Molekülstruktur und Stoffeigenschaften

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1 10.Klasse Chemie Grundwissen OlympiaMorataGymnasium Schweinfurt Molekülstruktur und Stoffeigenschaften Räumlicher Bau von Molekülen Möglicher Molekülbau: tetraedrisch; trigonalpyrimidal; gewinkelt; linear; trigonalplanar Regeln zum Aufstellen von Raumformeln: Ermittle die Valenzstrichformel des Moleküls und das Zentalatom An der Kugeloberfläche des Zentralatoms stoßen sich bindende und nichtbindende Elektronenpaare ab. Sie nehmen somit den größtmöglichen Abstand zueinander ein. Nichtbindende Elektronenpaare nehmen mehr Raum ein als bindende Elektronenpaare. Mehrfachbindungen werden wie Einfachbindungen behandelt Elektronegativität Die Elektronegativität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms in einem Molekül das bindende Elektronenpaar an sich zu ziehen. EN = 0: unpolare Atombindung 0,1 < EN < 1,7: polare Atombindung EN > 1,7: Ionenbindung Dipol Polare Atombindungen verursachen einen positiven und negativen Ladungsschwerpunkt. Fallen diese Ladungsschwerpunkte nicht zusammen spricht man von einem Dipol. Das Molekül besitzt Teilladungen = Partialladungen. Zwischenmolekulare Kräfte Van der Waals Kräfte DipolDipol Kräfte Wasserstoffbrückenbindung Sie entstehen durch kurzzeitige Polarisierung der Elektronenwolken unpolarer Moleküle. Dadurch entstehen induzierte Dipole, die sich gegenseitig anziehen. Anziehungskräfte zwischen permanenten Dipolen. Bilden Moleküle Wasserstoffbrückenbindungen, so muss ein Wasserstoffatom direkt an ein kleines, stark elektronegatives Atom (Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor Atom) gebunden sein (und deshalb stark positiv polarisiert sein) und mindestens ein freies Elektronenpaar vorhanden sein.

2 OlympiaMorataGymnasium Schweinfurt Redoxreaktionen Reduktionsmittel Reduktion smittel szahl oder Reduktion? der szahlenstrahl Vorgang, bei dem Elektronen abgegeben werden. Teilchen, das Elektronen abgibt = Elektronendonator Vorgang, bei dem Elektronen aufgenommen werden. Teilchen, das Elektronen aufnimmt = Elektronenakzeptor Hilfsmittel zur Aufstellung von Redoxgleichungen, festgelegt aufgrund hypothetischer Ladungszahlen Reduktion Aufstellen von Redoxgleichungen VII VI V IV III II I 0 +I +II +III +IV +V +VI +VII 1. Schreibe die Teilchenformel der Edukte und Produkte 2. Bestimme die szahlen 3. Ordne die Begriffe und Reduktion richtig zu 4. Formuliere die Teilgleichungen: a) Überprüfe die Stöchiometrie b) Gleiche die Änderung der OZ durch Elektronen aus c) Gleiche die Anzahl der Ladungen aus: In saurer lösung: H 3 O + In basischer Lösung: OH d) Gleiche die Atombilanz durch WasserMoleküle aus 5. Formuliere die Redoxgleichung: a) Multipliziere die Teilgleichungen, um gleiche Elektronenanzahl zu bekommen b) Addiere die Teilgleichungen zur Redoxgleichung

3 OlympiaMorataGymnasium Schweinfurt Säuren und Basen Säureteilchen Baseteilchen Ampholyt SäureBase Reaktion/Protolyse Neutralisation Indikatoren phwert Die wichtigsten Laugen NaOH KOH Ca(OH) 2 NH 3 Natronlauge Kalilauge Calciumlauge Ammoniak (NH 4 + = Ammoniumion) geben Protonen ab = Protonendonator diese erzeugen in wässriger Lösung stets Oxoniumionen (H 3 O + ) nehmen Protonen auf = Protonenakzeptor diese erzeugen in wässriger Lösung stets Hydroxidionen (OH ) Ampholyte sind Teilchen, die in Abhängigkeit vom Reaktionspartner als 2 Säure oder als Base fungieren können. Bsp.: H 2 O, HPO 4 Protonenübergang zwischen zwei korrespondierenden SäureBasePaaren. Bei einer Neutralisation reagieren die Oxoniumionen (H 3 O + ) der sauren Lösung mit den Hydroxidionen (OH ) der basischen Lösung zu Wassermolekülen. Neben Wasser entsteht das entsprechende Salz. Säure + Base Wasser + Salz Indikatoren sind Farbstoffe, die durch Farbumschlag den sauren oder alkalischen (basischen) Charakter einer Lösung anzeigen. Z.B. Lackmus, Phenolphthalein Maß für den sauren, neutralen oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. ph < 7: saure Lösung ph = 7: neutrale Lösung ph > 7: basische Lösung Die wichtigsten Säuren und ihre Säurereste Säure HF Fluorwasserstoffsäure F Fluorid HCl Salzsäure Cl Clorid HBr Bromwasserstoffsäure Br Bromid HI Iodwasserstoffsäure I Iodid H 2 S Schwefelwasserstoff(säure) S 2 Sulfid HNO 3 Salpetersäure NO 3 Nitrat H 2 SO 4 Schwefelsäure H 2 CO 3 Kohlensäure SO 4 2 HSO 4 CO 3 2 HCO 3 Säurerest Sulfat Hydrogensulfat Carbonat Hydrogencarbonat 3 PO 4 Phosphat 2 H 3 PO 4 Phosphorsäure HPO 4 Hydrogenphosphat H 2 PO 4 Hihydrogenphosphat HNO 2 Salpetrigesäure NO 2 Nitrit H 2 SO 3 Schwefeligesäure SO 3 2 HSO 3 Sulfit Hydrogensulfit

4 OlympiaMorataGymnasium Schweinfurt Organische Chemie Stoffklasse Funktionelle Gruppe Benennung Typische Reaktionen Alkane CCEinfachbindung an Radikalische Substitution Ethan Licht C C CH 4 + Br 2 CH 3 Br + HBr Wasserstoff wird durch Halogen im Alkan ersetzt (substituiert). Alkene CCDoppelbindung en Ethen Elektrophile Addition C= C Alkohole Hydroxygruppe COH C OH ol Ethanol Veresterung mit Carbonsäuren (siehe Carbonsäuren) Primärer Alkohol Aldehyde Carbonsäuren Sekundärer Alkohol Ketone Tertiärer Alkohol keine möglich Aldehyde Aldehydgruppe CHO (mit Carbonylgruppe) al Ethanal zu Carbonsäuren Ketone Ketogruppe CO (mit Carbonylgruppe) on Propanon (Aceton) Keine möglich Carbonsäuren Carboxygruppe COOH säure Ethansäure (Essigsäure) Reaktion als Säure Bildung von Carboxylationen RCOO Veresterung mit Alkoholen Ester Esterbindung ester Ethansäureethylester Carbonsäure und Alkohol verbinden sich unter Wasserabspaltung zu einem Ester. Hydrolyse zu entsprechender Carbonsäure und Alkohol möglich Spaltung des Esters zu Carbonsäure und Alkohol unter Wasseraufnahme.

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