bei der Bildung des Feststoffes aus gasförmigen Ionen freigesetzte Energie muss den Energieaufwand für die Bildung der Ionen übersteigen. Die Enthalpie der Ionenbildung ist relativ klein, solange die Ionisationsenergie des Kationen bildenden Elementes nicht sehr groß und die Elektronenaffinität des Anionen bildenden Elementes nicht allzu klein ist.

...ist wegen dem oben angeführten Grund auf stark elektropositive und stark elektronegative Elemente beschränkt.

...wird in typischer Art zwischen metallischen und nichtmetallischen Elementen ausgebildet.     

Gitterenthalpie…

...(Gitterenergie) eines ionischen Festkörpers ist die Standardenthalpieänderung für die Umwandlung des Feststoffes in ein Ionengas.    MX(s)-->M+(g)+X-(g)        ΔH0G

...ist der negative Betrag der Energie, die freigesetzt wird, wenn ein Festkörper aus einem Ionengas entsteht.                                      M+(g)+X-(g)-->MX(s)   -ΔH0G

...ermöglicht das abschätzen, ob eine ionische Verbindung existiert. Damit sich ein Ionenpaar bildet muss die Gesamtenergieänderung eine Energiereduktion sein.

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Welche Trends in den chemischen Eigenschaften sind im d-Block zu beobachten?

Die d-Block Elemente…

...sind Metalle

...und ihre Eigenschaften führen zu einem Übergang zwischen den s-Block und p-Block Elementen, wodurch sie auch Übergangsmetalle genannt werden.

chemische Eigenschaften:

...die auf der linken Seite liegen sind wegen ihrer niedrigen Ionisierungsenergien ähnlich reaktiv wie die s-Block Metalle.

...die auf der rechten Seite liegen sind wegen ihrer höheren Ionisierungsenergien weniger reaktiv und ähneln eher den chemisch trägeren Metallen des p-Blocks.

...bilden in mehreren Fällen mehrere Kationen mit unterschiedlichen Oxidationszahlen (Fe, Cu).

...bilden ionogene Halogenide, reagieren mit Säuren,  bilden basische Oxide

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Welche Trends in den chemischen Eigenschaften sind im p- Block zu beobachten?

Die p-Block Elemente…

...sind links unten Metalle und rechts oben Nichtmetalle

chemische Eigenschaften:

...Blei und Zinn Metalle der Gruppe IV zeigen auch nichtmetallischen Chrakter, da sie amphotere Oxide bilden können.

...im rechten oberen Teil sind Nichtmetalle und kommen typischerweise in ionogenen Verbindungen als Anion vor. Sie reagieren nicht mit Säuren, bilden saure Oxide und bilden kovalente Halogenide.

...Fluor bildet mit allen Elementen ionogene oder molekulare Verbindungen ( außer Helium, Neon und Argon)

... Am rechten Rand befinden sich die Edelgase, welche aufgrund der abgeschlossenen Schale inert sind.

physikalische Eigenschaften:

...auf der linke Seite haben so geringe Ionisationsenergie, dass sie einige metallische Eigenschaften des s-Block haben.

...welche die Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen bilden heißen Halbmetalle und sind diagonal über den p-Block verteilt.

...die Metalle des p-Blocks haben tendenziell höhere Ionisationsenergien als die s-Block Elemente und sind deshalb weniger reaktiv.

...das inerte Paar spielt in den p-Block Gruppen ganz unten eine wichtige Rolle. (In3+, In+)

...Nichtmetalle des p-Blocks besitzen eine sehr hohe Elektronenaffinität und besonders die Fähigkeit Elektronen aufzunehmen und damit ihre Edelgasschale zu vervolständigen.

... Die Nichtmetalle kommen typischerweise in ionogenen Verbindungen als Anionen vor. 

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Welche Trends in den chemischen Eigenschaften sind im s-Block zu beobachten?

Die s-Block Elemente…

...sind silbergraue Metalle

chemische Eigenschaften:

...sind zu reaktiv, dass man sie im natürlichen elementaren Zustand finden kann

...reduzieren Wasser zu Wasserstoff, während die Heftigkeit der Reaktion von oben nach unten abnimmt (außer Beryllium).(Gruppe 1/Alkalimetalle heftiger als Gruppe 2)

...Diagonaler Zusammenhang von Lithium und Magnesium. Sie brennen beide in Stickstoff und bilden Nitride.

...bilden basische Oxide

...reagieren mit Säuren

...bilden Kationen Gruppe I E+; Gruppe II E2+

...bilden ionogene Halogenid

...niedrige Ionisationsenergie --> können Valenzelektronen leicht abgeben

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Beschreiben Sie die Periodizität der physikalischen Eigenschaften: Elektronenaffinität, Elektronegativität

Die Elektronenaffinität…

...eines Elementes ist hoch, wenn sein Enthalpiewert ΔHEA stark negativ ist und die Elektronenaufnahme  exotherm ist. Diese Enthalpieänderung tritt auf, wenn sich ein Elektron an ein Atom anlagert.       

E(g)+e- --> E-(g)                  ΔHEA

...im Großen und Ganzen wird die Elektronenaufnahme in Richtung oben rechts auf der Periodentafel mehr exotherm (und die Elektronenaffinität nimmt zu) und sie ist am meisten exotherm in der Nähe von Fluor.

Die Elektronegativität…

...ist für die Elemente am rechten oberen Rand am größten.      Diese Elemente werden elektronegativ genannt.

...ist für die Elemente am linken unteren Rand am niedrigsten.   Diese Elemente werden elektropositiv genannt.

...ist groß, wenn Elektronenaffinität und Ionisationsenergie hoch sind, da das Atom dann wahrscheinlich ein Elektron aufnimmt und ein Anion bildet.

...ist niedrig, wenn Elektronenaffinität und Ionisationsenergie klein sind, da das Atom dann wahrscheinlich ein Elektron abgibt und ein Kation bildet.

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Beschreiben Sie die Periodizität der physikalischen Eigenschaften: Atomradien, Ionenradien, Ionisationsenergie

Periodizität der physikalischen Eigenschaften

Atomradien…

...nehmen im Allgemeinen von links nach rechts in der Periode ab und in der Gruppe von oben nach unten zu.--

...nehmen aufgrund ihrer zunehmenden effektiven Kernladung in einer Periode ab.

...nehmen in einer Gruppe zu, da die äußeren Elektronen Schalen einnehmen, welche immer weiter vom Kern entfernt sind.

Ionenradien…

...der Kationen sind kleiner als die Atomradien der dazugehörigen Atome. (Durch Abgabe ein oder mehr Elektronen bleiben nur stark gebundene Elektronen über)

...der Anionen sind größer als die Atomradien der dazugehörigen Atome. (Durch die Zunahme der Zahl an Elektronen in der Valenzschale und der abstoßenden Effekte)

...nehmen gleich wie die Atomradien und aus demselben Grund in der Periode von links nach rechts ab und in der Gruppe von oben nach unten zu.

Ionisationsenergie…

...Die Ionisationsenergie steigt mit zunehmender Zahl der entfernten Elektronen. Wenn ein Valenzelektron entfernt wird nur gering, wenn ein Elektron aus einer abgeschlossenen Edelgasschale entfernt werden muss stark.

...variiert periodisch mit der Ordnungszahl.

...nimmt im Allgemeinen in der Periode von links nach rechts zu und nimmt dann wieder ab, wenn die nächste Periode beginnt

...Zunahme in der Periode folgt dem Trend der Atomradien. Das Abnehmen der Atomradien und die Zunahme der effektiven Kernladung führt dazu, dass die Elektronen bei Atomen weiter rechts näher an einem stärker geladenen Kern und dadurch schwerer zu entfernen sind.

...Abnahme in der Gruppe ist auf die Position der Valenzelektronen zurückzuführen, welche immer höher energetische Schalen mit höheren Hauptquantenzahlen besetzen und dadurch weniger stark gebunden sind.

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Definieren sie die Begriffe: Atomradius, Ionenradius, Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Elektronegativität

Atomradius…

...eines Elementes ist der halbe Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Atome.

...ist bei Metallen die Distanz in der festen Probe.

...ist bei Nichtmetallen ist es der Abstand zwischen zweier Kerne zweier Atome, die durch eine einfache chemische Bindung zusammenhängen.

Ionenradius

...Der Ionenradius eines Elementes ist sein Beitrag zum Abstand zwischen benachbarten Ionen in einer festen ionischen Verbindung.

...Die Distanz zwischen den Kernen eines Kations und seines benachbarten Anion ist die Summe zweier Ionenradien.

... In der Praxis werden mithilfe des Radios des Oxidions (O2-) mit 140 pm die Radien der anderen Ionen berechnet.

Ionisationsenergie…

...eines Elementes ist die minimale Energie, die nötig ist, um ein Elektron vom Grundzustand eines gasförmigen Atoms zu entfernen.

...I1 eines Elementes E ist die min. Energie …. von einem neutralen Atom E in der Gasphase zu entfernen

...I2 eines Elementes E+ ist die min. Energie …. von dem einfach geladenen Kation in der Gasphase zu entfernen

...Die zweite Ionisierungsenergie eines Elementes ist immer höher als die erste, weil mehr Energie nötig ist, um ein Elektron von einem positiv geladenen Ion zu entrfernen als von einem Neutralatom.

Elektronenaffinität...

...ist die freigesetzte Energie, wenn ein Elektron an ein Atom oder Ion eines Elementes in der Gasphase addiert wird.

...EEA eines Elementes ist ein Maß für die Energieänderung, die auftritt, wenn ein Elektron auf ein Atom oder Ion übertragen wird.

...Ist hoch wenn bei der Anlagerung des Elektrons viel Energie freigesetzt wird.

...Ist negativ, wenn Energie aufgewandt werden muss um ein Elektron an ein Atom anzulagern

Elektronegativität χ...

...eines Elementes ist ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms in einer Verbindung Elektronen an sich zu ziehen.

...Ist hoch, wenn ein Element eine starke Tendenz hat Elektronen anzuziehen.

...Ist niedrig, wenn ein Element leicht ein Elektron an ein elektronegativeres Atom in einer Verbindung verliert.

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Definieren sie die Begriffe Standardreaktionsenthalpie-Standardbildungsenthalpie

Die Standardreaktionsenthalpie...

...ist die Reaktionsenthalpie bei der Umsetzung der Reaktanden in deren STANDARDZUSTAND in Produkte in deren STANDARDZUSTAND.

 

Die Standardbildungsenthalpie...

...einer Verbindung ist die Standardreaktionsenthalpie pro Mol der Verbindung für die Synthese aus den Elementen in ihrer stabilsten Form bei 1 atm und der angegebenen Temperatur.

...folgt aus der Definition der Elemente als thermochemischen Ausgangspunkt (0 Punkt). Damit liegt jede Verbindung bei jener thermochemischen Höhe, die durch die Enthalpieänderung definiert ist, die bei der Bildung des Moleküls aus seinen Elementen auftritt.

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Definieren sie die Begriffe Energie, Wärme, Enthalpie, endothermer exothermer Prozess:

Die Energie...

...eines Systems ist ein Maß für die Fähigkeit dieses Systems Arbeit zu leisten oder Wärme zu produzieren.

Die Wärme...

...Der Energietransport erfolgt aufgrund einer Temperaturdifferenz

... die Energie fließt dabei immer von der höheren zur niedrigeren Temperatur

...Ist eine primitive Art Energie frei zusetzen.

Enthalpie

 

... ist ein Maß für die Energie eines thermodynamischen Systems

... Die Änderung der Enthalpie eines Systems ist gleich der freigesetzten oder aufgenommenen Wärmemenge bei konstanten Druck.

...Die Enthalpie einer Probe hängt von ihrem Aggregatzustand, von der Temperatur und dem Druck und der Größe der Probe ab.

...Die Enthalpie ist wie ein Energiereservoir, das als Wärme in Erscheinung treten kann.

...Wenn Wärme freigesetzt wird sinkt die Enthalpie →  Änderung ist negativ -ΔH

 

Ein endothermer Prozess...

...ist eine Reaktion bei der Wärme absorbiert wird.

...ist eine Änderung bei der die Enthalpieänderung ΔH positiv ist.

Ein exothermer Prozess...

...ist eine Reaktion bei der Wärme freigesetzt wird.

...ist eine Änderung bei der die Enthalpieänderung ΔH negativ ist.

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Definieren sie den Begriff Ideale Gase (Erklärung der Formel inkl. Einheiten):

Ideale Gase sind hypothetische Gase, die vollkommen durch die Ideale Gasgleichung beschrieben werden können. Das ideale Gasgesetz gilt in angenäherter Form für alle Gase unter normalen Laborbedingungen und alle Gase gehorchen diesem Gesetz zunehmend besser, wenn der Druck reduziert wird und die Temperatur steigt. Der Grund dafür besteht darin, dass der Abstand zwischen den einzelnen Gasmolekülen schon bei normalen Bedingungen sehr groß ist und diese sich daher weitgehend unabhängig voneinander bewegen. Bei noch geringerem Druck werden die Abstände noch größer und die Wechselwirkungen zwischen den Gasmolekülen wird noch geringer.

Bei einem Idealen Gas bewegen sich die Moleküle völlig unabhängig voneinander, mit Ausnahme der immer wieder stattfindenden Zusammenstöße.

Das IDEALE GASGESETZ folgt aus der Abhängigkeit der Gase von Druck, Temperatur und Volumen.

p*V = n*R*T                  p=[Pa]          V=[m^3]       n=[mol]     R=8,314[J/(mol*K)]      T=[K]

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Definieren sie den Begriff molare Konzentration

Die molare Konzentration…

...stellt die Verbindung zwischen dem Volumen und der in diesem Volumen gelösten Stoffmenge her.

...eines gelösten Stoffes in einer Lösung ist die Stoffmenge pro Liter Lösung.

...wird auch Molarität genannt.

...hat die Einheit Mol pro Liter (mol/l)

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Definieren sie den Begriff limitierendes Reagenz

Ein limitierendes Reagenz…

...ist ein Reaktand, der die theoretische Ausbeute eines Reaktionsproduktes bestimmt.

...beschränkt die Menge eines Produkts einer Gleichung. Nur so viel Produkt, wie limitierendes Reagenz.

...ist eine Ausgangssubstanz, welche weniger als dem richtigen stöchiometrischen Verhältnis entsprechend vorhanden ist.

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 Definieren sie die Begriffe Oxidation und Reduktion und Zählen sie die Regeln für die Zuordnung der Oxidationszahlen auf:

Beispiel: 2Mg(s)+O2(g) --> 2Mg2+(s)+202-(s)

                                                       2MgO(s)

Oxidation ist…

...die Abgabe von Elektronen. --> Die Oxidationszahl steigt

...ebenfalls die Bezeichnung der Reaktion einer Substanz mit Sauerstoff.

Mg(s) --> Mg2+(s)+2e-

Reduktion ist…

...die Aufnahme von Elektronen. --> Die Oxidationszahl sinkt.

...ursprünglich die Verringerung des Sauerstoffgehaltes in einer Verbindung.

O2(g)+4e- --> 2O2-(s)

Der Elektronentransfer führt zu stabileren Produkten als die Reaktanden sind und diese Änderung (Verbesserung) der Stabilität ist die treibende Kraft für solche Reaktionen.

Zuordnung der Oxidationszahlen:

siehe Bild

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Benennung von 3 Arten chemischer Reaktionen (+Beispiel):

  • Fällung
  • Zersetzung
  • Redox

Fällung

Klassifikationsschema 2: treibende Kraft der Reaktion

Bildung eines Niederschlages, wenn zwei Lösungen gemischt werden:

3CaCl2(aq) + 2Na3PO4(aq) --> Ca3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq)

Treibende Kraft: Bildung eines unlöslichen Niederschlages

 

Zersetzung

Klassifikationsschema 1: Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen und Produkte

Bildung einfacherer Substanzen aus einem Ausgangsmaterial:

CaCO3 --^--> CaO+CO2

Redox

Klassifikationsschema 2: treibende Kraft der Reaktion

Übertragung von Elektronen von einer Spezies auf eine andere:

2Mg(s) + O2(g) --> 2MgO(s)

Treibende Kraft: Übertragen der Elektronen führt zu größerer Stabilität

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Benennung von 3 Arten chemischer Reaktionen (+Beispiel):

  • Korrosion
  • Doppelter Austausch (Metathese)
  • Neutralisation

Korrosion

Klassifikationsschema 1: Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen und Produkte

Reaktion eines Metalles mit Sauerstoff unter Bildung des Metalloxides:

4Fe(s)+3O2(g) --> 2Fe2O3(s)

 

Doppelter Austausch (Metathese)

Klassifikationsschema 1: Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen und Produkte

der Austausch der Partner:

2NaCl(aq) + Pb(NO3)2(aq) --> 2NaNO3(aq) + PbCl2(s)

 

Neutralisation

Klassifikationsschema 2: treibende Kraft der Reaktion

Reaktion zwischen einer Säure und einer Base:

HCl(aq) + NaOH(aq) --> NaCl(aq) + H2O(l)

Treibende Kraft: Bildung des Lösungsmittels (Wasser)

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Benennung von 3 Arten chemischer Reaktionen (+Beispiel):

  • Synthese
  • Gasbildung
  • Verbrennung

Synthese

Klassifikationsschema 1: Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen und Produkte

Bildung einer Verbindung aus einfacheren Ausgangsmaterialien

2H2 + O2 --> 2H2O

Gasbildung

Klassifikationsschema 2: treibende Kraft der Reaktion

Bildung eines Gases:

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) --> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Treibende Kraft: Bildung eines Gases

Verbrennung

Klassifikationsschema 1: Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen und Produkte

Reaktion mit Sauerstoff unter Bildung von CO2, H2O, N2 und Oxiden anderer Elemente, welche zugegen sind.

CH4(g) + 2O2(g) --> 2H2O(g) + CO2(g)