Grundwissenkarten Hans-Carossa-Gymnasium

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1 Grundwissenkarten Hans-Carossa-Gymnasium Oberstufe Chemie SG Es sind insgesamt 27 Karten für die Oberstufe erarbeitet. Karten ausschneiden : Es ist auf der linken Blattseite die Vorderseite mit Frage/Aufgabe, auf der rechten Blattseite die Rückseite der Grundwissenskarte und die zugehörige Antwort. Die Karten waagrecht (an den Linien) durchschneiden, dann senkrecht (an der durchgehenden Linie) mittig zusammenklappen und kleben/laminieren.

2 Elektronegativität Maß für die Fähigkeit eines Atoms innerhalb eines Moleküls das bindende Elektronenpaar in einer Atombindung an sich zu ziehen. Elektronegativitätsunterschiede in Atombindungen führen zu polaren Atombindungen Dipol Moleküle mit negativen und positiven Pol. Voraussetzungen: - Molekül besitzt polare Atombindungen - Die Dipolmomente (Vektorpfeile!)dürfen sich gegenseitig nicht aufheben. Zwischenmolekulare Kräfte - van der Waals-Kräfte Relativ schwache Anziehungskräfte zwischenunpolaren Molekülen - Dipol-Dipol-Kräfte stärkere Anziehungskräfte zwischen polaren Molekülen (Dipolen) - Wasserstoffbrückenbindungen Sehr starke Anziehungskräfte zwischen besonders stark polarisierten Dipolen (z.b. HF, H 2 O und NH 3 ) Siedetemperatur Temperatur beim Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Bei konstantem Luftdruck abhängig von: der Größe der Masse der Moleküle diese Stoffes der Stärke der zwischenmolekularen Kräfte

3 Löslichkeit von Stoffen Prinzip: Gleiches löst sich in Gleichem (similiasimilibussolvuntur) Dipole und Ionen lösen sich gut in polaren Lösungsmitteln (z.b. H 2 O) hydrophile, lipophobe Stoffe Unpolare Moleküle (z.b. CH 4 und andere KW`s) lösen sich gut in unpolaren Lösungsmitteln (z.b. Benzin, Fett) lipophile, hydrophobe Stoffe Indikator Farbstoff, der nach Zugabe von Oxoniumionen oder Hydroxidionen eine charakteristische Farbreaktion zeigt und damit saure, basische und neutrale Lösungen anzeigt Säure und saure Lösung Säure = Teilchen, die Protonen abgeben können = Protonendonatoren Bsp.: HCl, H 2 SO 4, H 3 PO 4 Saure Lösung = Wässrige Lösung, die Oxoniumionen(H 3 O + ) enthält. Base und basische/alkalische Lösung Base = Teilchen, die Protonen aufnehmen können = Protonenakzeptoren Bsp.: NH 3 Basische/AlkalischeLösung = Wässerige Lösung, die Hydroxidionen(OH - ) enthält.

4 Wichtige saure und basische Lösungen Saure Lösungen HNO 3(aq) = Salpetersäure H 2 SO 4(aq) = Schwefelsäure H 2 CO 3(aq) = Kohlensäure H 3 PO 4(aq) = Phosphorsäure HCl (aq) = Salzsäure Basische Lösungen NaOH (aq) = Natronlauge KOH (aq) = Kalilauge Ca(OH) 2 (aq) = Kalkwasser Maß für die Konzentration von Oxoniumionen in wässrigen Lösungen ph-wert Skala: 0<pH<7 saure Lösung ph=7 neutrale Lösung 7<pH<14 basische Lösung Neutralisation Reaktion einer sauren und basischen Lösung, bei der eine neutrale Salzlösung entsteht. Es gilt: c(h 3 O + ) = c(oh - ) Saure Lsg. + Basische Lsg. Wasser + Salz Donator-Akzeptor- Prinzip Bei Protolysen (= Säure-Base-Reaktion = Protonenübertragungsreaktion) - Säure = Protonendonator - Base = Protonenakzeptor - Bsp.: HCl+ NH 3 Cl NH 4 Bei Redoxreaktionen (= Elektronenübergangsreaktionen) - Elektronendonator = Reduktionsmittel - Elektronenakzeptor = Oxidationsmittel

5 Redoxreaktion Alkane Elektronenübertragungsreaktion Besteht aus dem Vorgang der Oxidation und der Reduktion. Oxidation: (= Elektronenabgabe)Elektronendonator gibt Elektronen ab Erhöhung der Oxidationszahl Reduktion (= Elektronenaufnahme)Elektronenakzeptor nimmt Elektronen auf Erniedrigung der Oxidationszahl Sind alle Kohlenwasserstoffe (KW`s) d.h. ihre Moleküle bestehen nur C- und H- Atomen Allg. Summenformel: C 2 H 2n+2 beinhalten nur Einfachbindungen Reaktion mit Halogenen: Radikalische Substitution Beispiel: CH 4 + Br 2 Licht CH 3 Br + HBr Isomerie Atome von Molekülen mit der gleichen Summenformel können unterschiedlich verknüpft sein (Konstitution) oder bei gleicher Verknüpfung unterschiedlich räumlich angeordnet sein (Konformation). Reaktion einer Carbonsäure mit einem Alkanol unter Wasserabspaltung (Kondensation) das Reaktionsprodukt, ein Ester, kann in die Edukte zurückreagieren (Gleichgewichtsreaktion): Ester R1 O O O + R O H R1 + H 2 O H O R

6 Alkene und Alkine Kohlenwasserstoffe (KW`s) d.h. ihre Moleküle bestehen nur C- und H-Atomen Alkene (Allg. Summenformel: C 2 H 2n ) o mit mind. einer Doppelbindung Alkine (Allg. Summenformel: C 2 H 2n-2 ) o mit mind. einer Dreifachbindung Reaktion der Alkene bzw. der Alkine mit Halogenen: Elektrophile Addition: Beispiel: H 2 C=CH 2 + Br 2 H 2 BrC-CH 2 Br Verbindungsklasse der KW, deren Moleküle sich durch eine oder mehrerehydroxygruppen auszeichnen: Alkanole/Alkohole Aldehyde /Ketone R O H Alkanole werden in primär, sekundär und tertiär unterteilt je nachdem wie viele C-Atome als Bindungspartner das OH-tragende C-Atom hat. Aldehyde: Kohlenwasserstoffe mit mind. einer Aldehydgruppe Oxidationsprodukte der primären Alkanole. Ketone: Kohlenwasserstoffe mit mind. einer Ketogruppe Oxidationsprodukte der sekundären Alkanole. Carbonsäuren Kohlenwasserstoffe mit mind. einer Carboxygruppe. Oxidationsprodukte der Aldehyde

7 Wichtige Molekül- Ionen Formel Anion OH - CO 3 2- NO 3 - SO 4 2- PO 4 3- Zusammengesetzte Kationen: NH 4 + : Ammoniumion H 3 O + : Oxoniumion Bezeichnung Hydroxidionen Carbonationen Nitrationen Sulfationen Phosphationen Reaktion, bei der insgesamt Energie frei wird: Exotherme Reaktion E A : Aktivierungsenergie, E i : Reaktionsenergie Reaktion, bei der insgesamt Energie aufgewendet werden muss: Endotherme Reaktion Katalysator - setzt Aktivierungsenergie herab - beschleunigt chemische Reaktion - liegt nach der Reaktion unverändert vor

8 MetallNichtmetall (links im PSE) (rechts im PSE) Ionenbindung Abgabe von Elektronen Kation (positiv geladenes Ion) Aufnahme von Elektronen Anion (negativ geladenes Ion) Salzgitter Metalle und Metallbindung Elektronenpaarbindung, Atombindung, kovalente Bindung Aufbau: (positiver) Atomrumpf Frei bewegliches (= delokalisiertes) Elektron Eigenschaften: - metallischerglanz - gutewärmeleitfähigkeit - ElektrischeLeitfähigkeit - ElektronenalsLadungsträger (Elektronengas) - Bindungspartner: Nichtmetallatome - Jeder Bindungspartner steuert jeweils mindestens ein Elektron zur Bindung bei Teilung eines Elektronenpaars (= bindendes Elektronenpaar) - Nicht bindende Elektronenpaare = Elektronenpaare, die an Bindung nicht beteiligt sind