Stoffgemische 8C1. Stoffgemische a) Nebel, b) Rauch, c) Emulsion, d) Suspension, e) Lösung, f) Legierung 8C2. Trennverfahren 8C3.

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1 Stoffgemische 8C1 zeigen Eigenschaften beider Stoffe homogene: eine Phase, einheitliches Aussehen heterogene: zwei oder mehr Phasen, uneinheitliches Aussehen mittels physikalischer Trennverfahren in Reinstoffe trennbar Stoffgemische a) Nebel, b) Rauch, c) Emulsion, d) Suspension, e) Lösung, f) Legierung 8C2 a) heterogen: Flüssigkeit in Gas fein verteilt b) heterogen: Feststoff in Gas fein verteilt c) heterogene Mischung zweier Flüssigkeiten z. B. Frischmilch: Fetttröpfchen im Wasser d) heterogen: Feststoff in Flüssigkeit verteilt z. B. Schmutz in Wasser e) homogen: Feststofflösung, z. B. Salzwasser Gaslösung, z. B. Mineralwasser Flüssigkeitsgemisch: Wein f) homogen: Mischung zweier Metalle: z. B. Messing (Kupfer + Zink) a) Destillation aufgrund Siedepunktunterschied z. B. Alkohol und Wasser Trennverfahren 8C3 b) Filtration aufgrund Teilchengrößenunterschied z. B. Schmutzfilter Kläranlage c) Eindampfen aufgrund Siedepunktunterschied z. B. Meersalzgewinnung d) Entmischung aufgrund Dichteunterschied z. B. Fett in Bratensoße Reinstoffe 8C4 besitzen typische Kenneigenschaften wie z.b. Siedepunkt, Schmelzpunkt, Dichte, Aggregatszustand bei RT, Leitfähigkeit, Geruch, Farbe, Kristallform. mittels physikalische Trennverfahren nicht weiter trennbar

2 alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen. Teilchenmodell 8C5 Teilchen können sein: Atome (atomos gr. = unteilbar): z. B. Neon Moleküle aus Atomen zusammengesetzte Teilchen, z. B. Wasser H 2 O Ionen geladene Teilchen, z. B. Kochsalz besteht aus den Ionen Na + und Cl - Aggregatszustände 8C6 Verbindung 8C7 Stoffebene: Reinstoff, der aus zwei oder mehreren Elementen durch eine chemische Reaktion entstanden ist z. B. Bildung von Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff Teilchenebene: ein Stoff, der die verschiedenen Teilchen zweier oder mehrerer Elemente in einem bestimmten Zahlenverhältnis enthält, z. B. H 2 O: H : O = 2 : 1 Chemische Formel 8C8 Moleküle: Zahlenverhältnis der Atome Salze: Verhältnisformel der Ionen Ermittlung: 1. Elemente anschreiben 2. Wertigkeiten über Elementen angeben 3. kleinstes gemeinsames Vielfaches ermitteln 4. Index = kgv / Wertigkeit des Elements oder Kreuzregel: III II Al O Al2O3 ACHTUNG: auf kleinste mögliche Koeffizienten achten kürzen! (Verbindung aus C und O nach Kreuzregel C2O4 aber richtig ist CO2)

3 Nomenklatur 8C9 griechische Vorsilben: 1: mono, 2: di, 3: tri, 4: tetra, 5: penta, 6: hexa, 7: hepta, 8: octa, 9: nona, 10: deca Endungen: O: -oxid; N: -nitrid, S: -sulfid; p: -phosphid, F:-fluorid, Cl:-chlorid, Br: -bromid, I: -jodid Benennung chemischer Verbindungen 8C10 Salze (Metall- und Nichtmetallelement): o Metallelement mit unterschiedlichen Wertigkeiten: Metall(Wertigkeit)-Nichtmetall z. B. Eisen(III)-chlorid o Metallelement mit einer Wertigkeit MetallNichtmetall z.b. Natriumchlorid Moleküle (Nichtemall- und Nichtmetallelement) Index als griechische Vorsilbe angeben z. B. P2O5: Diphosphorpentaoxid Ermittlung der chemischen Formle 8C11 Ist Verbindung ein Salz (Metall- und Nichtmetallelement) ja Aufstellen mit Hilfe der Wertigkeiten nein Aufstellen mit Hilfe der griechischen Vorsilben Magnesiumchlor id II I MgCl 2 (Mono- )Schwefeldioxid SO 2 Element 8C12 Stoffebene: Reinstoff der chemisch nicht mehr weiter in andere Stoffe zerlegt werden kann Teilchenebene: Verband aus Atomen einer einzigen Art,d.h. derselben Protonenzahl jedem Element ist ein Elementsymbol zugeordnet Auflistung im PSE: 3 große Gruppen: Metalle Halbmetalle - Nichtmetalle

4 Chemische Reaktion 8C13 Chemische Reaktionen sind Stoff- und Energieumwandlungen Stoffebene: Vorgang, bei dem aus einem oder mehreren Reinstoffen ein oder mehrere neue Reinstoffe entstehen; Teilchenebene: Chemische Reaktionen sind gekennzeichnet durch Umordnung und Veränderung von Teilchen Umbau von chemischen Bindungen Aufstellen einer Reaktionsgleichung 8C14 Grundlage: Anzahl der Atome eines Elements muss auf beiden Seiten der Gleichung gleich sein! NUR MT KOEFFIZIENTEN AUSGLEICHEN! 1. Edukte und Produkte angeben: Ermittlung der Formel für die Verbindungen über Wertigkeit 2. Anzahl der Atome = Koeffizient x Index 3. mit kompliziertester Verbindung beginnen, auch x,5 als Koeffizient zunächst zulässig 4. durch Multiplikation der ganzen Gleichung ganzzahlige Koeffizienten anstreben Reaktionsgleichung gibt an, welche Teilchen in welchem kleinstmöglichen Zahlenverhältnis miteinander reagieren bzw. entstehen. Energie 8C15 exotherme Reaktion / exoenergetische Reaktion 8C16 Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten Energieformen: Wärme-, Licht-, Lage-, Bewegungsenergie, elektrische, mechanische, chemische Energie geht nicht verloren, verschiedene Energieformen sind ineinander umwandelbar innere Energie: in einem Stoff / in Stoffen gespeicherte Energie Reaktion unter Energieabgabe (Wärme, Licht, Strom...) Edukte sind in metastabilen Zustand, gehen aber nicht spontan in einen stabilen (energiearmen Zustand) über Zufuhr von E A zum Starten der Reaktion notwendig E i E1 E2 Edukte metastabil Produkte instabil Produkte stabil Reaktionskoordinate (-weg) Aktivierungsenergie Einnere A E i < 0 Energie Edukte > inner Energie

5 Reaktion, die nur unter ständiger Energiezufuhr (Wärme, Licht, Strom) läuft innere Energie Edukte < inner Energie Produkte endotherme Reaktion / endoenergetische Reaktion 8C17 E i E1 E2 Aktivierungsenergie Edukte stabil instabil Produkte metastabil E i > 0 Reaktionskoordinate (-weg) Atom 8C18 kleinste Teilchen eines Elements. o Atomhülle: Elektronen o Atomkern: die Protonen und Neutronen. Atome eines Elementes haben gleiche Protonenzahl Nukleonenzahl: Summe aus Protonenzahl und Neutronenzahl Isotop 8C19 Atome eines Elements mit gleicher Protonen-zahl (Elektronenzahl) und verschiedener Neutronenzahl gleiches chemisches Verhalten, aber unter-schiedliche Masse der Atome Beispiel: Bindungstypen in der Chemie 8C20 Atombindung in Molekülen nur zwischen Nichtmetallatomen Atome teilen sich ein / mehrere Elektronenpaar /e Molekülformel: Anzahl der Atome durch Index Ionenbindung in Salzen nur zwischen Metall- und Nichtmetallatomen Metallatom: Abgabe aller Valenzelektronen, Nichtmetallatom: Aufnahme von Elektronen bis zum Oktett Verhältnisformel: Verhältnis Kationen : Anionen Metallbindung bei Metallen und Legierungen nur zwischen Metallatomen Abgabe der Valenzelektronen durch alle Atome positive Atomrümpfe werden vom negativen Elektronengas zusammengehalten

6 Elemente, die als zweiatomige Moleküle vorkommen 8C21 Wasserstoff (H 2 ) Stickstoff (N 2 ) Sauerstoff (O 2 ) alle Elemente der 7. Hauptgruppe (Halogene) Fluor (F 2 ) Chlor (Cl 2 ) Brom (Br 2 ) Iod (I 2 ) (Merke: Hals-Nasen-Ohrenarzt in der Hauptstraße Nr. 7) Valenzelektronen Elektronen der äußersten Schale (= höchsten Energiestufe) Punkt: 1 Elektron, Strich: Elektronenpaar Valenzstrich-Schreibweise 8C22 Metallbindung / Eigenschaften der Metalle 8C23 Elektronengasmodell: Atome an festen Gitterplätzen geben Valenzelektronen ab positive Atomrümpfe werden von negativem Elektronengas zusammengehalten Eigenschaften: metallischer Glanz, gute Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit leichte Verformbarkeit Salze / Eigenschaften der Salze 8C24 Ionen = elektrisch geladene Atome (Atom-Ionen, z. Na +, Cl - ) oder Atomverbände (Molekül-Ionen, z. B. NO - 3 ) o Anionen (negativ geladen) o o Kationen (positiv geladen) gegenseitige Anziehung Bildung Ionengitter, dabei wird Gitterenergie wird frei Eigenschaften: Kristallinität, Sprödigkeit, elektrische Leitfähigkeit in Lösungen und Schmelzen, nicht aber im festen Zustand

7 Edelgas-Konfiguration Oktettregel 8C25 besonders stabile Elektronenkonfiguration (e - Anordnung in der Schale) Elektronenkonfiguration der eines Edelgase 8 Valenzelektronen = Außenelektronen (Elektronenoktett) Ausnahme Helium (Elektronendublett) Energiestufenmodell der Atomhülle (Bohr`sches Atommodell) 8C26 Atomhülle ist in Schalen (Energiestufen) K, L, M,.. Q bzw. Hauptquantenzahl (n = 1, 2..7)gegliedert maximal mit 2 n 2 Elektronen pro Schale Atommodelle 8C27 verschiedene Modelle: beobachtbare Phänomene mit jeweils möglichst einfachem Modell erklärt werden jedes Modell hat seine Grenzen Modelle: Dalton: Kugelmodell: Atomhypothese Rutherford: Kern-Hülle-Modell: Streuversuch Bohr: Schalenmodell: Bindungsarten: Ionenbindung, Metallbindung, Elektronenpaarbindung Orbitalmodell: Orbital = Aufenthaltsraum eines Elektrons Orbitalmodell 8C28 Orbital: Raum, in dem sich Elektron mit größter Wahrscheinlichkeit (99 %) aufhält Schalen des Bohr schen Atommodells spalten in Unterschalen auf o s-, p-, d- und f-orbitale

8 Atommodell von Dalton 8C29 1. Atome sind kleinste unteilbar Teilchen 2. Die Atome eines Elements haben die gleiche Größe und Masse 3. Die Atome der verschiedenen chemischen Elemente unterscheiden sich in der Größe und der Masse 4. Bei chemischen Reaktionen reagieren ganze Atome und keine Bruchteile Hilfsmittel zur Ermittlung der Formel von chemischen Verbindungen, KEINE Eigenschaft der Atome Wertigkeit 8C30 Ermittlung: PSE: Hauptgruppe:I II III IV V VI VII VIII Wertigkeit: I II III IV III II I / auch Elemente mit mehreren Wertigkeiten: o Hauptgruppe: S, N, P, Pb o Nebengruppe: Fe: II; III, Cu: I, II