Chemie - Klasse 08



Stoffgemische
8C1
Stoffgemische
a) Nebel, b) Rauch, c) Emulsion, d) Suspension,
e) Lösung, f) Legierung
8C2


zeigen Eigenschaften beider Stoffe
homogene: eine Phase,
einheitliches Aussehen
heterogene: zwei oder mehr Phasen,
uneinheitliches Aussehen
mittels physikalischer
Trennverfahren in Reinstoffe
trennbar
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

Teilchenmodell
8C5
alle Stoffe bestehen aus kleinsten
Teilchen.
Teilchen können sein:
 Atome (atomos gr. = unteilbar): z. B.
Neon
 Moleküle aus Atomen zusammengesetzte
Teilchen, z. B. Wasser H2O
 Ionen geladene Teilchen, z. B.
Kochsalz besteht aus den Ionen Na+
und Cl
Aggregatszustände
8C6
Verbindung
8C7
Chemische Formel
8C8

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. H2O:
H : O = 2 : 1

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)

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
Ist Verbindung ein Salz
(Metall- und Nichtmetallelement)
Ermittlung der chemischen
Formle
8C11
ja
Aufstellen mit Hilfe
 der Wertigkeiten
Aufstellen mit Hilfe
der griechischen
Vorsilben
Magnesiumchlor
id
II
I
MgCl2
(Mono)Schwefeldioxid
SO2


Element •
8C12
nein
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

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

Chemische Reaktion
8C13

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.

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

Energie
8C15



Reaktion unter Energieabgabe (Wärme, Licht,
Strom...)
Edukte sind in metastabilen Zustand, gehen
aber nicht spontan in einen stabilen
(energiearmen Zustand) über
Zufuhr von EA zum Starten der Reaktion
notwendig


Ei
exotherme Reaktion /
exoenergetische Reaktion
8C16
E1
instabil
Aktivierungsenergie
Einnere

A
Edukte
metastabil
Produkte
E2
stabil
Produkte
Reaktionskoordinate
(-weg)
Energie
Ei < 0
Edukte >
inner
Energie
endotherme Reaktion /
endoenergetische Reaktion
8C17

Reaktion, die nur unter ständiger
Energiezufuhr (Wärme, Licht, Strom) läuft

innere Energie Edukte < inner Energie Produkte
instabil
Ei
Aktivierungsenergie
E1
Produkte
metastabil
Ei > 0
E2
Edukte
stabil
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

Atome eines Elements mit gleicher
Protonen-zahl (Elektronenzahl) und
verschiedener Neutronenzahl

gleiches chemisches Verhalten, aber
unter-schiedliche Masse der
Atome
Isotop
8C19
Bindungstypen in der
Chemie
8C20
Beispiel:
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
Elemente, die als
zweiatomige Moleküle
vorkommen
8C21
Wasserstoff (H2)
Stickstoff (N2)
Sauerstoff (O2)
alle Elemente der 7. Hauptgruppe
(Halogene)
Fluor (F2)
Chlor (Cl2)
Brom (Br2)
Iod (I2)
(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


Salze /
Eigenschaften der Salze
8C24
Elektronengasmodell: Atome an festen
Gitterplätzen geben Valenzelektronen
ab  positive Atomrümpfe werden von
negativem Elektronengas
zusammengehalten
Eigenschaften: metallischer Glanz,
gute Wärmeleitfähigkeit, elektrische
Leitfähigkeit
leichte Verformbarkeit
Ionen = elektrisch geladene Atome (Atom-Ionen,
z. Na+, Cl-) oder Atomverbände (Molekül-Ionen,
z. B. NO3-)
o
Anionen (negativ geladen)
o
Kationen (positiv geladen)
o
gegenseitige Anziehung  Bildung
Ionengitter, dabei wird Gitterenergie
wird frei
Eigenschaften: Kristallinität, Sprödigkeit,
elektrische Leitfähigkeit in Lösungen und
Schmelzen, nicht aber im festen Zustand

Edelgas-Konfiguration
Oktettregel
8C25


Energiestufenmodell der
Atomhülle
(Bohr`sches Atommodell)
8C26



Atommodelle
8C27



Orbitalmodell
8C28

besonders stabile
Elektronenkonfiguration (e- Anordnung
in der Schale)
Elektronenkonfiguration der eines
Edelgase
8 Valenzelektronen = Außenelektronen
(Elektronenoktett)
Ausnahme Helium (Elektronendublett)
Atomhülle ist in „Schalen“
(Energiestufen)
K, L, M, .. Q bzw.
Hauptquantenzahl (n = 1, 2
..7)gegliedert
maximal mit 2 n2 Elektronen pro
Schale
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
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
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

Wertigkeit
8C30
Hilfsmittel zur Ermittlung der Formel
von chemischen Verbindungen, KEINE
Eigenschaft der Atome
 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