Übungsaufgaben zur Vorlesung AC 1 im WS 2008/9 (27.10.08) 1

ÜBUNG0708.DOC/27.10.08 16:14:12
Übungsaufgaben zur Vorlesung AC 1 im WS 2008/9 (27.10.08)
1. Nennen Sie einige Namen im Zusammenhang mit bedeutenden historischen
Entwicklungen der Chemie (z.B. Atombegriff, Erhaltung der Masse, Volumengesetz usw.)
2. Wer sind die „Entdecker“ des Periodensystems der Elemente und wann ungefähr wurde es
erstmals formuliert?
3. Was versteht man unter: „relative Atommasse“, „Isotope“, „Isobare“, „Massenzahl“ und
„Ordnungszahl“ ?
4. Welche physikalische Gesetzmäßigkeit/Effekt definiert eindeutig die Ordnungszahl der
Elemente im PSE ?
5. Welches ist der Bezugspunkt (heute!) für die Angaben der relativen Atommassen der
Elemente und welche Probleme treten auf, wenn man sie als Basis für die Anordnung der
Elemente im PSE betrachtet (wie das früher der Fall war)?
6. Wie sind Bahnradius und Energie der umlaufenden Elektronen im Bohrschen Atommodell
von der Hauptquantenzahl abhängig ?
7. Welche Bedeutung hat das Bohrsche Postulat und wie lautet es ?
8. Bezeichnen Sie eine „Inversion“ im Periodensystem. Wie erklärt man sie ?
9. Berechnen Sie die relative Molekülmasse von H2S und H2SO4 sowie die molare
Formelmasse von CaCl2. Welche Besonderheit impliziert der letztere Begriff ?
10. Welche Regel gilt für das Verhältnis zwischen der Zahl der Neutronen und der Zahl der
Protonen für Elemente mit niedrigeren Ordnungszahlen im Vergleich zu solchen mit hohen
Ordnungszahlen ?
11. Wie ist die Stoffmenge definiert und welche Einheit hat sie ?
12. Erläutern Sie in knappen Worten die Grundzüge des wellenmechanischen Atommodells
und seine wichtigsten anschaulichen Aspekte für die Praxis.
13. Welche anschauliche Bedeutung haben die vier Quantenzahlen ?
14. Notieren Sie die Elektronenkonfiguration für freie Atome im Grundzustand in der
Gasphase für Kupfer, Silicium, Arsen, Titan und Cobalt.
15. Formulieren Sie vollständige Lewis-Formeln für die folgenden Moleküle:
CO, NO, SO2, N2O, HNO3, NH3 und Cl2O.
16. Erläutern Sie die Oktettregel und die Begriffe heterolytische und homolytische Spaltung.
Wann gilt die Oktettregel nicht mehr (Oktettüberschreitung) ?
17. Welche Polarität haben die folgenden Moleküle, wenn man die
Elektronegativitätsdifferenz als Maß annimmt. N2O, NO2, CO, CO2, SO2, SO2, NO2+, SF4,
H2O, NO, NH3, OF2?
18. Skizzieren Sie den generellen Verlauf der Elektronegativität im PSE.
19. Erläutern Sie den Unterschied zwischen physikalischer Ladung („Dipolmoment“) und
Formalladung an Beispielmolekülen.
20. Worin unterscheiden sich σ- und π-Bindungen ?
21. Welche Energien (Kräfte) spielen im Modell der Ionenbindung eine dominierende Rolle für
den Zusqammenhalt von Kationen und Anionen in einem Festkörper ? Was versteht man
unter Hydratation ?
22. Skizzieren Sie die Elementarzelle der Kochsalzstruktur. Welche Koordinationspolyeder
und Koordinationszahlen sind typisch für die Kochsalzstruktur ?
23. Skizzieren Sie die wesentlichen Aspekte der Modellvorstellung zur metallischen Bindung.
Was erklärt diese Modellvorstellung gut, was nicht ?
24. Was versteht man unter Wasserstoffbrückenbindungen und wo spielen sie in der Praxis
eine wichtige Rolle ?
25. Ordnen Sie für die folgenden Verbindungen Oxidationszahlen zu und machen Sie einen
Namensvorschlag für die betreffende Verbindung:
PH3, H3AsO4, H3AsO3, CaCl2, HClO4, IO31-, SO32-, H2O2,ClF3 N2O3, N2O4, (bitte auch LewisFormeln für die letzten beiden Verbindungen).
26. Nennen Sie die wichtigsten Regeln für die Zuordnung von Oxidationszahlen.
27. Erläutern Sie die Definitionen von Säuren und Basen nach, Arrhenius, Brönstedt und
Lewis.
28. Welche unterschiedlichen Annahmen macht man für die Berechnung des pH-Wertes
einer starken bzw. einer schwachen Base ? Berechnen Sie den pOH-Wert für eine
Ammoniaklösung mit der Konzentration 10-3 mol l-1 (pK(NH3) ~ 5) und eine NaOH-Lösung mit
derselben Konzentration..
29. Erläutern Sie die Wirkungsweise eines Acetatpuffers.
30. Welcher Unterschied besteht zwischen temporärer und permanenter Wasserhärte ?
31. Erklären Sie, warum Lösungen von Natriumacetat basisch und solche von
Ammoniumchlorid sauer reagieren.
32. Was versteht man unter Standard- oder Normalpotential und wie lautet die Nernstsche
Gleichung ?
33. Welche grundlegenden Redoxprozesse liegen der Alkali-Mangan-Batterie und dem
Nickel-Metallhydrid-Akku zugrunde ?
34. Geben Sie Beipiele für Moleküle, die Ψ-oktaedrisch oder Ψ-trigonal-bipyramidal aufgebaut
sind. Welche Molekülgeometrie besitzen XeOF4, XeF2 und ClF3 ?
35. Wie funktioniert das Diaphragmaverfahren der Chloralkalielektrolyse und welche Produkte
erhält man ?
36. Zeichnen Sie perspektivisch die Elementarzelle einer kubisch dichtesten Kugelpackung.
Welche Raumerfüllung besitzt eine kubsich dichteste Kugelpackung und wie ist die
Raumerfüllung definiert?
37. Welches Polyeder ist typisch für die Struktur des Elementes Bor?
38. In welchen Modifikationen tritt Kohlenstoff auf ? kurze Beschreibung.
39. Wie unterscheiden sich weißer und schwarzer Phosphor? Welche Modifikation ist stabiler
und welche ist reaktiver?
40. Welche chem. Reaktionen und physikalischen Vorgänge spielen bei der technischen AlGewinnung und der Gewinnung von flüssiger Luft eine Rolle ?
41. Erklären Sie warum man für Amminkomplexe des Elementes Cobalt bei gleicher
chemischer Zusammensetzung unterschiedliche chemische Eigenschaften (z.B. Farbe oder
Zahl der mit AgNO3 zu fällenden Chloridionen) findet.
42. Was versteht man unter „Sandwichkomplexen“ und „Chelatkomplexen“?
43. Skizzieren Sie die energetische Aufspaltung der 3d-Orbitale in einem oktaedrischen
Ligandenfeld.
44. Nennen Sie zwei metallorganische Komplexverbindungen mit biologischer Bedeutung.
45. Welche wichtigen chemischen Reaktionen und Gleichgewichte spielen im
Zusammenhang mit der Stahlherstellung eine Rolle ?
46. Vergleichen Sie die Verbindungspaare SiO2 und CO2 sowie N2O5 und P2O5.
47.Nach welchem Verfahren wird großtechnisch Schwefelsäure hergestellt und welches sind
die wichtigsten chemischen Reaktionen ?