Chemie-Arbeit Nr.1 1. Atommasse Die Atommasse wird in „u

Chemie-Arbeit Nr.1
1. Atommasse
Die Atommasse wird in „u“ angegeben. Da Atome sehr klein sind und daher eine sehr geringe Masse
haben, gibt man die Atommasse in der Einheit „u“ an.
Formel: 6*1023u = 1g oder: 600.000.000.000.000.000.000.000u = 1g
Dieser Umrechnungsfaktor wurde vom Chemiker Avogadro entdeckt.
2. Formelsprache/Fachbegriffe
Element:
Ein Element ist ein Stoff, der nur aus einer Atomsorte besteht (z.B.: nur Natrium (Na),
nur Kalium (K),…).
Verbindung:
Eine Verbindung ist ein Stoff, bei dem zwei oder mehrere verschiedene Atomsorten
(= Atome verschiedene Elemente) miteinander verbunden sind [z.B. CaO
(= Calciumoxid, besteht aus einem Calcium und einem Sauerstoffatom), KMnO4
(= Kaliumpermanganat besteht aus drei Elementen (Kalium, Mangan, Sauerstoff)
 KMnO4: 1 K-Atom, 1 Mn-Atom, 4 O-Atome].
Molekül:
Ein Molekül besteht aus mindestens zwei oder mehreren miteinander verbundenen
Atomen. Die Atome können aus einer oder verschiedenen Atomsorten bestehen
[z.B.: O2 (Sauerstoff), O3 (Ozon), CaO, H2]
Unterschied:
Verbindung
und Molekül
 Verbindungen:
 Molekül:
Ionen:
Alle geladenen Teilchen sind Ionen.
 Kationen:
Alle Kationen sind positiv geladen (z.B.: Na+, Mg2+, Ca2+)
 Anionen:
Alle Anionen sind negativ geladen (z.B.: Cl-, SO2-4)
 Komplexionen:
Haben eine Ladung und bestehen aus einer Verbindung (HCO-3)
nur unterschiedliche Stoffe (CaO)
auch gleiche Atome (O3)
3. Rutherford’sches Atommodell
Ein Atom besteht aus Atomkern und Atomhülle.
In der Atomhülle befinden sich die Elektronen. Sie
können sich in der Atomhülle frei bewegen.
Elektronen sind einfach negativ geladen. Abkürzung: e-
Elektronen weisen eine sehr geringe Masse auf.
Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen.
Protonen sind einfach positiv geladen. Abkürzung: p+
Neutronen sind ungeladen, d.h. neutral. Protonen
und Neutronen sind für die Masse des Atoms
verantwortlich [die Masse der e- (0,0005u) kann
vernachlässigt werden].
Ein Atom ist neutral. Daraus folgt, dass die Anzahl
von e- in einem Atom gleich der Anzahl der p+ im
Kern sind, d.h. deren Ladungen gleichen sich
gegenseitig aus.
Die Anzahl der Neutronen kann in einem Atom
variieren - man spricht von Isotopen (siehe Punkt 6).
4. Das Atom
+
-
Anzahl p = e
Es ist immer dieselbe Anzahl von p+ und evorhanden.
p+, e- und n bezeichnet man als
Elementarteilchen. Die Atommasse wird von p+
und n bestimmt. p+ und n haben eine Masse
von ca. 1u. Die Masse von e- ist so gering, dass
sie vernachlässigt werden kann!
Die gerundete Masse eines Atoms entspricht
der Anzahl von p+ + n.
Atommasse = Anz. p+ + Anz. n
Die Ordnungszahl gibt die erstens die Stelle eines Elements im PSE an und zweitens die Anzahl der p+,
also auch gleichzeitig die Anzahl der e- wieder.
OZ = Stelle im PSE, Anz. p+, Anz. eDie Anzahl der Neutronen lässt sich errechnen.
gerundete Atommasse - OZ = Anz. n
5. Das Schalenmodell
Das Schalenmodell baut auf der Atomvorstellung von Rutherford auf. Bei dem Schalenmodell werden die
Aufenthaltsräume der e- nur genauer beschrieben. Beim Schalenmodell wird die Atomhülle in mehrere
Schalen eingeteilt. Die Nummer der Periode (Reihen im PSE von links nach rechts) gibt die Schalenanzahl
eines Atoms an. Jede Schale kann 2Z² Elektronen aufnehmen. Wobei Z = Periodennummer ist.
Demzufolge kann die 1. Schale 2*1² = Elektronen aufnehmen
2. Schale 2*2² = Elektronen aufnehmen
3. Schale 2*3² = Elektronen aufnehmen
Die Elektronen werden nach einer bestimmten Reihenfolge besetzt:
1. Zuerst die innere Schale.
2. Dann die folgende Schalen bis diese mit 8 e- besetzt sind.
3. Bleiben noch e- übrig, werden diese ab der 3. Schale nach außen hin aufgefüllt.
In der äußersten Schale eines Elements befinden sich immer genauso viele Elektronen, wie die Zahl
der Hauptgruppe (HG) ist. Beispiel: Lithium, I. HG, 1 Valenzelektron; Chlor, VII. HG, 7
Valenzelektronen. Die äußerste Schale nennt man auch Valenzschale. Die Schalen werden von innen
nach außen mit den Buchstaben K, L, M, N,…
Beispiel Lithium:
6. Periodensystem (PSE)
Im PSE gibt es zwei Ordnungen. Es gibt die Perioden (Reihen von links nach rechts) und die
Hauptgruppen. Die Hauptgruppe gibt an, wie viele Valenzelektronen ein Atom hat. Also: Ist ein Atom
in der 6. Hauptgruppe (HG), hat es 6 Valenzelektronen. Die Periode gibt an wie viele Schalen ein
Atom hat. Alle Atome in derselben HG haben ähnliche chemische und physische Eigenschaften.
Desweiteren haben die Hauptgruppen auch noch andere Bezeichnungen:
1. HG: Alkalimetalle; 2. HG: Erdalkalimetalle; 7. HG: Halogene; 8. HG: Edelgase
Der Buchstabe der Periode ist der Name der äußersten Schale, d.h., das ein Atom in der L-Periode als
Valenzschale die L-Schale hat.
7. Isotope
Isotope sind Atome eines Elements, die sich nur in der Neutronenanzahl unterscheiden.
Die Atommasse wird durch die Anzahl von p+ + n angegeben. Protonen und Neutronen besitzen
jeweils die Masse von 1u. Daraus folgt, dass die Atome eines Elements eine gerade Zahl aufweisen
muss (Da 1u+1u+1u+… niemals eine Kommazahl ergeben kann!).
Weshalb steht dann im PSE die Atommasse 35,5 u (Chlor; Cl)?
 Die meisten Elemente weisen isotope Atome in unterschiedlichem Mengenverhältnis auf.
 Im PSE ist der Durchschnitt aller Isotope angegeben.
D.h. für Chlor:
Es gibt Chlorisotope mit der Masse 35 u und mit der Masse 36 u. Anscheinend kommen beide
Isotope im gleichen Mengenverhältnis vor (50:50). Daraus ergibt sich die durchschnittliche Masse
von 35,5 u.
Schreibweise:
Nukleonenschreibweise
vom lat. nucleus (=Kern)
Schreibweise, bei der die
Kernteilchen [p+ (OZ) und Masse)
dargestellt werden.
Beispiel Chlor:
35
36
17Cl
17Cl
8. Gefahrensymbole & R-/S-Sätze
8.1. R-/S-Sätze
Die R-/S-Sätze schützen und warnen bei chemischen Versuchen. Es gibt 67 R-Sätze, die die genauere
Art der Gefahren angeben. Zudem gibt es 64 S-Sätze, die Empfehlungen geben, um
Gesundheitsgefährdenden bei gefährlichen Stoffen zu verhindern.
8.2. Gefahrensymbole
Es gibt folgende Gefahrensymbole (siehe AB):
- T  giftig:
beim Verschlucken, Einatmen oder über Hautaufnahmen: kann
- T+sehr giftig: bis zum Tod führen
- Xn  mindergiftig: beim Verschlucken, Einatmen oder über Hautaufnahmen: kann beschränkt Gesundheitsschäden
hervorrufen
- C  ätzend: kann Hautgewebe innerhalb weniger Minuten zerstören
- Xi  reizend: können auf der Haut nach mehrstündiger Einwirkung deutliche Entzündungen
hervorrufen
- O  brandfördernd: Stoffe, die brennbare Materialen entzünden können oder mit diesen explosive Gemische
ergeben
- F  leichtentzündlich: können nach kurzzeitiger Einwirkung einer Zündquelle entzündet werden
oder an
- F+  hochentzündlich: der Luft entzündet werden
- E  explosionsgefährlich: Stoffe die explodieren können
- N  umweltgefährlich: Stoffe, die Wasser und Boden verseuchen (vergiften; kontaminieren) können
9. Sonstiges
9.1. Dalton
Dalton entdeckte das jedes Element aus Atomen besteht. Zu Atomen kann man vier Kernaussagen
treffen:
1.
Jedes Element besteht aus Atomen, diese sind unzerteilbar.
2.
Alle Atome haben die gleiche Größe. Sie unterscheiden sich in den Elementen bei ihrer
Masse.
3.
Atome sind unzerstörbar
4.
Bei chemischen Reaktionen verschiedener Stoffe werden die Atome miteinander verknüpft
und neu angeordnet.
9.2. Mendelejew
Mendelejew ordnete die Atome im PSE nach ihrer Masse und ihren Eigenschaften. Die Masse wurde
von links nach rechts, wie von oben nach unten mehr. Die Atome mit ähnlichen Eigenschaften
sortierte er in die gleichen Hauptgruppen.
Niklas