Chemie für Bauingenieure

(1) schwerstes Edelgas, Radon-222 entsteht beim Zerfall von Uran 238

(2) radioaktiv

(3) dringt durch Böden, Risse, etc in Wohnräume

(4) radonhaltige Luft im Keller

Energie, die frei wird, wenn Protonen und Neutronen zusammengebunden werden, immer positiv

(1) pos. Energiewerte --> Enrgie aufgenommen (endotherm)

(2) neg. Energiewerte --> Energie freigesetzt (exothermI)

(3) Bildung von neuen Bindungen --> Gitterenergie

(4) energetisch günstig  --> so tiefe Energie wie möglich

\(\Delta H sol = \Delta Hl + \Delta Hhyd\)

Hsol > 0 endotherm

Hsol < 0 exotherm

Hl --> Gitterenthalpie

Hhyd --> Enthalpie durch Hydration

(1) Nichtmetalle

(2) Elektronen teilen

(3) gerichtet und stark aber schwächer als ionische Bindung

(4) 1-3 fach Bindungen

• Oktettenregel erfüllen
• niedrigste Ionisierungsenergie --> Zentralatom
• Nicht-Metalle nicht in Lewis nehmen, sondern als Anion/Kation berrechnen

• apolar --> homoatomar --> symmetrisch  --> \(\Delta E\) = 0
• polar --> heteroatomar --> unsymmetrisch -->  Dipol-Dipol-Kräfte

- Mass für ionischen Charakter

- = 0 --> symmetrisches Molekül

- Einzelne Momente zwischen gebundenen Atomen einzeichnen --> Vektor von kleineren Elektronegativität zu grösserer --> Resultierender Vektor bilden

- je grösser Partialladung und \(\Delta EN\) desto ionischer

Moleküle ohne Volumen, interagieren nicht miteinander

X_a = \(\frac {n_a}{n} \)  --> \(P* V = \frac {n_a}{x_a} * R*T\)  -->.  \(x_a * P = \frac {n_aRT}{V} = P_a\)

X_a --> Verhältnis Stoffmengenanteil

P_a --> Partialdruck

• In Troposphäre --> Treibhausgas, Luftverschmutzer
• In Stratosphäre --> Schützt vor UV-Strahlung  in dem es sie in Infrarot absorbiert
• Radikal wird von Sonnenstrahlung abgespaltet und bindet sich mit anderem O₂

• NO --> Stickstoffmonoxid , NO₂ --> Stickstoffdioxid
• NO_x in Stratosphäre --> helfen Ozon abzubauen
• NO_x in Troposphäre --> helfen Ozon zu bilden
• NO_x entstehen bei Verbrennung von Treibstoffen

• Ion - Ion --> stärkste intermolekulare Kraft
• Intermolekulare Kräfte bestimmen Siedepunkt, Schmelzpunkt, Dichte, usw

- polare Moleküle wenn Atome untersch. EN

- hängt nur von Polarität des Moleküls ab

- Abstandkorrelation:  \(\frac {1}{r^3}\)

- 5% Stärke von kov. Bindungen

- Jedoch grossen Einfluss auf gwisse Eigenschaften (z.B. Siedepunkt)

- nur bei Molekülen mit starker polarer Bindung zwischen Wasserstoff & kleinen Atomen wie N, O, F

- in biologischen Systemen

- Überbegriffe für Wechselw. mit Abstandkorrelation \(\frac {1}{r^6}\)

- Alle Moleküle betreffend

- grösser, je mehr Elektronen, desto kleiner r

- einzige Wechselwirkungen von apolare Moleküle

• Energie Übergnag von flüssig zu  gas
• höher mit grösseren intermolekularen Kräften
• ionische Bindungen höhere SP als kovalente
• H-Bindungen erhöhen SP
• hoher SP --> tiefer Ausdehungskoeffizient

• Moleküle so nah aneinander wie bei Festkörpern, aber kin. Energie so hoch, dass sie sich bewegen
• Nahordnung

• Wiederstand gegen das Fliessen
• je höher, desto langsamer ist das Fliessen
• je höher intermolekulare Kräfte desto grösser ist Viskosität
• langkettige Moleküle haben höhere Viskosität
• hohe Temperatur --> sinkende Viskosität
• höhere Aktivierungsenergie = höhere Viskosität

• hydrophob
• nanostrukturen der Oberfläche --> Wasser perlt ab

• hydrophil
• polare Lösungen benetzen polare Oberflächen
• Oberflächen mit H-Brücken treten mit Wasser in Wechselwirkung

• Fernordnung
• Atome, Ionen, Moleküle regelmässig angeordnet
• klare Oberfläche
• bestimmtes Beugungsmuster bei Röntgenstrahlen

• Nahordnung
• Struktur ähnlch wie Flüssigkeiten 
   

• Ionen entgegengesetzter Ladung
• elektrostatische Kräfte
• hoher Schmelzpkt
• elektronische Leitfähigkeit wenn in Wasser gelöst

• kontinuierliches Netzwerk im ganzen Festkörper
• Teilen sich Elektronen

• Kationen die durch Elektronen zusammengehalten werden
• formbar / glänzen
• hoher Schmelzpkt

Allotrope: gleiches Element aber anderst angeordnet --> andere Eigenschaften

Diamant:

• tetraedisches Gerüst
• führt zu hoher Härte
• starre kovalente Bindung --> guter Wärmeleiter

Graphit:

• geschichtete Struktur
• jede Schicht aus kov. Bind. jedoch Wechselwirkungen zwischen den Schichten schwach
• Elektronen gut freibewegbar --> guter el. Leiter

KRZ: KZ = 8, \(a = {4*r \over \sqrt{3} }\)

KFZ: KZ = 12

hdP: KZ = 12

Koordinationszahl (KZ) = Anzahl benachbarter Atome 

metallische Materialien aus einer Mischung von zwei oder mehreren Metallen

Gleichgewicht zwischen Abstossung der Atomrümpfe und Anziehung durch freie Elektronen. Hängt von V.E. und Atomgrösse ab.

Hoher Schmelzpkt --> hohe Bindungsenergie

Thermischer Ausdehnungskoeffizient umgekehrt proportional zum Schmelzpkt

Steigt mit Schmelztemperatur. Sinkt mit steigender thermischen Expansion.