L 48: Erscheinungsform und Einteilung der Stoffe
Lehrbuch Chemie
Erscheinungsform und Einteilung der Stoffe
Alle Stoffe1 haben eine Masse (Gewicht), einen Platzbedarf (Volumen) und eine Innere Energie
(Temperatur).
Stoff
Es gibt begriffliche Unterschiede zwischen Masse – Gewicht; Platzbedarf – Volumen und
Innerer Energie - Temperatur
Stoffe können in drei verschiedenen Erscheinungsformen (Aggregatzuständen2) vorkommen. Man
unterscheidet den festen, den flüssigen und den gasförmigen Zustand. Feste Stoffe haben festes
Volumen und feste Form, flüssigen Stoffe haben variable Form und festes Volumen, gasförmige Stoffe
haben variable Form und variables Volumen. Die noch mögliche Kombination von fester Form mit
variablem Volumen, also eine Art Luftballon-Stoff, gibt es nicht.
Der Aggregatzustand eines Stoffes hängt von den äußeren Bedingungen wie Druck und Temperatur ab.
Aggregatzustand
In der Natur gibt es Millionen von Stoffen. Gewöhnlich kommen die Stoffe als Mischungen vor.
Mischungen, oder auch Gemische genannt, sind ungeordnete Zusammenlagerungen von reinen
Stoffen. Reine Stoffe erkennt man daran, dass sie trotz weiterer Trenntechniken immer die gleichen
Eigenschaften besitzen.
Naturstoffe Stofftrennung
Man kann die Bestandteile eines Gemisches (Komponenten3) an Hand ihrer Eigenschaften erkennen
und trennen. Gemische zeigen die Eigenschaften der reinen Stoffe entsprechend dem Anteil an
Gemisch. Es ist daher einfacher, die Eigenschaften der reinen Stoffen zu kennen und danach die
natürlich vorkommenden Gemische zu beschreiben, als die Eigenschaften unendlich vieler
Stoffgemische einzeln zu erfassen. – Darin steckt ein wissenschaftliches Prinzip: Man versucht in der
Wissenschaft immer die durch Zerlegen die Grundlagen zu erforschen und dann durch
Zusammensetzen die Eigenschaften des Ganzen zu erschließen. In vielen Dingen erweißt sich diese
Vorgehensweise vorteilhaft, jedoch gibt es auch hierfür Grenzen. Diese werden durch den
Erfahrungsgrundsatz beschrieben: „Das Ganze ist mehr als die Summe der Teile!“
Komponenten
Eine der wesentlichen Aufgaben eines Chemikers ist die Auftrennung von Gemischen in reinen
Stoffe, Reinstoffe. Dazu nutzt man die unterschiedlichen Eigenschaften der Stoffe in den sogenannten
Stofftrennverfahren. Beispiele hierfür sind das Lösen in Wasser oder anderen Flüssigkeiten, das
trennen von unlöslichem von Löslichem (Filtrieren), das Trennen nach Größe (Sieben), das Absitzen
lassen von Unlöslichem (Sedimentieren), das Abgießen einer Lösung vom Bodensatz (Dekantieren).
Man erhält so eine Auftrennung von Stoffgemischen. Sind sich die Stoffe sehr ähnlich, so ist eine
Auftrennung mitunter sehr arbeitsaufwendig.
Die weitere Arbeit des Chemikers befasst sich dann mit der Charakterisierung der Eigenschaften der
reinen Stoffe.
Reine Stoffe haben an allen Stellen die gleiche Eigenschaft, zum Beispiel die Schmelztemperatur,
die Siedetemperatur, die Dichte. Reine Stoffe lassen sich noch weiter unterteilen in Elemente und
Verbindungen.
Elemente sind reine Stoffe, die aus gleichartigen kleinsten Teilchen bestehen. Diese werden Atome4
genannt.
Gemischtrennung
Def. Reinstoff
Def. Element - Atom
Besonderheit: Nur Edelgase kommen in der Natur wirklich als einatomige Teilchen vor. Alle anderen
Elemente bilden kleinste Teilchen aus zwei oder mehr gleichartigen Atomen bestehen bis hin zu den
Metallen, bei denen ein Kristall aus einer riesigen Zahl miteinander verbundener gleichartiger Teilchen
aufgebaut ist.
Verbindungen sind reine Stoffe, die aus verschiedenartigen Atomen in geordneter Weise
zusammengesetzt sind. Die kleinsten Teilchen einer Verbindung nennt man Moleküle. Innerhalb eines
Moleküls sind die Atome mit besonders kurzen, festen Bindungen aneinander gebunden. Zwischen den
Molekülen sind die Abstände größer und daher die Bindungskräfte kleiner. Beispiel: Wasser H 2O......
H2O...... H2O, kurz H2O)
Def. Verbindung –
Molekül
Vereinfachtes
Definitionsschema
Daneben gibt es auch andere Verbindungstypen, bei denen die Abstände überall annähernd gleich groß
sind. Dazu zählen die Salze und die Metalle. Hier gibt es keine räumlich voneinander abgesetzten
Baueinheiten. Um einen solchen Stoff zu beschreiben, benutzt man sie sogenannte Formeleinheit. Die
Formeleinheit ist einfach die kleinste Summe der Teilchen, die durch nahezu unendlicher
Wiederholung den Stoff bilden. (Beispiel Kochsalz ...Na-Cl-(Na-Cl)-Na-Cl... kurz NaCl
1
Stoff http://de.wikipedia.org/wiki/Stoff_%28Chemie%29
2
Ad lat. zusammen; grex, gregis, lat. die Herde
3
componere lat. zusammensetzen
4
atomos griech. unteilbar
Def. Formeleinheit
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Einteilung von Stoffen - HMTC - Halbmikrotechnik Chemie GmbH