Definiere den Begriff Orbital. Leiten Sie die räumliche Struktur des Wassers her, zeichnen und benennen Sie sie.

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1 Definiere den Begriff rbital. Das rbital ist ein Bereich, in dem sich ein Elektron mit großer Wahrscheinlichkeit befindet. In jedem rbital befinden sich maximal zwei Elektronen. Leiten Sie die räumliche Struktur des Wassers her, zeichnen und benennen Sie sie. Grundform Tetraeder mit zwei freien Elektronenpaaren gewinkelt + Zeichnung: Leiten Sie die räumliche Struktur des Ammoniaks her, zeichnen und benennen Sie sie. Grundform Tetraeder mit einem freien Elektronenpaar trigonal pyramidal + Zeichnung: Leiten Sie die räumliche Struktur des Methans her, zeichnen und benennen Sie sie. Grundform Tetraeder ohne freies Elektronenpaar tetraedrisch + Zeichnung

2 Erklären Sie den Begriff Partialladung unter Verwendung eines Beispielmoleküls. Eine Folge der unterschiedlichen Elektronegativität der Atome ist das Auftreten einer Partialladung, die mit δ+ bzw. δ symbolisiert wird. Definieren Sie den Begriff Elektronegativität, geben Sie ihre Tendenzen im PSE an und zeigen Sie, wo man sie im PSE finden kann. Elektronegativität (E N): Fähigkeit eines Atoms, die Elektronen innerhalb einer Elektronenpaarbindung an sich zu ziehen. im PSE: steigt von links nach rechts fällt von oben nach unten Definieren Sie den Begriff Dipolmolekül. Moleküle, bei denen sich die elektronenziehenden Kräfte nicht aufheben bzw. die Ladungsschwerpunkte der positiven und negativen Teilladungen nicht zusammenfallen, bezeichnet man als Dipolmoleküle. Definieren Sie den Begriff Wasserstoffbrückenbindung. Die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen einem stark positivierten Atom und einem freien Elektronenpaar am elektronegativeren Partner (, N, F) des Nachbarmoleküls bezeichnet man als Wasserstoffbrückenbindungen.

3 Definieren Sie den Begriff VanderWaalsKräfte. VanderWaalsKräfte sind schwache zwischenmolekulare Kräfte, die auf der elektrostatischen Anziehung zwischen spontanen und induzierten Dipolen bei Atomen und Molekülen beruhen. Erklären Sie, wie man abschätzen kann, ob ein Lösungsmittel zum Lösen eines Stoffes geeignet ist oder nicht. Stoffe aus unpolaren Molekülen lösen sich in unpolaren Lösungsmitteln. Stoffe aus polaren Molekülen lösen sich in polaren Lösungsmitteln. Ähnliches löst sich in Ähnlichen Definieren Sie den Begriff Säure (nach Brönsted) und geben Sie ein Beispiel an. Säuren sind Protonendonatoren (Proton = + ). Beispiel: Cl Definieren Sie den Begriff Base (nach Brönsted) und geben Sie ein Beispiel an. Basen sind Protonenakzeptoren. Beispiel: Na

4 Definieren Sie den Begriff Ampholyt und geben Sie ein Beispiel an. Teilchen, die je nach Reaktionspartner sowohl als Säure (Protonendonator) als auch als Base (Protonenakzeptor) wirken können, nennt man Ampholyte. Beispiele: 2, S 4 Benennen Sie folgendes Teichen und erklären Sie, durch welche Reaktion es gebildet werden kann: 3 + xoniumion Es entsteht, wenn ein Wassermolekül ein Proton von einer Säure aufnimmt (Protolyse). Benennen Sie folgendes Teichen und erklären Sie, durch welche Reaktion es gebildet werden kann: ydroxidion Es entsteht, wenn ein Wassermolekül ein Proton an eine Base abgibt (Protolyse). Erklären Sie den Begriff Protolyse anhand eines Beispiels. Übergang eines Protons vom Protonendonator (Säure) auf den Protonenakzeptor (Base): z.b.: Cl (g) + 2 (l) Cl (aq) (aq) Protonen Protonendonator akzeptor

5 Erklären Sie das Donator/ AkzeptorPrinzip am Beispiel der SäureBase Reaktion. Übergang eines Protons von einer Säure (Protonendonator) auf eine Base (Protonenakzeptor). Definieren Sie den Begriff SäureBaseIndikator. Farbstoff, der in Abhängigkeit von der Konzentration der xoniumionen bzw. ydroxidionen seine Farbe verändert. Er ist somit ein Anzeiger für saure und alkalische Lösungen. Nennen Sie ein Beispiel für einen Indikator mit entsprechenden Farben. sauer neutral alkalisch Lackmus: rot lila blau Bromthymolblau: gelb grün blau ppapier mit Universalindikator: rot grün blau Erklären Sie den Begriff korrespondierendes SäureBase Paar anhand eines Beispiels. Eine BrönstedSäure geht durch Protonenabgabe in ihre korrespondierende BrönstedBase, eine BrönstedBase durch Protonenaufnahme in ihre korrespondierende BrönstedSäure über: 2S S 4 Brönsted Proton Brönsted Säure Base

6 Erklären Sie eine Neutralisationsreaktion anhand eines Beispiels. Bei einer Reaktion entstehen aus einer Säure und einer Base Wasser und ein Salz. Bsp.: Cl + Na NaCl + 2 Erkläre den pwert! Der pwert ist das Maß für die Konzentration an xoniumionen in einer Lösung. p < 7 sauer p = 7 neutral p > 7 basisch/alkalisch Erkläre die Autoprotolyse des Wassers mit ilfe der Reaktionsgleichung Ein Wassermolekül (Säure) gibt ein Proton an ein anderes Wassermolekül (Base) ab. Formuliere Sie die Formeln folgender Säuren: Flusssäure Salzsäure Bromsäure Iodsäure F Cl Br I

7 Formulieren Sie die Formeln folgender Säuren und ihrer Säurereste: Kohlensäure Schwefelsäure Säure 2C 3 C 3 2S 4 S 4 2S 3 S 3 Säurereste bei stufenweiser Deprotonierung 2 C 3 2 S 4 2 S 3 schwefelige Säure Formulieren Sie die Formeln folgender Säuren und Säure Säurereste bei stufenweiser Deprotonierung ihrer Säurereste: Salpetersäure N 3 N 3 N 2 N 2 N 3 N 2 salpetrige Säure 3P 4 2P 4 P 4 2 P 4 3 Phosphorsäure 3P 3 2P 3 P 3 2 P 3 3 phosphorige Säure Nennen Sie die Namen folgender Säuren: Flusssäure F Cl Br Salzsäure Bromsäure Iodsäure I Nennen Sie die Namen folgender Säuren und ihrer Säurereste: 2C3 2S4 2S3 Säure Kohlensäure Schwefelsäure Schwefelige Säure Säurereste bei stufenweiser Deprotonierung ydrogencarbonat ydrogensulfat ydrogensulfit Carbonat Sulfat Sulfit

8 Nennen Sie die Namen folgender Säuren und ihrer Säurereste: N3 Säure Säurereste bei stufenweiser Deprotonierung Salpetersäure Salpetrige Säure ydrogennitrat ydrogennitrit Nitrat Nitrit N2 3P4 3P3 Phosphorsäure Phosphorige Säure Dihydrogenphosphat Dihydrogenphosphit ydrogenphosphat ydrogenphosphit Phosphat Phosphit Nennen Sie die Namen folgender Basen und ihren zugehörigen wässrigen Lösungen: Na K Natriumhydroxid / Natronlauge Kaliumhydroxid / Kalilauge Nennen Sie die Namen folgender Basen und ihren zugehörigen wässrigen Lösungen: Bariumhydroxid / Barytwasser Calciumhydroxid / Kalkwasser Ba()2 Ca()2 Nennen Sie den Namen folgender Base und ihrer zugehörigen wässrigen Lösung: N3 N4 Ammoniak AmmoniumhydroxidLösung / Ammoniakwasser

9 Formulieren Sie die Formeln folgender Basen bzw. Laugen: Natriumhydroxid/ Natrolauge Kaliumhydroxid/ Kalilauge Na K Formulieren Sie die Formeln folgender Basen bzw. Laugen: Bariumhydroxid/ Barytwasser Calciumhydroxid/ Kalkwasser Ba() 2 Ca() 2 Formulieren Sie die Formeln folgender Basen bzw. Laugen: Ammoniak AmmoniumhydroxidLösung/ Ammoniakwasser N 3 N 4 Definieren Sie die Begriffe Reduktion und xidation. Reduktion = Aufnahme von Elektronen xidation = Abgabe von Elektronen

10 Bestimmen Sie die xidationszahlen Br S 2 N 2 Mn Br S 2 N2 Mn2 Al 2 3 K 2Cr 4 NaS 4 Al23 K2Cr4 NaS4 Erklären Sie das Donator/ AkzeptorPrinzip am Beispiel der RedoxReaktion. Übergang eines Elektrons von einem Elektronendonator (Reduktionsmittel) auf Elektronenakzeptor (xidationsmittel). Nennen Sie die Schritte, um eine Teilgleichung einer RedoxReaktion aufzustellen. xidationszahl bestimmen Elektronenausgleich Ladungsausgleich: sauer mit 3 + basisch mit Stoffausgleich mit Wasser Beschreiben Sie den Aufbau und die Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe. nur Kohlenstoff und Wasserstoffatome mit einander verbunden Kohlenstoffatom ist vierbindig Wasserstoffatom ist einbindig Skelett aller KW wird von Kohlenstoffketten oder ringen gebildet unpolar löslich in unpolaren Lösungsmitteln

11 Beschreiben Sie Methan (Summenformel, Raumstruktur, Aggregatszustand, Vorkommen). einfachster Kohlenwasserstoff Summenformel: C 4 Raumstruktur: Tetraeder bei RT gasförmig auptbestandteil von Erd und Biogas Beschreiben Sie die Alkane allgemein. Geben Sie für ein Beispiel Formel und Name an. gesättigte Kohlenwasserstoffe (nur Einfachbindungen) C n 2n+2 Nomenklatur: Endung an Ringe haben Vorsilbe Cyclo Bsp.: 3CC 3 Ethan Beschreiben Sie die Alkene allgemein. Geben Sie für ein Beispiel Formel und Name an. ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Doppelbindung C n 2n Nomenklatur: Endung en Bsp.: 2C=C 2 Ethen Beschreiben Sie die Alkine allgemein. Geben Sie für ein Beispiel Formel und Name an. ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Dreifachbindung C n 2n2 Nomenklatur: Endung in Bsp.: C C Ethin

12 Erklären Sie den Begriff homologe Reihe. = eine Gruppe chemisch verwandter Moleküle, die sich jeweils nur um eine C 2Gruppe voneinander unterscheiden Alkane, Alkene und Alkine bilden eine homologe Reihe (ebenso CycloKohlenwasserstoffe). Erläutern Sie den Begriff Konstitutionsisomerie. = Strukturisomerie Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Strukturformel (unterschiedliche Verknüpfungsreihenfolge der Atome). Erläutern Sie am Beispiel Butan die verschiedenen Darstellungsformen (Summen, albstruktur, Struktur, Skelettformel) Summenformel: C 4 10 albstrukturformel: C 3C 2C 2C 3 Strukturformel: Skelettformel: Erklären Sie den Begriff Substitution. Alkan + alogen (Licht) Wasserstoffhalogenid + alogenalkan Eine Substitution ist eine Reaktion, bei der Atome durch andere Atome oder ganze Atomgruppen (z.b. Methylgruppen) ersetzt werden. Dabei bleibt das Kohlenstoffgerüst erhalten. typische Reaktion für gesättigte KW

13 Erläutern Sie den Begriff Radikal. Ein Radikal ist ein Teilchen mit ungepaarten Elektronen. Erklären Sie den Begriff Addition. Bsp: C Br 2 C 2 4Br 2 Eine Addition ist eine Reaktion, bei der eine Mehrfachbindung unter Bildung von einer Einfachbindung aufgelöst wird. Erläutern Sie die Begriffe Eletrophil und Nucleophil und nennen Sie je ein Beispiel. Ein Elektrophil ist ein positiv geladenes oder polarisiertes Teilchen (z.b. + ) Ein Nucleophil ist ein negativ geladenes oder polarisiertes Teilchen (z.b. Cl ) Geben Sie für die Alkohole die allgemeine Summenformel an, benennen Sie die funktionelle Gruppe und erklären Sie die allgemeine Nomenklatur. allg. Formel: R allg. Summenformel: C n 2n+1 Gruppe = ydroxygruppe Nomenklatur: Name des AlkylRestes + Position der funktionellen Gruppe (+ Anzahl der funktionellen Gruppen) + Endung ol

14 Benennen Sie die ersten vier Vertreter der homologen Reihe der Alkohole und erklären Sie die allgemeine Nomenklatur. Methanol: C 3 Ethanol: C 3C 2 Propanol: C 3C 2C 2 Butanol: C 3C 2C 2C 2 allg.: Alkan (bzw. Alken, Alkin) + ol Erläutern Sie die Einteilung der Alkohole nach der Anzahl der ydroxygruppen und nennen Sie jeweils ein Beispiel. = Wertigkeit der Alkohole einwertige Alkohole: nur eine ydroxygruppe im Molekül; Bsp: Ethanol mehrwehrtige Alkohole: enthalten entsprechend viele ydroxygruppen pro Molekül; Bsp: 1,2Butandiol Erläutern Sie die Einteilung der Alkohole nach der Stellung der ydroxygruppe und nennen Sie jeweils ein Beispiel. primärer Alkohol: ydroxygruppe an primären tertiärer Alkohol: ydroxygruppe an tertiären sekundärer Alkohol: ydroxygruppe an sekundären CAtom C 3 3CCC 2C 3 tertiäres sekundäres primäres CAtom Erklären Sie den amphiphilen Charakter der Alkohole. amphiphile Teilchen haben einen polaren und unpolaren Teil Mit zunehmender Länge des unpolaren, hydrophoben Alkylrests, steigt auch sein Einfluss auf die Löslichkeit des Alkoholmoleküls: bis Propanol sind die Alkohole wasserlöslich, in Benzin sind alle Alkohole löslich.

15 Primärer Alkohol Aldehyd Carbonsäure Erläutern Sie die xidationsprodukte der verschiedenwertigen Alkohole. Sekundärer Alkohol Keton Tertiärer Alkohol: keine xidation möglich, da drei Bindungen zu anderen CAtomen keine Ausbildung einer Doppelbindung zum Sauerstoff möglich Zeichnen und benennen Sie die ersten 4 Glieder der homologen Reihe der Carbonylverbindungen. Methanal Formaldehyd Ethanal Acetaldehyd Propanal Butanal Propanon Aceton Butanon Pentanon exanon Zeichnen und benennen Sie die funktionelle Gruppe der Aldehyde und erklären Sie die allgemeine Nomenklatur der Aldehyde. = Carbonylgruppe Nomenklatur: Name des AlkylRestes + Endung al Zeichnen und benennen Sie die funktionelle Gruppe der Ketone und erklären Sie die allgemeine Nomenklatur der Ketone. = Carbonylgruppe Nomenklatur: Name des AlkylRestes + Position der funktionellen Gruppe + Endung on

16 Nennen Sie zwei Nachweisreaktionen für Aldehyde und erklären Sie weshalb man so Aldehyden von Ketonen unterscheiden kann. Silberspiegelprobe FehlingProbe (Schiffsche Probe) Beide Nachweise sind mit Ketonen negativ, da diese im Gegensatz zu Aldehydmolekülen nicht weiter oxidiert werden können. Zeichnen und benennen Sie die funktionelle Gruppe der Carbonsäuren, leiten Sie deren Namen her und erklären Sie die allgemeine Nomenklatur der Carbonsäuren. = Carboxy(l)gruppe, setzt sich aus einer Nomenklatur: Name des AlkylRestes + Endung säure Carbonylgruppe und einer ydroxygruppe zusammen Erklären Sie mithilfe von Reaktionsgleichungen die Silberspiegelprobe mit Ethanal. Erklären Sie mithilfe von Reaktionsgleichungen die FehlingProbe mit Ethanal.

17 Zeichen und benennen (jeweils IUPAC und Trivialname) Sie die ersten vier Glieder der homologen Reihe der Carbonsäuren. Methansäure = Ameisensäure Ethansäure = Essigsäure Propansäure = Propionsäure Butansäure = Buttersäure Erklären Sie den sauren Charakter der Carbonsäuren. Carbonsäuren sind schwache Säuren: nur ein kleiner Teil der Carbonsäuremoleküle gibt sein Proton ab und liegt als Carboxylation vor. Elektronensog der Carbonylgruppe starke Polarisierung der Bindung leichte Abspaltung des Protons möglich. Stabilisierung das Carboxylations durch Delokalisierung der negativen Ladung über die gesamte funktionelle Gruppe. Zeichnen Sie die funktionelle Gruppe der Ester. = Esterkondensation Beschreiben Sie die Estersynthese. R 1 C + R 2 Esterkondensation Esterhydrolyse R 1 C R 2 + 2

18 Erklären Sie den Begriff chemisches Gleichgewicht am Beispiel der Veresterung. Bei reversiblen Reaktionen laufen in einem Reaktionsgemisch in und Rückreaktion gleichzeitig ab. Nach einiger Zeit stellt sich das chemische Gleichgewicht ein, d.h. in und Rückreaktion laufen so ab, dass sich die Zusammensetzung des Gemisches nicht mehr ändert. Zeichnen Sie als Bsp. für ein Kohlenhydrat die Glucose und kennzeichnen Sie die funktionellen Gruppen. eine Aldehyd oder Ketogruppe und mehrere ydroxygruppen Bsp: Glucose: C C C C C C 2 Beschreiben Sie eine Einteilungsmöglichkeit der Kohlenhydrate und nennen Sie je ein Beispiel. Die Kohlenhydrate werden nach Anzahl der Bausteine eingeteilt: Monosaccharide = Einfachzucker (Glucose) Disaccharide = Zweifachzucker (Saccharose) Polysaccharide = Vielfachzucker (Stärke) Beschreiben Sie mithilfe einer Zeichnung den allgemeinen Bau eines Fettmoleküls. Fettmoleküle sind Ester aus einem Glycerinmolekül (Propan1,2,3triol) und drei Fettsäuremoleküle (= langkettige Carbonsäuren) C C C C R 1 C R 2 C R 3

19 Erklären Sie mithilfe einer Reaktionsgleichung die Synthese eines Fettmoleküls und benennen Sie den vorliegenden Reaktionsmechanismus. Esterkondensation: Glycerin C C C Fettsäure C R 1 C R 2 C R C C C C R 1 C R 2 C R 3 Beschreiben Sie eine Einteilungsmöglichkeit der Fette. Die Fette werden nach ihrem Aggregatszustand bei RT eingeteilt: Fette: fest, enthalten überwiegend gesättigte Fettsäuremolekülreste fette Öle: flüssig, enthalten überwiegend ungesättigte Fettsäuremolekülreste Erklären Sie mithilfe Werden Fette mit Laugen (Na bzw. K) erhitzt so bilden sich Seifen (Natrium oder Kaliumsalze langkettiger Fettsäuren) einer Reaktionsgleichung die Verseifung. Aminosäuremoleküle enthalten immer eine Beschreiben Sie mithilfe Aminogruppe und eine Carboxylgruppe. einer Zeichnung den allgemeinen Aufbau der Aminosäuren. Sie unterscheiden sich durch einen Rest, der variabel ist (R 1= Glycin, R 1= C 3 Alanin)

20 Nennen Sie die Einteilungsmöglichkeit der Eiweiße. Eiweiße werden nach der Anzahl ihrer Bausteine eingeteilt: Dipeptide (aus zwei AS) ligopeptide (aus drei bis neun AS) Polypeptide (aus mehr als zehn AS) Proteine (aus mehr als 100 AS) Kondensationsreaktion zweier AS: Erklären Sie mithilfe einer Reaktionsgleichung die 2N C C R 1 + N C C R 2 2 Bildung einer Peptidbindung. 2N C C N C C R 1 R 2