8.1. Wie werden naturwissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen? 8.2. Wie erstellt man ein Versuchsprotokoll? 8.3

Transkript

1 1) Beobachtung von Umwelterscheinungen Problem Vermutung: Hypothese zur Lösung des Problems 8.1 Wie werden naturwissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen? 2) Die Hypothese wird durch ein ausgewähltes Experiment überprüft: a)hypothese wird widerlegt neue Hypothese b)hypothese wird bestätigt Aufstellen von Gesetzmäßigkeiten und Regeln 3) Gesetze und Regeln werden zu Theorien und Modellen zusammengefasst, die sich immer weiter verbessern und sich somit der Wahrheit immer weiter annähern 8.2 Wie erstellt man ein Versuchsprotokoll? 1. Beschrifte das Versuchsprotokoll 2. Formuliere die Aufgabenstellung 3. Fertige eine Skizze zum Versuchsaufbau an 4. Gib Sicherheitsmaßnahmen an 5. Beschreibe die Durchführung des Experiments 6. Notiere Deine Beobachtungen 7. Lege Entsorgungsmaßnahmen für alle verwendeten Chemikalien fest 8. Werte die Beobachtungen aus, deute und erkläre sie 9. Formuliere eine Reaktionsgleichung 8.3 Was versteht man unter einem Stoffgemisch? Welche Stoffgemische werden unterschieden? Stoffgemische bestehen aus mindestens zwei unterschiedlichen Stoffarten. Stoffgemische werden unterschieden in: Homogene Gemische Heterogene Gemische Reinstoffe können mit physikalischen Trennmethoden nicht weiter zerlegt werden bestehen aus einer einzigen Stoffart 8.4 Welche sind die Kennzeichen von Reinstoffen? Reinstoffe zeigen bei einem bestimmten Druck und bei einer bestimmten Temperatur charakteristische Kenneigenschaften: Schmelz- und Siedetemperatur Dichte Geruch und Geschmack Optische Eigenschaften Härte Aggregatszustand unter Standardbedingungen Elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit Löslichkeit

2 8.5 Was versteht man unter einer chemischen Reaktion? Eine chemische Reaktion ist ein Vorgang, bei dem Reinstoffe verändert werden. Dies wird an der Veränderung der Stoffeigenschaften deutlich. Chemische Reaktionen sind prinzipiell umkehrbar. Jede chemische Reaktion ist von einer Änderung der inneren Energie der Edukte begleitet. 8.6 Welche unterschiedlichen Reaktionstypen gibt es? Analyse (Zersetzung): Aus einem Edukt entstehen mehrere Produkte. Synthese (Vereinigung, Aufbau): Aus 2 oder mehreren Edukten entsteht ein Produkt. Die Synthese ist die Umkehrung der Analyse. Umsetzung: Aus mehreren Edukten entstehen mehrere Produkte. 8.7 Wes besagt das Gesetz von der Erhaltung der Masse? Bei einer chemischen Reaktion ändert sich die Gesamtmasse der Reaktionspartner nicht. Die Summe der Massen der Edukte ist gleich der Summe der Massen der Produkte. m(edukte)= m(produkte) Unzerstörbare Atome sind die Bausteine aller Stoffe. 8.8 Welche Kernaussagen beschreibt die Daltonsche Atomhypothese? Es gibt so viele Atomarten wie Elemente. Chemische Reaktionen verändern die Atome nicht, sondern führen nur zur Trennung ( Analyse), Bildung ( Synthese) oder Umgruppierung ( Umsetzung) von Atomverbänden.

3 Die Kurzschreibweise für chemische Elemente nennt man Symbole. 8.9 Beschreibe die wichtigsten Kennzeichen der chemischen Formelsprache! Die Kurzschreibweise für eine chemische Verbindung nennt man Formel. Tiefgestellte Zahlen (Indices) beziehen sich auf das jeweils links stehende Symbol. Die vor der Formel stehende Zahl (Koeffizient) bezieht sich auf die ganze Formel. Man unterscheidet Molekülformeln (Moleküle) und Verhältnisformeln (Salze). 1. Edukte und Produkte benennen 8.10 Wie erstellt man eine chemische Reaktionsgleichung? 2. Wortgleichung aufschreiben 3. Elementsymbole und chemische Formeln einsetzten 4. Einsetzten von Koeffizienten, um die Zahl der gleichen Atome links und rechts vom Reaktionspfeil auszugleichen 8.11 Welche Aussagen macht das Rutherfordsche Atommodell? Nach dem Kern-Hülle-Modell von Rutherford besteht das Atom aus einem winzigen, positiv geladenen Kern, in dem die Atommasse konzentriert ist, und einer riesigen, nahezu massefreien und von Elektronen erfüllten Atomhülle. Ein Atom setzt sich aus folgenden Elementarteilchen zusammen: Neutronen (n): Protonen (p + ): Kern Elektronen (e - ): Atomhülle Dem Elektron stehen in der Atomhülle nur ganz bestimmte Energiestufen zur Verfügung, zwischen denen es unter Energieaufnahme oder abgabe wechseln kann Was versteht man unter der Elektronenkonfiguration? Die Elektronenkonfiguration ist die Zuordnung der Elektronen eines Atoms zu den verschiedenen Energiestufen. Sie erfolgt bei Atomen im Grundzustand nach der Aufbauregel. Die n-te Energiestufe kann maximal 2. n 2 Elektronen aufnehmen. Erst wenn eine niedrigere Energiestufe mit Elektronen voll besetzt ist, findet man Elektronen in der nächst höheren Energiestufe.

4 8.13 Was sind Valenzelektronen? Wie werden sie in der chemischen Formelschreibweise symbolisiert? Welche Besonderheit zeigen die Edelgase? Valenzelektronen sind die Elektronen der jeweils höchsten Energiestufe oder äußeren Schale. In der Valenzstrichweise schreibt man einzelne Außenelektronen als Punkte, Elektronenpaare als Striche um das Elementsymbol. Edelgase besitzen alle eine vollbesetzte Außenschale. Helium mit zwei Valenzelektronen. Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon mit jeweils acht. Eine solche Edelgas-Elektronenkonfiguration ist besonders stabil. Alle Atome versuchen diese Edelgaskonfiguration zu erreichen. Gruppe; jedes Element einer Gruppe hat die gleiche Anzahl Valenzelektronen 8.14 Periode Erläutere die Besonderheiten des Aufbaus des PSE! Elemente nach steigender Protonenzahl geordnet (von links nach rechts immer +1) Valenzelektronenzahl steigt von links nach rechts (immer +1 bei Hauptgruppenelementen) 8.15 Was ist ein Salz? Wie entsteht es? Was bedeutet z. B. NaCl? Wie bezeichnet man die Bindung in Salzen? Salze sind Verbindungen aus Metallen und Nichtmetallen. Sie bilden Ionengitter. Metalle (Elektronendonatoren) bilden Kationen und geben Elektronen an Nichtmetalle (Elektronenakzeptoren) ab, die dabei zu Anionen werden. Beide Atome erreichen somit das stabile Elektronenoktett (Edelgaszustand). NaCl ist die Verhältnisformel für Kochsalz. Allgemein gibt eine Verhältnisformel an, welche Elemente und in welchem Verhältnis die Atome der Elemente im Salzkristall vorkommen. (Für NaCl: Natriumkationen und Chloridanionen im Verhältnis 1:1) Die Bindung in Salzen heißt Ionenbindung Welche physikalischen Eigenschaften besitzen Salze und Metalle? Wie unterscheiden sich die beiden Reinstoffe chemisch? Salze: spröder, kristalliner Feststoff hoher Schmelz- und Siedepunkt (meist) gut wasserlöslich Lösungen und Schmelzen sind elektrisch Leitfähig, Kristalle nicht Salze sind Verbindungen, d. h. sie bestehen aus mindestens zwei Elementen ( damit auch aus zwei Atomsorten). Metalle: metallischer Glanz leiten den elektrischen Strom leiten die Wärme leicht verformbar. Metalle sind Elemente, d. h. sie bestehen nur aus einer Atomsorte. Ausnahme: Legierungen Gemisch aus zwei Metallen

5 Moleküle entstehen durch Reaktion zweier Nichtmetallatome Was ist ein Molekül? Wie entsteht es? Was bedeutet z. B. HCl? Wie bezeichnet man die Bindung in Molekülen? Dabei verschmelzen die Elektronenhüllen zu einer Molekülhülle. Durch die Bindung erreichen beide Atome das stabile Elektronenoktett (Edelgaszustand), indem sie sich zwei oder mehr Elektronen teilen und so Elektronenpaare bilden. HCl ist die Molekülformel. Allgemein gibt eine Molekülformel an, welche Elemente und wie viele Atome eines Elementes in einem Molekül chemisch miteinander verbunden sind. (Für HCl: Ein Wasserstoff- und ein Chloratom) Diese Art heißt Atombindung, Elektronenpaarbindung oder kovalente Bindung Wie sind Metallatome miteinander verbunden? Nach dem Elektronengasmodell besteht ein Metallgitter aus den an ihren Gitterplätzen gebundenen positiv geladenen Atomrümpfen, die von einem negativ geladenem Elektronengas aus delokalisierten Elektronen zusammengehalten werden Was versteht man unter dem Energieerhaltungssatz? Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems ist konstant. Energie geht also weder verloren noch kann sie gewonnen werden. Allerdings kann eine Energieform in eine andere umgewandelt werden. Wichtige Energieformen: innere Energie (ist in den Stoffen gespeichert), Wärmeenergie, Lichtenergie, elektrische Energie (a) Exotherme Reaktionen setzen Energie frei. Dabei wird die innere Energie Ei der Edukte in Wärme-, Licht- oder elektrische Energie umgewandelt. Ei = Ei(Produkte) Ei(Edukte) < Welche Energietypen unterscheidet man bei chemischen Reaktionen? (b) Endotherme Reaktionen speichern Energie. Dabei wird Wärme-, Lichtoder elektrische Energie von außen zugeführt und in innere Energie Ei der Produkte umgewandelt. Ei = Ei(Produkte) Ei(Edukte) > 0

6 8.21 Wie funktioniert ein Katalysator? Ein Katalysator ist ein Stoff, der: die Aktivierungsenergie einer Reaktion vermindert, damit die Reaktion beschleunigt, praktisch erst ermöglicht und sich dabei nicht dauerhaft verändert, sodass er in der Gesamtgleichung der Reaktion nicht auftritt.

7 Wichtige Ionen/Formeln für die 8. Klasse Anionen Fluorid (F - ) Chlorid (Cl - ) Bromid (Br - ) Iodid (I - ) Oxid (O 2- ) Sulfid ( S 2- ) Hydroxid (OH - ) Carbonat (CO 3 2-) Nitrat (NO 3 -) Phosphat (PO 4 3-) Sulfat (SO 4 2-) Säuren Kohlensäure (H 2CO 3) Schwefelsäure (H 2SO 4) Moleküle Wasserstoff (H 2 ) Sauerstoff (O 2 ) Stickstoff (N 2 ) Fluor (F 2 ) Chlor (Cl 2 ) Brom (Br 2 ) Iod (I 2 ) Wasser (H 2 O) Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) Ammoniak (NH 3 ) Methan (CH 4 ) Wasserstoffchlorid (HCl) Traubenzucker (C 6 H 12 O 6 ) Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) Kationen Lithium (Li + ) Natrium (Na + ) Kalium (K + ) Magnesium (Mg 2+ ) Calcium (Ca 2+ ) Barium (Ba 2+ ) Aluminium (Al 3+ ) Eisen (Fe 2+ oder Fe 3+ ) Kupfer (Cu 2+ ) Zink (Zn 2+ ) Silber (Ag + ) Ammonium (NH 4 +)