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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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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