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Chemie-Vorkurs 2014 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
Dr. Tobias Bentz Büro: 008.1, Geb 50.20 E-Mail: tobias.bentz@kit.edu Webseite zum Kurs: www.mint-kolleg.kit.edu/vkchemie.php
Zahlen zum KIT WS 2013/14 Studierende insgesamt: 24.528 Studienanfänger: 6218 (70% männlich) Maschinenbau: 4286 (1021Studienanfänger) Wirtschaftsingenieurwesen: 3397 (787 Studienanfänger) Bauingenieurwesen: 1411(395 Studienanfänger) Chemieingenieurwesen: 1249 (366 Studienanfänger) Chemie: 688 (189 Studienanfänger)
Kurszusammensetzung
Karl Weltzien (1813 1870) Karlsruher Chemiker-Kongress 03.-05.09.1860 Bildquelle: Wikipedia
Fritz Haber (1868 1934) Bildquelle: Wikipedia
Hermann Staudinger (1881 1965) Bildquelle: Wikipedia
Rudolf Criegee (1904 1975) Ozonolyse: CriegeeUmlagerung: Bildquelle: Wikipedia
Carl Engler (1881 1965)/Hans Bunte (1884 1925) Carl Engler Bildquelle: Wikipedia
Zeitauflösung Eadweard Muybridge Bildquelle: Wikipedia
Zeitauflösung Bildquelle: Wikipedia
Homogen Zucker gelöst in Wasser Bildquelle: learnsite.ch
Homogen Luft Bildquelle: learnsite.ch
Heterogen: Aerosol (flüssig/gasförmig) Nebel Luftmoleküle (N2, O2, etc.) + Wassermoleküle (blau), die einen Wassertropfen bilden Bildquelle: learnsite.ch
Heterogen: Suspension (fest/flüssig) Wasserfarben Wassermoleküle (blau) + Farbmoleküle (schwarz) Bildquelle: learnsite.ch
Heterogen: Emulsion (flüssig/flüssig) Milch Wassermoleküle (blau) + Fettmoleküle (gelb) Bildquelle: learnsite.ch
Heterogen: Gemenge (fest/fest) Granit Granit besteht aus Feldspat, Quarz und Glimmer Bildquelle: learnsite.ch
Detektor Grundidee Massenspektrometer Detektorsignal Zeit bzw. Masse
Das Mol (1 Mol = 6 1023 Teilchen) Annahme: 1 Erbse wiege 2 g 24 Erbsen Masse (m): ~ 48 g Weltjahresproduktion 2 kg 2 kg ~ 20 Mt ~ 20 Mt Teilchenzahl (N): 24 Erbsen ~103 Erbsen ~ 1013 Erbsen Stoffmenge (n): 4 10-23 mol 2 10-21 mol 2 10-11 mol 2 Dutzend
Auswertung Test 01
Vorkurs Chemie 2013
Atombau: Beispiel Kohlenstoffatom 6 Protonen + 6 Neutronen Elektron Proton Neutron Bildquelle: universetoday.com
Stehende Welle Bildquelle wikipedia
Stehende Welle Bildquelle: wikipedia
Orbitale Bildquelle: wikipedia 12.09.2011
Orbitale Bildquelle: abiwissen.info 12.09.2011
d-orbitale 12.09.2011
Orbitale: Energie / Besetzungsabfolge 12.09.2011
n 1 2 3 4 5 6 7
n 1 2 3 4 5 6 ns np (n-1) d 7 (n-2) f
n 1 2 3 4 5 6 ns np (n-1) d 7 (n-2) f Elektronenkonfiguration Ge: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2 ax: x = Anzahl der Elektronen im Orbitaltyp a Achtung: MINT-KollegAusnahmen Baden-Württemberg
Chemische Bindung
Chem. Bindung
Atombindung (kovalente Bindung) Cl Cl
Atombindung (kovalente Bindung) Cl Cl Cl: jeweils 7 Valenz-Elektronen
Atombindung (kovalente Bindung) Cl Cl Cl Cl
Atombindung (kovalente Bindung) Cl Cl Cl Cl
Edelgasregel Elektronen zählen" Cl Cl 8 Elektronen Cl Cl
Edelgasregel Elektronen zählen" Cl Cl 8 Elektronen Cl Cl
Wo sitzt die Ladung / Ladungen zählen" Cl hat im PSE 7 e- Cl Cl 7 e- - 7e- = 0 negative Ladungen Cl Cl
Polare Atombindung, Bsp. HCl H Cl H Cl
Polare Atombindung, Bsp. HCl δ δ+ H Cl δ+ H Cl δ
Polare Atombindung, Bsp. HCl Dipol δ δ+ H Cl δ+ H Cl δ
Polare Atombindung, Bsp. CH4 H H C H H
Polare Atombindung, Bsp. CH4 H H H C H H C H H H
Polare Atombindung, Bsp. CH4 H δ+ H C δ+ δδ + H δ+ H H C H H H δ+ Kein Dipol
Hybridisierung Schematische Darstellung eines sp-hybrid-orbitals:
Hybridisierung: sp3 Methan Ethan
Hybridisierung: sp2 Ethen
Hybridisierung: sp Ethin
Kristallgitter: CsCl-Struktur Cl: kubisch primitive Elementarzelle Cs: kubisch primitive Elementarzelle
Kristallgitter: NaCl-Struktur Na: kubisch flächenzentrierte Elementarzelle Cl: kubisch flächenzentrierte Elementarzelle
Dichteste Kugelpackungen
Wasserstoffbrückenbindungen
Van-der-Waals-Wechselwirkung
Gleichgewicht 20 0
Gleichgewicht 12 8
Gleichgewicht 9 11
Gleichgewicht 7 13
Gleichgewicht 7 13
Gleichgewicht 7 13
Galvanische Zelle: Cu2+ + Zn Cu + Zn2+ + -
Standardelektrodenpotenziale
Elektrolyse: ZnI2 Zn + I2 - +
Schmelzflusselektrolyse von Aluminium
Titration Bildquelle: virtuelle-schule-de.bnv-bamberg.de
Radikalkettenmechanismus z.b. Radikalstarter: R-R 2 R 1. Kettenstart:
Radikalkettenmechanismus z.b. Radikalstarter: R-R 2 R 1. Kettenstart: 2. Kettenfortpflanzung
Radikalkettenmechanismus z.b. Radikalstarter: R-R 2 R 1. Kettenstart: 2. Kettenfortpflanzung
Radikalkettenmechanismus z.b. Radikalstarter: R-R 2 R 1. Kettenstart: 2. Kettenfortpflanzung Dr. Tobias Bentz
Radikalkettenmechanismus 3. Kettenabbruch Rekombination von Radikalen, z.b. Dr. Tobias Bentz