Struktur und Eigenschaften

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Monika Giese
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1 Fachdidaktik Chemie ETH Zwischenmolekulare Kräfte S. 1 Struktur und Eigenschaften 4 Fälle Substanz Siede- und Schmelztemperatur Löslichkeit in Wasser e Leitfähigkeit Fall 1: Moleküle ohne H-Brücken Wasserstoff Fall 2: Moleküle mit H-Brücken CH 3 CH 2 OH Ethanol (= Trinkalkohol) Fall 3: e Kaliumnitrat Fall 4: Metalle Zink WB steht für Wasserstoffbrücken für die Löslichkeit der e: Sulfide, Carbonate und Hydroxide sind oft schwer löslich. Alkalimetallsalze, Acetate und Nitrate sind immer leicht löslich.

2 Fachdidaktik Chemie ETH Zwischenmolekulare Kräfte S Aufgabe zeigt, dass die Eigenschaften zuverlässig aus der Struktur abgeleitet werden können. Wie immer lohnt es sich die erste Zeile vorzumachen Cd Kr Bariumsulfat Natriumsulfat Ameisensäure HCOOH CO 2 Ti TiO 2 Toluol C 6 H 5 CH 3

3 Fachdidaktik Chemie ETH Zwischenmolekulare Kräfte S. 3 Lösung zu Aufgabe 1 Cadmium Cd Metall Krypton Kr schwache vdw (Metall) (keine WB) leitet Bariumsulfat BaSO 4 oder Natriumsulfat Na 2 SO 4 leicht löslich, da Alkalimetallsalz oder Ameisensäure HCOOH WB löslich, da WB mit Wasser Kohlendioxid CO 2 geringe vdw löslich, da WB mit Wasser Titan Ti Metall (Metall) leitet Titan(IV)- oxid Titandioxid TiO 2 oder Toluol C 6 H 5 CH 3 beachtliche vdw (keine WB) 2. Aufgabe: Bestimmung des Aggregatzustands bei einfachen und anspruchsvollen Beispielen In welchem Aggregatzustand liegen die Stoffe bei Raumtemperatur (also bei 25 C) vor? He, H 2, CH 4, CH 4 O, CH 3 CH 2 OH, NaOH, Na, CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3, CH 3 (CH 2 ) 5000 CH 3, CH 2 O, HCl, NaCl, H 2 O, Fe, HOCH 2 (CHOH) 3 CH 2 OH gasförmig flüssig fest

4 Fachdidaktik Chemie ETH Zwischenmolekulare Kräfte S Aufgabe: Eigenschaften, die nicht ohne weiteres in der chemischen Formel ersichtlich sind CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 (CH 3 CH 2 ) 2 O Eisen(II)- sulfid Natriumcarbonat S 8 MnO 2 KMnO 4 H 2 NCONH 2 C 4. Aufgabe: Welche Eigenschaften besitzt die folgende Substanz? CH 3 (CH 2 ) 16 COONa Erklären Sie den Aggregatzustand und die Löslichkeit mit der Struktur. Mit dieser Aufgabe kann man elegant zum Thema Seifen und Wasch überleiten.

5 Fachdidaktik Chemie ETH Zwischenmolekulare Kräfte S. 5 Lösung zu Aufgabe 3 Substanz Formel Struktur Siede- & Schmelztemperatur Butan CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 34 e - => schwache vdw keine WB Diethylether (CH 3 CH 2 ) 2 O 42 e - => mässige vdw zu wenig WB Eisen(II)-sulfid FeS Sulfide sind schwer löslich Natriumcarbonat Na 2 CO 3 Alkalisalze sind immer leicht löslich Schwefel S e - => starke vdw keine WB Mangan(IV)-oxid Mangandioxid MnO 2 Kaliumpermanganat KMnO 4 Alkalisalze sind immer leicht löslich Harnstoff H 2 NCONH 2 sehr viele WB leicht löslich viele WB Kohle C starkes Gitter weder WB noch Ladungen Graphit leitet delokalisierte Elektronen Weiterführende Literatur Struktur & Eigenschaften, Unterricht Chemie 21, Nr. 115 (2010) J. Mauch et al., Experimentelle Viskositätsvergleiche Einfach und anschaulich Struktur- Eigenschaftsbeziehungen entwickeln, Praxis der Naturwissenschaften Chemie in der Schule PdN-ChiS 2/63, S.10 (2014) N. Garner et al., Aromen im Chemieunterricht Die Struktur bestimmt den Geruch, Praxis der Naturwissenschaften Chemie in der Schule PdN-ChiS 2/63, Seite 26 (2014)

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