Basiswissen Chemie. Vorkurs des MINTroduce-Projekts

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1 Basiswissen Chemie Vorkurs des MINTroduce-Projekts

2 Christoph Wölper Sprechzeiten (Raum: S07 S00 C24 oder S07 S00 D27)

3 Organisatorisches Kurs-Skript adb297b Änderung ab morgen Raum S05 T00 B42 Beginn: 8:00 s.t.

4 MINTroduce-Vorkurs Chemie Sommersemester 2014

5 Organisatorisches Kurs-Skript adb297b Übungen (ab 13:00 c.t.) Raum T03 R02 D26 Raum T03 R02 D39 Raum T03 R04 D10

6 Inhalt des Kurses 1 Atome 2 Vom Atommodell zum Periodensystem 3 Wechselwirkungen zwischen Atomen 4 Chemische Reaktionen 5 Die Sonderrolle des Elements Kohlenstoff

7 Philosophische Grundlagen

8 Abstraktes Denken MINTroduce-Vorkurs Chemie Sommersemester 2014

9 Abstraktes Denken

10 Atome 1 Atome 2 Vom Atommodell zum Periodensystem 3 Wechselwirkungen zwischen Atomen 4 Chemische Reaktionen 5 Die Sonderrolle des Elements Kohlenstoff

11 Atommodelle Antike Dalton Rutherford Bohr Quantenmechanik

12 Atommodell der Antike

13 Atommodell der Antike Nur scheinbar hat ein Ding eine Farbe, nur scheinbar ist es süß oder bitter; in Wirklichkeit gibt es nur Atome im leeren Raum. Δημοκριτος (Demokrit) und Λευκιππος (Leukipp)

14 Atommodell von Dalton

15 Atommodell von Dalton 1 Die Materie besteht aus sehr kleinen Atomen, die nicht weiter zerlegbar sind und weder erschaffen noch zerstört werden können. 2 Die Atome verschiedener Elemente besitzen unterschiedliche Eigenschaften und unterschiedliche Massen; alle Atome eines Elementes sind jedoch unter sich gleich. 3 Bei der Bildung einer Verbindung vereinigen sich die Atome der Elemente in einem konstanten Zahlenverhältnis. Dabei ändert sich die Gesamtmasse der beteiligten Stoffe nicht, da die Atome unveränderlich sind.

16 Atommodell von Dalton 1 Die Materie besteht aus sehr kleinen Atomen, die nicht weiter zerlegbar sind und weder erschaffen noch zerstört werden können. 2 Die Atome verschiedener Elemente besitzen unterschiedliche Eigenschaften und unterschiedliche Massen; alle Atome eines Elementes sind jedoch unter sich gleich. 3 Bei der Bildung einer Verbindung vereinigen sich die Atome der Elemente in einem konstanten Zahlenverhältnis. Dabei ändert sich die Gesamtmasse der beteiligten Stoffe nicht, da die Atome unveränderlich sind.

17 Atommodell von Dalton 1 Die Materie besteht aus sehr kleinen Atomen, die nicht weiter zerlegbar sind und weder erschaffen noch zerstört werden können. 2 Die Atome verschiedener Elemente besitzen unterschiedliche Eigenschaften und unterschiedliche Massen; alle Atome eines Elementes sind jedoch unter sich gleich. 3 Bei der Bildung einer Verbindung vereinigen sich die Atome der Elemente in einem konstanten Zahlenverhältnis. Dabei ändert sich die Gesamtmasse der beteiligten Stoffe nicht, da die Atome unveränderlich sind.

18 Elementarteilchen

19 Kathodenstrahlexperimente Elementarteilchen

20 Kathodenstrahlexperimente Elementarteilchen

21 Elementarteilchen Proton Ladung +e hohe Masse Neutron keine Ladung hohe Masse Elektron Ladung e kleine Masse Auch die Elementarteilchen sind noch teilbar. Forschungsgebiet der Physik

22 Atommodell von Rutherford

23 Atommodell von Rutherford Wie sieht ein Atom innendrin aus?

24 Atommodell von Rutherford Wie sieht ein Atom innendrin aus? Masse des Atoms muss geringen Volumenanteil haben!

25 Atommodell von Rutherford Atome sind teilbar! Elementarteilchen Masse des Atoms im Atomkern (Protonen und Neutronen) Volumen des Atoms in der Atomhülle (Elektronen) Elektrostatische Anziehung hält Kern und Hülle zusammen Ionen Isotope

26 Exkurs: Radioaktivität α-strahlung N p Xx N 4 p 2 Yy + 4 2He β-strahlung N p Xx N p+1zz + e γ-strahlung N p Xx N p Xx + γ

27 Atommodell von Bohr

28 Atommodell von Bohr Beschreibung des Elektrons als Teilchen auf Kreisbahn theoretische Behandlung von Rutherfords Ergebnissen liefern falsche Vorhersagen Atome sollten kontinuierliches optisches Spektrum haben Atome sollten instabil sein

29 Atommodell von Bohr Das Spektrum des Wassersstoffs Strahlungsemision oder -absorption bei Zustandswechsel Wellenlänge ergibt sich aus E von Ausgangs- und Endzustand vier Wellenlängen, also vier E maximal acht Zustände die Energie der Elektronen muss gequantelt sein

30 Atommodell von Bohr Beschreibung des Elektrons als Teilchen auf Kreisbahn theoretische Behandlung von Rutherfords Ergebnissen liefern falsche Vorhersagen Atome sollten kontinuierliches optisches Spektrum haben Atome sollten instabil sein Postulat von strahlungsfreien Bahnen Quantenzahl n bestimmt mögliche Energiezustände

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