Anorganische Chemie

AC für 1. Semester Medizin UZH

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Kartei Details

Karten	236
Lernende	18
Sprache	Deutsch
Kategorie	Chemie
Stufe	Universität
Erstellt / Aktualisiert	21.12.2015 / 09.08.2024
Weblink	https://card2brain.ch/box/anorganische_chemie7
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Verbrennung

Kohlenwasserstoff + O₂ → CO₂ + H₂O + CO (bei unvollständiger Verbrennung)

Sauerstoff

· Herstellung durch Luftverflüssigung und Destillation

· 2 Modifikationen: Singulett-Sauerstoff und Triplett-Sauerstoff

· Singulett-Sauerstoff: diagmagnetisch, energiereich, sehr reaktiv, kurzlebig (〈O=O〉)

· Triplett-Sauerstoff: paramagnetisch, energiearm, reaktionsträge, langlebig ( |Ȯ - Ȯ| )

(paramagnetisch: ungepaare Elektronen, werden vom Magnetfeld angezogen

diamagnetisch: gepaarte Elektronen, werden vom Magnetfeld abgestossen)

Ozon O₃

· nicht-biologische Modifikation von Sauerstoff (farblos - bläulich)

· starkes Oxidationsmittel

· Vorkommen in der Stratosphäre (fängt kosmische Strahlung ab (siehe unten), wird durch Chlor als Katalysator zerstört)

· kann aus Sauerstoff gebildet werden:

3 O₂ → 2 O₃ (durch elektrische Entladung)

O₂→ 2 O → 2 O₃ (erste Reaktion durch UV-/Röntgenstrahlung, zweite Reaktion durch Zugabe von 2 O₂)

Sauerstoffverbindungen ( O₂^- / H₂O₂ / ·OH )

· sind starke Oxidationsmittel

· tragen vermutlich zum Alterungsprozess bei

· ·OH-Radikal ist ein Proteinkiller (kann mit allen Molekülbestandteilen in der Zelle reagieren)

· Superoxid(Hyperoxid)-Ion (O₂^-) ist schädigend und wird deshalb durch Enzym gespalten (O₂^- + HO₂ → O₂ + HO₂^-)

· Peroxid-Ion (O₂^2-) ist eine starke Base, liegt deshalb in physiologischen Lösungen nur als H₂O₂ oder HO₂^- vor

· 2 H₂O₂ disproportionieren zu 2 H₂O + O₂ (Katalase als Katalysator)

· H₂O₂ ist Reduktionsmittel als auch Oxidationsmittel (durch Zugabe von nur 1 e^- bildet sich OH^- + ·OH)

Wasser

· sp³ - Hybridisierung des O-Atoms

· Bindungswinkel ist kleiner als idealer Tetraederwinkel (109.28° vs. 105°; Begründung: Abstossung der n.b. Elektronenpaare)

· Dichteanomalie des Wasser: noch nicht gefrorene Wassermoleküle können noch in die vorhandenen Hohlräume eindringen

· hat ungewöhnlich hohe Dielektrizitätskonstante (wegen H-Brücken, nicht wegen Dipolmoment) = Abschrimung des E-Feld

Schwefel

· Nur Pflanzen können Schwefel als Sulfat aufnehmen

· Sulfat wird in Cystein umgewandelt (Schwefelquelle für Mensch und Tier)

Schwefelverbindungen ( H₂S / S^2- / SO₃ / H₂SO₄ )

· H₂S ist giftig und eine sehr schwache Säure (aber stärker als Wasser)

· S^2- ist sehr gross und daher leicht polarisierbar → führt zur Überlappung von Orbitalen (z.B. zwischen Anion und Kation) und

zur Bildung von kovalenten Bindungen → Sulfide sind sehr schlecht löslich

· SO₃ (Schwefeltrioxid) wird weltweit am meisten produziert (2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃)

· H₂SO₄ ← SO₃ + H₂O

Halogene

· kommen elementar als X₂ - Moleküle vor

· Gase sind starke Atemgifte

· Fluor (gasförmig / F^- härtet den Zahnschmelz)

· Chlor (gasförmig / Cl^- ist häufigstes Gegenanion von Metallkationen)

· Brom (flüssig)

· Iod (fest / IO₃^- wird in Iod-Tabletten verabreicht)

Halogenverbindungen mit positiven Oxidationszuständen

Chlor:

· OCl^- / Hypochlorit (+I) (bei Immunabwehr / Bleichmittel / Desinfektionsmittel)

· ClO₂^- / Chlorit (+III) (Bleichmittel / Desinfektionsmittel)

· ClO₃^- / Chlorat (+V) (Oxidationsmittel / Feuerwerk)

· ClO₄^- / Perchlorat (+VII) (Oxidationsmittel / HClO₄ ist eine der stärksten Säuren)

Brom:

· wie Chlor-Verbindungen

Iod:

· IO₃^- / Iodat (+V)

· IO₄^- / Periodat (+VII)

Fluor:

· nicht möglich, da EN = 4 = maximum

(In Klammern steht die Oxidationszahl des Halogen-Atoms)

Chemie der d-Block Elemente

· leichter Wechsel der Oxidationsstufen

· häufigste Oxidationsstufen sind 0 / +II / +III

· Die M²⁺ - Ionen haben ca. den halben Radius des M - Atomkerns

· Der Atomradius der M³⁺ - Ionen ist leicht kleiner als der, der M²⁺ - Ionen

Königswasser

· 1 HNO₃ + 3 HCl

· Löst Gold und Platin

Gips / Glaubersalz

· Sulfate

· Gips: CaSO₄ · 2 H₂O

· Glaubersalz: Na₂SO₄ · 10 H₂O

Chromate

· Cr (+VI)

· stark oxidierend

· cancerogen

Verwendung von TiO₂ / CrO₂ / MnO₂

_{(Oxidationszahl +IV)}

TiO₂: Weisspigment / Photokatalysator

CrO₂: ferromagnetisch / Magnetbänder

MnO₂: Braunstein / wichtiges Manganmineral

Komplex

· Koordinationszentrum + Ligandhülle

· Koordinative Bindung (= Wechselwirkung zwischen Lewis-Säure und Lewis-Base) wird mit Pfeil dargestellt

· oft Edelgaskonfiguration erfüllt

Koordinationszentrum

· Metallatom / Metall-Ion

· Lewis-Säure

Ligand

· Ion oder Molekül (= Neutralligand)

· Lewis-Base

Koordinationszahl

Anzahl Liganden pro Koordinationszentrum

Typische Eigenschaften von Komplexen

· starke Färbung

· Redoxeigenschaften

· Ionenreaktionen

Räumliche Anordnung der Liganden (KZ = 2)

· linear

· Spezialität von Silber und Gold

Räumliche Anordnung der Liganden (KZ = 4)

· tetraedrisch oder quadratisch planar

Räumliche Anordnung der Liganden (KZ = 6)

· oktaedrisch

Ligand - Bindungsstelle

· Donoratom

· Koordinationsstelle

Chelatliganden

· besitzen mehrere Donoratome im Molekül

· Beispiel EDTA

Lewis-Säure

Elektronenpaarakzeptor

Lewis-Base

Elektronenpaardonator

stabil / instabil vs. inert / labil

· stabil: Bildungsenthalpie ∆H < 0 (Thermodynamik)

· instabil: Bildungsenthalpie ∆H > 0 (Thermodynamik)

· inert: hohe Aktivierungsenergie (Kinetik)

· labil: niedrige Aktivierungsenergie (Kinetik)

Bindungsisomere (von Komplexen)

· Ein Ligand besitzt mehrere Donoratome

Beispiele:

· L_nM←NO₂ / L_nM←ONO

· L_nM←CN / L_nM←NC

Stereoisomere (von Komplexen)

· Konfigurationsisomere

· gleiche Verknüpfung der Atome

· unterschiedlicher räumlicher Bau

Stellungsisomere (von Komplexen)

· geometrische Isomere

· Stereoisomere, die sich in der Anordnung der Liganden um das Metallzentrum unterscheiden

Enantiomere (von Komplexen)

· Stereoisomere, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten

· optische Isomere

cis-Platin

· Krebsmedikament

· quadratisch planar

Summenformel und Lewis-Formel von en

C₂H₈N₂

Racemat

Homogenes 1:1 Gemisch von Enantiomeren

Chelateffekt

· Chelatkomplexe sind stabiler, weil die Entropie zunimmt (frei bewegliche Zeilchenzahl nimmt zu)

· Der Effekt wird umso grösser, je mehr Donoratome ein Chelatligand (Chelator) hat

Disproportionierung

· Ein Element fungiert sowohl als Reduktionsmittel, als auch als Oxidationsmittel

· Häufig bei Übergangsmetallen

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