Chemie

1836 : 1

Kern ∼ 1 fm = 10^-15m 

Atom 100 – 400pm = 100 - 400*10^-12m

also etwa 1 : 105

1 amu = 1/12 der Masse eines ¹²C Atoms = 1,6605*10 ^-24g

1 amu * NA (Avogadrozahl) = 1g 

1 Mol ¹²C Atome = 12.00000g

Atome gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlicher Massenzahl.

Massenspektrometer, wiederholte Destillation, Elektrolyse, Diffusion, Zentrifugieren...

Spontaner Zerfall von instabilen Atomkernen unter Ausstoß von radioaktiver Strahlung und Umwandlung zu anderen Kernen.

natürliche radioaktive Stoffe geben α-, β- und γ-Strahlen ab.

Hauptquantenzahl n = 1, 2, 3 usw.

Nebenquantenzahl l = 0, 1, 2, 3, usw. oder s-, p-, d-, und f-Zustände, wobei jede Nebenschale 4l + 2 Elektronen aufnehmen kann.  

Magnetische Quantenzahl ml = -l, -(l - 1), 0, +(l - 1), +l  

Spinmagnetquantenzahl s = + ½ oder – ½

Kugelförmige Ladungsverteilung um den Atomkern bei s-Elektron.

Die Ladungsdichte ist bei p-Orbitalen nicht kugelförmig; es ist eine ebene Knotenfläche vorhanden, die durch den Atomkern verläuft. Auf jeder Seite der Knotenfläche ist ein Bereich mit höherer Ladungsdichte:

p-Orbital lässt sich als hantelförmig beschreiben.

p_x, p_y, p_z

d-Orbitale können als rosettenförmig beschrieben werden (zwei Knotenebenen):

d_xy, d_xz, d_yz, d_x2_-y2 und d_z2

Ein Gas verhält sich ideal, wenn zwischen den Gasteilchen keine Anziehungskräfte wirksam sind und wenn das Volumen der Gasteilchen vernachlässigbar klein ist gegen das Volumen des Gasraumes.

ideales Gasgesetz:

p*V = n*R*T

(p = Druck; V = Volumen; n = Anzahl Mole; R = allgemeine Gaskonstante; T = Temperatur in K)

ideales Molvolumen:

Bei allen idealen Gasen nimmt bei 1,013 bar = 1 atm und 0 °C ein Mol ein Volumen von 22,414 l ein.

a) Ionenbindung: Anziehende Kraft, die negative und positive Ionen zusammenhält und zu einem Ionenkristall führt. Sie kommt durch den Übergang von Elektronen von einer Atomsorte auf eine andere zustande: z.B. von Alkali/Erdalkali-Metallatomen auf Nichtmetallatome wie Halogene.

b) Atombindung oder kovalente Bindung: Bindung, die durch gemeinsame Elektronen zwischen zwei Atomen bewirkt wird.

c) Bei metallischer Bindung sind die an der Bindung beteiligten Elektronen (Valenzelektronen) innerhalb des Metallgitters „frei“ beweglich („Elektronengas“). Das Metallgitter besteht aus den positiv geladenen Atomrümpfen und dem Elektronengas.

a) Metall: Valenzband ist nur teilweise mit Elektronen besetzt bzw. überlappt mit dem Leitungsband, Elektronen sind frei beweglich.

b) Halbleiter: Valenzband ist voll besetzt und durch eine kleine Energielücke (verbotene Zone) vom Leitungsband getrennt. Durch Energiezufuhr (thermisch, optisch,...) können Elektronen vom Valenzband ins Leitungsband angehoben werden. Die Elektronen im Leitungsband und die Defektelektronen (Löcher) im Valenzband bewirken Leitfähigkeit. Diese nimmt mit der Temperatur zu.

c) Isolator: Valenzband voll besetzt, durch große Energielücke vom Leitungsband getrennt; thermische Energie reicht nicht aus für Übergänge von Elektronen vom Valenz- ins Leitungsband.

a) Inner Energie U: Jeder Stoff hat in sich Energie in gespeicherter Form, deren absolute Größe unbekannt ist.

b) ΔU: Differenz der inneren Energien der Ausgangs- und Endprodukte einer Reaktion.

c) Enthalpie H: Wärmeinhalt eines Stoffes, dessen absolute Größe unbekannt ist.

d) Rektionsenthalpie ΔH: in einem offenen System (konstanter Druck) kann bei einer Reaktion neben Wärmeenergie ΔH (Reaktionswärme) Reaktionsenergie auch noch in Form von Volumenarbeit anfallen.

exotherme Reaktion: ΔH negativ, Wärmeenergie wird abgegeben

endotherme Reaktion: ΔH positiv, Wärmeenergie wird aufgenommen

a) 1. Hauptsatz (Energieerhaltung): Energie kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden, sie kann aber weder erzeugt noch vernichtet werden. Die innere Energie U eines abgeschlossenen Systems ist konstant.

b) 2. Hauptsatz (Entropiesatz): Ein spontaner (freiwillig ablaufender) Vorgang wird von einer Zunahme der Gesamtentropie von System und Umgebung begleitet.

a) Die Freie Reaktionsenthalpie ΔG bezieht sich auf die Änderung der Gesamtentropie ΔS_ges bei einer Reaktion und ist definiert als: ΔG=-T*ΔS_ges

b) ΔG=ΔH-T*ΔS

ΔS bezieht sich hier auf das System.

c) spontane Reaktion: ΔG negativ

erzwungene Reaktion: ΔG positiv

Gleichgewicht: ΔG = 0

a) Als Elektronegativität bezeichnet man die Fähigkeit eines Atoms in einem Molekül, gemeinsame Bindungselektronen zu sich heranzuziehen.

b) Laut obiger Definition kann es sich bei der Elektronegativität nicht um eine globale Eigenschaft eines Elementatoms handeln, da sie immer auch von den anderen Bindungspartnern abhängt.

c) F > O > Cl > N >S > P > Li > K (zwischen Cl und N nur geringer Unterschied)

a) Als Puffer bezeichnet man eine Mischung aus einer schwachen Säure und ihrer korrespondierenden Base bzw. einer schwachen Base und ihrer korrespondierenden Säure. Ein Puffer wirkt, indem er eine dem Puffer zugegebene, starke Säure oder Base durch Reaktion mit der Pufferbase bzw. der Puffersäure abfängt, ohne dass sich der pH-Wert der Lösung dabei stark verändert.

b) Henderson-Hasselbalch: pH=pK_s-log[HA]/[A^-] (oder pH=pK_s+log[A^-]/[HA]) pK_s ist dabei der pK_s-Wert der dem Puffer zugrundeliegenden Säure.

Löslichkeitsprodukt ist die Gleichgewichtskonstante für den Vorgang der Auflösung einer schwerlöslichen Verbindung. Die schwerlösliche Verbindung (Bodenkörper) befindet sich im Gleichgewicht mit Ionen der Lösung.

Als Katalysator bezeichnet man einen Stoff, der eine Reaktion beschleunigt, indem er einen Reaktionsweg/Reaktionskanal niedrigerer Aktivierungsenergie eröffnet.

a) SO₃: O hat Oxidationszahl (OZ) -2, S hat damit OZ +6

SO₃^2-: O hat Oxidationszahl (OZ) -2, insgesamt trägt das Molekül zwei negative Ladungen; da die Außenladung der Summe aller OZ entspricht, hat das S-Atom hier die OZ +4

b) NH₃: H hat in Verbindungen mit elektrongativeren Elementen OZ +1 → N hat OZ -3.

NH₂OH: N hat OZ -1.

NO_2^-: N hat OZ +3.

c) H₂O: O hat OZ -2.

F₂O: F ist elektronegativer als O, hat also OZ -1, O hat damit die OZ +2.

d) H₂O₂: H hat die OZ +1, O damit die OZ -1.

a) Aufbau und Fixierung fester Strukturen (Knochen, Außenskelette): Mg²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺

b) schnelle Informationsübertragung (Reizleitung der Nerven, Muskelkontraktion): Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺