Chemie HK1

.. Gemische erscheinen einheitlich, sie sind von blossem Auge nicht als Gemische erkennbar. Homogen sind z.B. Lösungen von Kochsalz, von Zucker, oder von Alkohol in Wasser.

.. Gemische erscheinen uneinheitlich, sie sind von blossem Auge als Gemische erkennbar. Die Komponenten eines heterogenen Gemsichs unterscheiden sich, z.B. in der Farbe (Granit) oder im Zustand (Rauch mit Wasserdampf- und festen Russpartikelanteilen).

Bei chemischen Reaktonen werden Stoffe umgewandelt. Ausgansstoffe (Edukte) reagieren in einem bestimmten Massenverhältnis zu Endstoffen (Produkten). In der Reaktionsgleichung wird der Vorgang der Stoffumwandlung durch der Reaktiionspfeil zwischen Edukt(en) und Produk(en) ausgedrückt.

Reagieren bei einer Reaktion Elemente zu einer neuen Verbindung, spricht man von einer Synthese. Dies bedeutet Zusammensetzung. In der Chemie wird der Begriff Synthese im allgmeinen Sinn für die Herstellung neuer Stoffe verwendet, auch wenn diese nicht von den Elementen ausgehen

Will man umgekehrt feststellen, aus welchen Elementen eine Verbindung ursprünglich hergestellt wurde, lässt sich die Verbindung durch chemische Vorgänge auch wieder in diese Elemente zerlegen. Dies nennt man Analyse. Eine Analyse ist eigentlich die genaue Untersuchung eines komplexen Ganzen durch Zersetzung in einfachere Teile.

Weil sich die beiden Edukte bei der Reaktion zu einem neuen Stoff verbinden, bezeichnet man das Produkt als Verbindung. Eine Verbindung ist ein Reinstoff der sich nur durch chemische  Vorgänge zersetzen lässt

Die vollständige Analyse einer Verbindung führt zu den Elementen

Als Phasen bezeichnet man homogene Teile der Materie, die durch eine Grenzfäche voneinander getrennt sind. An der Phasengrenze ändern sich die Eigenschaften sprunghaft

Suspension durch Filtration

Emulsion durch Scheidetrichter (flüssigkeit mit höherer Dichte unten ablaufen)

Bild

Atome mit einer bestimmten Neutronenzahl werden Nuklide genannt

sind positiv geladen und relativ schwer, sie bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Ihre LAdung ist 2+und ihre Masse 4u

negative Ladung und leichter als a Strahlen. Sie bestehen aus sehr schnellen Elektronen

Reichweite von mehreren Kilometern. elektromagnetische Wellen von hoher Frequenz. Sie sind serh energiereich, wie Lichtstraheln oder Mikrowellen, und schädigen darum lebende Zellen

..einer Energiestufe. Auf der innersten Schale sind die energieärmsten Elektronen.

Z=2n^2            n=Schalennummer

Die energiearmen Schalen werden zuerst besetzt. Im Grundzustand der Atome sind die Elektronen so energiearm wie möglich

Um die Elektronenkonfiguration eines Atoms zu ermitteln, werden die Schalen von innen her, d.h. mit der energieärmsten beginnend, aufgefüllt.

um die Elektronenkonfiguration eines Atoms zu ermitteln, verteilt man die Elektronen entsprechend dem Schema in (siehe Bild) auf die Schalen, indem man diese, mit der energieärmsten beginnend, von unten her auffüllt.

Die energiereichsten Elektronen dieser Schale haben grössere Energie als die energieärmsten der höheren Schale. Eine Schale mit n>2(M-,N-,O-,P-,Q- Schale) kann darum erst voll besetzt werden wenn sich bereits Elektronen auf der nächsten Schale befinden, d.h. wenn sie nicht mehr die äusserste Schale ist.

Auf der Aussenschale eines Atoms können alson nie mehr als 8 Elektronen sein.

Man nennt die Elektronen auf der Aussenschale Valenzelektronen.

Ein Beispiel im Anhang mit Mangan

es bezeichnet einerseits einen erlaubten Energiezustand des Elektrons, ist aber anderseits auch ein Ausdruck für die Aufenthaltswarscheinlichkeit. Ein Orbital hat also eine charakteristische Energie und eine charakteristische Form.

• Hauptquantenzahl
• Bahndrehimpulsquantenzahl l (klein L)
• magnetische Quantenzahl ml
• Spinquantenzahl ms

Sie bestimmt den mittleren Abstand des Elektrons vom Kern. Die Hauptquantenzahl kann ganzzahlige Werte annehmen.

Diese Quantenzahl bestimmt die Form des Orbitals. Bei einer gegebenen Hauptquantenzahl n kann l alle ganzzahligen Werte von 0 bis n–1 annehmen. Ist die Hauptquantenzahl n beispielsweise 3, dann gibt es 3 Bahndrehimpulsquantenzahlen, nämlich 0, 1 und 2. Die Zahlenwerte von l werden im Allgemeinen durch Kleinbuchstaben ausgedrückt, hier sind die wichtigsten davon:

Sie gibt die räumliche Orientierung des Orbitals an. Die magnetische Quantenzahl kann alle ganzzahligen Werte von –l bis l annehmen. Wenn die Bahndrehimpulsquantenzahl l z.B. 1 ist (also ein p-Orbital), dann kann m l –1, 0 oder 1 sein

Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Bewegungen kannsich ein Elektron, vereinfacht gesagt, auch noch wie ein Kreisel um die eigene Achse dre-hen. Aufgrund seiner Ladung entsteht dadurch ein magnetischer Effekt. Die Spinquanten-zahl mskann die Werte +1/2oder –1/2annehmen, entsprechend den Orientierungsmög-lichkeiten parallel oder antiparallel zur Richtung des Magnetfelds. Die Spinquantenzahl hateine grosse Bedeutung bei der Bestimmung der Elektronenkonfiguration der Elemente.Dies erkannte der deutsche Physiker Wolfgang Pauli und formulierte das sogenanntePauli-Prinzip:Zwei Elektronen desselben Atoms müssen sich in mindestens einer Quan-tenzahl unterscheiden, und das ist oft die Spinquantenzahl. Eine wichtige Folge des Pauli-Prinzips ist, dass jedes Orbital maximal 2 Elektronen aufnehmen kann.

Beichemischen Vorgängenverändert sich die Hülle der Atome, die Atomkerne bleibenunverändert. Atome können Elektronen aufnehmen oder abgeben, wo durch Ionen entstehen.Die chemischen Eigenschaften der Elemente werden also bestimmt durch die Bereitschaftihrer Atome, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben

Metall-Atome haben wenige Valenzelektronen (VE) und geben diese ab. Dadurch werden siezu positiv geladenen Ionen. Die Abgabe von Valenzelektronen ist die typische chemischeEigenschaft von Metall-Atomen, die Grundlage ihrer metallischen Eigenschaften. Die metal-lischen Eigenschaften sind umso deutlicher, je kleiner die Rumpfladung und je grösser derAtomradius. Sie nehmen also in der Periode nach rechts ab und in der Gruppe nach unten zu.

Elemente mit vier oder fünf VE sind mehrheitlich Nichtmetalle, Halbmetalle oder Metalle. Ele-mente mit sechs oder sieben VE sind mehrheitlich Nichtmetalle.Nichtmetall-Atome nehmenElektronen auf, sie ergänzen ihre äusserste Schale auf acht und werden dadurch zu negativgeladenen Ionen. Die nichtmetallischen Eigenschaften nehmen in der Periode nach rechts zuund in der Gruppe nach unten ab

Die Anziehung der VE durch den Atomrumpf und damit die Höhe der Ionisierungsenergienimmt in der Periode nach rechts zu (weil die Rumpfladung zunimmt) und innerhalb der Gruppe nach unten ab (weil der Atomradius zunimmt)

Die Halbmetalle stehen in ihren Eigenschaften und im Periodensystem an der Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen. Die Grenze verläuft im PSE vom obersten Element der dritten Gruppe diagonal nach rechts unten zum untersten Element der siebten Gruppe

Die Alkalimetalle(Gruppe I) sind sehr reaktionsfreudige Metalle mit geringer Härte, kleinerDichte und tiefer Schmelz- und Siedetemperatur

Erdalkalimetalle(Gruppe II) sind reaktionsfreudige Metalle mit kleiner Dichte und tieferSchmelz- und Siedetemperatur

Halogene(Gruppe VII) sind reaktionsfreudige Nichtmetalle, die in der Natur nicht elementarvorkommen. Fluor und Chlor sind bei RT gasförmig, Brom ist flüssig, Iod fest

Edelgase(Gruppe VIII) sind reaktionsträge Nichtmetalle. Sie sind bei Raumtemperatur (RT)gasförmig.