Zusammenfassung Prüfung Chemie vom

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1 Zusammenfassung Prüfung Chemie vom Eigenheiten und Merkmale des Kugelwolkenmodells erklären können Ort und Zeit des Elektrons können nicht exakt bestimmt werden. Der Aufenthaltsort eines Elektrons lässt sich daher nur in einer gewissen Wahrscheinlichkeit angeben, was zum Bild der Elektronenwolke führt. Elektronenwolke gibt den Aufenthaltsraum an, in dem sich ein Elektron mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit aufhält. Kugelwolke kann max. 2 Elektronen enthalten. Gründe angeben können, warum man das Kugelwolkenmodell eingeführt hat - Kugelwolkenmodell erklärt die Bildung von Atombindungen zwischen Atomen. - Liefert Erklärung für die räumliche Gestalt des Moleküls Erklären, wie eine Elektronenpaarbindung entsteht; auch energetische Begleiterscheinungen angeben können(bindungsenergie) Elektronenpaarbindung entsteht vereinfacht gesagt durch die wechselseitige Anziehung zwischen den Elektronen und den beiden Atomkernen. Die Elektronen, welche das bindende Elektronenpaar bilden, halten sich vor allem zwischen den zwei Atomkernen auf. Nichtmetallatome sind in Atomverbänden bestrebt, einen Edelgaszustand einzunehmen (H He), (alle anderen Oktett) Edelgase haben 8 Valenzelektronen, daher ist Edelgasregel = Oktettregel Bei der Bildung einer Bindung wird Energie frei, die Bindungsenthalpie H. +. H H H Bindungsenergie (exotherm), - Um eine Bindung zu zerlegen muss Energie (ihrem Betrag nach gerade der Bindungsenthalpie entsprechend) aufgebracht werden. H H H. +. H Bindungsenergie (endotherm), + Kugelwolkenmodelle von Atomen zeichnen können und deren Lewisformeln herleiten können Kugelwolkenmodelle von Molekülen zeichnen können und deren Lewisformeln herleiten können (Bei der Lewisformel berücksichtigt man nur die Valenzelektronen der betreffenden Atome und schreibt einen Punkt für eine einfach besetzte, einen Strich für eine doppelt besetzte Wolke. Das Elementsymbol bedeutet dann den Atomrumpf.) die Modifikationen des Kohlenstoffs kennen und ihre Eigenschaften erklären können Diamant: Graphit: Fullerene/: Buckyballs farblos, lichtbrechend, sehr hart, elektrischer Isolator, Schmuck, Schleifscheiben Sesselform (tetraedrisch) schwarz, glänzend, relativ weich, Elektrischer Leiter, Elektroden, Schmiermittel Schichten (Gitter) schwarz, glänzende Kristalle, weicher als Graphit, Halbleiter,

2 zu einer gegebenen Summenformel die Lewisformel (siehe Edelgas- oder Oktettregel) zeichnen können - Anzahl Elektronen für jedes Atom aufzeichnen - Atome so kombinieren, dass Oktettregel für alle Atome erfüllt ist. - H-Atome immer draussen - Bindungen zwischen gleichen Atomen vermeiden (Ausnahme Kohlenstoff) Bsp: CH 4, NH 3, CO 2, H 2 O mit dem Elektronenpaar-Abstossungsmodell die Keilformel und die Bindungswinkel und Molekülgeometrien herleiten können Raumformel (vollständige Strukturformeln) =Keilformel EPA: - bindende und nichtbindene Elepktronenpaare stossen sich gegenseitig ab und sind daher möglichst weit voneinander entfernt. - Raumbedarf von Mehrfachbindungen entspricht dem von Einfachbindungen Homologe Reihe der Alkane auswendig können (siehe Tab. M 11) Anzahl C-Atome Name Summenformel Anzahl Konstitutionsisomere n = 1 Methan CH 4 1 n = 2 Ethan C 2 H 6 1 n = 3 Propan C 3 H 8 1 n = 4 Butan C 4 H 10 2 n = 5 Pentan C 5 H 12 3 n = 6 Hexan C 6 H 14 5 n = 7 Heptan C 7 H 16 9 n = 8 Octan C 8 H n = 9 Nonan C 9 H n = 10 Decan C 10 H C n H 2n+2

3 Nomenklatur: offenkettige, unverzweigte und verzweigte und cyclische Alkane nach IUPAC- Regeln benennen können 1. Längste Kette (=Stammkette) durchnummerieren. Aus Anzahl C-Atome ergibt sich der Name der Stammkette (Endung: -an) 2. Namen der Seitenketten ermitteln (=Substituenten) ebenfalls aufgrund der Anzahl C-Atome. Endung: -yl 3. Nummern der C-Atome der Stammkette angeben, an denen Substituenten hängen. Diese Platzziffer wird immer vor den Substituentennamen gesetzt. 4. Stammkette so nummerieren, dass die Summe der Platzziffern möglichst klein wird. 5. Kommt der gleiche Substituent mehrmals in einem Molekül vor, so wird Vorsilbe angegeben: mono- (meistens weggelassen), di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, usw. 6. Zuerst Substituentennamen alphabetisch geordnet aufzählen, der Name des Stammes folgt am Schluss. Nur der erste Buchstabe des Namens wird gross geschrieben (Ausnahmen bei Vorsilben). Skelettformeln (= Strichformeln) von Molekülen richtig zeichnen und deuten können, d.h.: aus Summenformel oder Lewisformel die entsprechende Skelettformel zeichnen können aus Skelettformel Summenformel herleiten können Ethanol, Summenformel C 2 H 6 O Skelettformel von Ethanol: - C-Atome nicht ausschreiben - H-Atome, die an C-Atome gebunden sind (nur diese) weglassen Skelettformel Summenformel: In Gedanken so viele H-Atome anfügen, dass jedes C-Atom 4-Bindungen eingeht Konstitutionsisomere zu gegebenen Summenformeln finden und aufzeichnen können Konstitutionsisomere: Moleküle mit derselben Summenformel, aber unterschiedlicher Abfolge (=Sequenz) der Atome

4 cis-/trans-isomerie erkennen, Gründe für diese Form der Isomerie erklären können, cis-/trans-isomere von gegebenen Summenformeln finden und aufzeichnen können (siehe M15) cis/trans Isomere besitzen eine unterschiedliche räumliche Anordnung von Atomen und Atomgruppen um die C=C Doppelbindung cis bedeutet: H bzw. CH3 auf derselben Seite der C C - Achse trans bedeutet: H bzw. CH3 auf der gegenüberliegenden Seite der C C - Achse Auch: (Z) 2 Buten Zusammen (E) 2 Buten entgegengesetzt C 3 H 7 Cl: 1 Chlorpropan 2 Chlorpropan C 3 H 8 0: C 2 H 2 Cl 2 : cis trans weder cis noch trans Stereoisomere Konstitutionsisomer zu den anderen beiden

5 alle zwischenmolekularen Kräfte (= ZMK) kennen und ihre Entstehung erklären können Fester Zustand: Bei Molekülen ZMK Flüssiger Zustand: ZMK vorhanden, jedoch sind Teilchen sehr beweglich Gasförmiger Zustand: Keine ZMK, dafür grosse kinetische Energie Van-der-Waals-Kräfte (=VdWK) - Entstehen durch eine nicht immer symmetrische Verteilung - Es entstehen schwache Dipole (=Anordnung von zwei entgegengesetzten Ladungen) - Diese können sich durch Anziehungs- und Abstossungskräfte ebenfalls auf benachbarte Moleküle oder Atome auswirken induzierter Pol - Diese wirken zwischen allen Molekülen und zwischen Edelgasatomen - Ungleichmässige Verteilung ist kurzlebig und ändert sich jeden Moment VdWK steigen, wenn die Elektronenzahl wächst und auch die Teilchenoberfläche zunimmt! Teilladung= Polarisierung, nicht so stark wie richtige Ladung Bsp.: Siedepunkt: e-: 2e - 10e - 14e - 34e - 70e - 106e - H 2 Ne N 2 Cl 2 Br 2 I 2 Zunahme der VdWK und der Siedepunkte Je höher die Elektronenzahl, desto höher der Siedepunkt. Dipol-Dipol-Kräfte oder Dipol-Dipol-Wechselwirkungen (=DD-Kräfte oder DDWW) Sauerstoff (O 2 ) mit 16e - hat einen tieferen Siedepunkt als Wasser (H 2 O) mit 10e - Wasser hat eine zusätzliche stärkere Kraft (=ZMK) (Dipolmolekül) Dipolmoment Sauerstoff ist kein Dipolmolekül kein Dipolmoment Beim Wasser fallen die Ladungsschwerpunkte nicht zusammen. Es ist deshalb ein Dipolmolekül mit einem Dipolmoment und wird von geladenen Gegenständen abgelenkt.

6 die Elektronegativität erklären können und ihren Anwendungsbereich kennen (auch _ EN) Elektronegativität (=EN): PS Mass für die Fähigkeit der Atome, die bindenden Elektronen anzuziehen. Zunahme der EN, weil die Rumpfladung zunimmt Abnahme der EN, weil die Schalenzahl und somit der Rumpfdurchmesser zunimmt Polare Bindungen entstehen, wenn ΔEN der beiden an der Bindung beteiligten Atome 0 ist EN: H H ΔEN (H H) = = 0 keine polare EPB EN: H Cl ΔEN (H Cl) = = 0.9 polare EPB Dipolmoleküle entstehen also, wenn sich verschiedene elektronegative Elemente so verbinden, dass die Ladungsschwerpunkte nicht zusammenfallen. (Negativer Pol auf Seite der grösseren EN) Dipol ist abhängig von: - der Geometrie der Atombindungen - der Polarität der Atombindungen Wasserstoffbrücken Besonders ausgeprägte Dipole entstehen, wenn kleine, stark elektronegative Atome (N, O, F und Cl) mit einem kleinen, schwach elektronegativen Atom (Wasserstoff) eine Atombindung eingehen. Wasserstroffbrücken erklären können, ob ein Molekül ein Dipolmolekül ist oder kein Dipolmolekül ist (siehe oben) polare und apolare Bereiche in Molekülen erkennen können - Ein polarer Stoff besteht aus polaren Molekülen, welche sich durch ein permanentes elektrisches Dipolmoment auszeichnen - Ein unpolares oder apolares Molekül dagegen besitzt kein permanentes Dipolmoment

7 den Schmelz- und Siedepunkt aufgrund der ZMK abschätzen können Kräfte (ZMK) H 2 O H 2 S H 2 Se H 2 Te DDK (ΔEN) H - Brücken ja nein nein nein VdWK 10e - 18e - 36e - 54e - Der Verlauf der Siedepunkte lässt sich nicht durch eine Kraft alleine erklären, sondern es müssen alle 3 berücksichtigt werden. H20 hat den höheren Sdp. Infolge der H-Brücken, H2Se hat den höheren Sdp. Als H2S infolge der stärkeren VdWK. Kräfte (ZMK) CH 4 SiH 4 GeH 4 SnH 4 VdWK 10e - 18e - 36e - 54e - Aus geometrischen Gründen wirken nur die VdWK (alle tetraedrisch) keine Dipol-Dipol-Kräfte möglich, und darum auch keine H-Brücken. die Mischbarkeit von molekularen Substanzen aufgrund der ZMK abschätzen können Ein Teilchen ohne Dipol kann Moleküle mit Wasserstoffbrücken nicht anziehen. Es tritt keine Durchmischung ein (zum Beispiel Wasser und Erdöl) Stoffe ohne Dipol mischen sich meistens in jedem beliebigen Verhältnis mit anderen Flüssigkeiten ohne Dipol, da die Kräfte zwischen den Teilchen gleicher Art sind (zum Beispiel Autobenzin und Heizöl) Allgemein: Molekulare Stoffe mit starkem Dipol mischen sich gut mit Lösungsmitteln, die ebenfalls aus stark polaren Molekülen bestehen bzw. ohne Dipol mit Lösungsmitteln, die genauso keinen Dipol haben. Gleiches gesellt sich zu Gleichem Praktikum 1: allgemeine Einführung, Grundtechniken und Laborgeräte (siehe S. 444 und 452)

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