Grundwissen 8. Klasse (Lachenmayr)

Ein löslicher Stoff (z.B. Salz) ist in einem
Lösungsmittel (z.B. Wasser) gelöst.
Lösung
8C1
Jede Lösung ist ein homogenes Stoffgemisch:
Feststofflösung: Feststoff ist in Flüssigkeit gelöst
(Zuckerwasser)
Gaslösung: Lösung eines oder mehrerer Gase in
einer Flüssigkeit z.B.: Lösung von
Kohlenstoffdioxid in Wasser
Flüssigkeitsgemisch: Lösung zweier
Flüssigkeiten z.B. Alkohol in Wasser (Wein)
Homogenes Stoffgemisch
(gasförmig/gasförmig)
Gasgemisch
8C2
Legierung
8C3
Mischung mehrerer Gase
z.B.: Luft (Stickstoff, Sauerstoff,
Kohlenstoffdioxid…)
Homogenes Stoffgemisch aus Metallen
(fest/fest)
z.B. Messing aus Kupfer und Zink oder Bronze
aus Kupfer und Zinn
Heterogenes Stoffgemisch (fest/flüssig)
Suspension
8C4
Aufschlämmung von Feststoffteilchen (mit Sand
verschmutztes Wasser, Aufschlämmung von
Kreide usw.)
Heterogenes Stoffgemisch (flüssig/flüssig)
Emulsion
8C5
Tröpfchenaufschwemmung zweier nicht
mischbarer Flüssigkeiten (z.B. Milch:
Fetttröpfchen – Wasser)
Heterogenes Stoffgemisch (fest/gasförmig)
Rauch
8C6
Gemisch aus Feststoffteilchen und Gas(en)
Heterogenes Stoffgemisch (flüssig/gasförmig)
Nebel
8C7
Stoffgemische
8C8
Gemisch aus Tröpfchen und Gas(en)
Stoffgemische haben je nach dem
Mischungsverhältnis der beteiligten Stoffe
veränderliche Gemischeigenschaften.
Sie sind durch physikalische Trennverfahren
(Filtrieren, Destillieren, Sedimentieren,
Extrahieren usw.) in Reinstoffe trennbar;
homogene G. bestehen aus einer einzige
Phase, d.h. haben ein einheitliches Aussehen,
heterogene G. aus mehreren Phasen, d.h.
haben ein uneinheitliches Aussehen.
Reinstoffe
8C9
Jeder Reinstoff hat charakteristische,
unveränderliche Kenneigenschaften wie z.B.
Siedepunkt, Schmelzpunkt, Dichte,
Aggregatszustand bei RT, Leitfähigkeit, Geruch,
Farbe, Kristallform….
Reinstoffe sind durch physikalische
Trennverfahren wie z.B. Destillieren oder
Filtrieren nicht weiter trennbar.
Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen.
Teilchenmodell
8C10
Teilchen können sein:
Atome (atomos gr. = unteilbar)
Moleküle (zusammengesetzte Teilchen) oder
Ionen (geladene Teilchen)
Aggregatszustände
Fest, flüssig oder gasförmig
Übergang von – nach:
festflüssig = schmelzen,
flüssiggasförmig = verdampfen,
flüssigfest = erstarren,
gasförmigflüssig = kondensieren,
festgasförmig = sublimieren,
gasförmigfest = resublimimieren
8C11
Verbindung
8C12
Stoffebene: ein Reinstoff, der aus zwei oder
mehreren Elementen durch eine chemische
Reaktion entstanden ist.
Teilchenebene: ein Stoff, der die verschiedenen
Teilchen zweier oder mehrerer Elemente in
einem bestimmten Zahlenverhältnis enthält.
Element
8C13
Stoffebene: Ein Stoff mit best. Kenneigenschaften, der (chemisch) nicht mehr weiter in
andere Stoffe zerlegt werden kann; jedem
Element ist ein Elementsymbol zugeordnet
Teilchenebene: Verband aus Teilchen (Atomen,
Molekülen) einer einzigen Art ,d.h. derselben
Protonenzahl.
Eine chemische Formel gibt das Zahlenverhältnis
an, in dem die Atome in einer chemischen
Verbindung vorkommen.
Chemische Formel
8C14
Chemische Reaktion
8C15
Reaktionsgleichung
8C16
So gibt z.B. die Formel H2O an, dass in der
Verbindung Wasser die Elemente Wasserstoff
und Sauerstoff im Verhältnis 2:1 vorkommen.
Der Index (tief gestellte Zahl) bezieht sich auf das
links davor stehende Elementsymbol.
Stoffebene: Vorgang, bei dem aus einem oder
mehreren Reinstoffen ein oder mehrere neue
Reinstoffe entstehen;
Chemische Reaktionen sind Stoff- und
Energieumwandlungen
Teilchenebene: Chemische Reaktionen sind
gekennzeichnet durch
• Umordnung und Veränderung von
Teilchen
• Umbau von chemischen Bindungen
Die Reaktionsgleichung gibt an, welche Teilchen
in welchem kleinstmöglichem Zahlverhältnis
miteinander reagieren bzw. entstehen.
Beispiel: CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
bedeutet:
1 Methanmolekül reagiert mit 2 Molekülen
Sauerstoff zu 1 Molekül Kohlenstoffdioxid und 2
Molekülen Wasser.
Innere Energie
8C17
Energie
8C18
die in einem Stoff oder in Stoffen gespeicherte
Energie; Energievorrat im Inneren eines Systems
(=Edukte oder Produkte)
Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten;
Formen der Energie sind z.B.:
Wärme-, Licht-, Lage-, Bewegungsenergie,
elektrische, mechanische, chemische Energie
Energie geht nicht verloren. Die verschiedenen
Energieformen sind jedoch ineinander
umwandelbar.
Reaktion, bei der Wärme frei wird;
Ei
exotherme Reaktion
E1
Aktivierungsenergie
Edukte
∆Ei < 0
8C19
Produkte
E2
Reaktionskoordinate
Reaktion, bei der Wärme verbraucht wird
(ständige Wärmezufuhr)
Ei
endotherme Reaktion
8C20
Aktivierungsenergie
E1
Produkte
∆Ei > 0
E2
Edukte
Reaktionskoordinate
Aktivierungsenergie
8C21
Atom
8C22
Die zur Auslösung einer Reaktion erforderliche
Energie. Die Edukte werden durch die
Aktivierungsenergie in einen reaktiven Zustand
versetzt.
Bei exothermen Reaktionen sind die Edukte in
einem metastabilen Zustand, d.h. sie reagieren
unmessbar langsam, sie gehen nicht spontan in
einen stabilen (energiearmen Zustand) über;
instabil ist der Zustand nach Zuführung der EA.
Das Atom ist das kleinste Teilchen eines Elements.
In der Atomhülle befinden sich Elektronen, im
Atomkern, die Protonen und Neutronen.
Die Atome eines Elementes haben die gleiche
Protonenzahl.
Die Nukleonenzahl A ist die Summe aus Protonenzahl
Z und Neutronenzahl N: A = Z + N
Atome gleicher Protonenzahl, aber verschiedener
Neutronenzahl und damit verschiedener Masse.
Beispiel:
Isotop
8C23
Teilchenmasse
8C24
Die Masse eines Teilchens (Atommasse mA,
Molekülmasse mM) wird in der Regel in der atomaren
Masseneinheit u angegeben, die als 1/12 der Masse
des C-12 Atoms definiert ist.
1u entspricht in etwa der Masse eines H-Atoms.
Molekül
8C25
Moleküle sind Verbände aus Nichtmetallatomen,
die bei Elementen aus gleichartigen Atomen, bei
Verbindungen aus verschiedenartigen Atomen
bestehen. Die Molekülformel gibt an, wie viele Atome
im Molekül vorhanden sind.
Beispiele:
H2:
Element
H2O:
Verbindung
NH3:
Verbindung
Wasserstoff (H2)
Elemente, die als
zweiatomige Moleküle
vorkommen
8C26
Stickstoff (N2)
Sauerstoff (O2)
alle Elemente der 7. Hauptgruppe (Halogene)
Fluor (F2)
Chlor (Cl2)
Brom (Br2)
Iod (I2)
Positiv geladener Kern:
Protonen (p+) + Neutronen (n) = Nukleonen
Negativ geladene Hülle (e-)
Atombau
8C27
Energiestufenmodell der
Atomhülle
(Bohr`sches Atommodell)
8C28
Die Atomhülle ist in „Schalen“ (Energiestufen)
K, L, M, .. Q bzw. Hauptquantenzahl (n = 1, 2 ..7)
gegliedert und maximal mit 2 n 2 Elektronen besetzt.
Der Raum mit der größten Aufenthaltswahrscheinlichkeit wird Orbital genannt, da weder Ort noch
Bahn eines Elektrons exakt bestimmt werden können.
Periodensystem der
Elemente (PSE)
8C29
Metalle (links von der Diagonale)
Halbmetalle (auf der Diagonale)
Nichtmetalle (rechts von der Diagonale)
Energie, die zur Abtrennung eines
Elektrons aus einem Atom benötigt wird
Ionisierungenergie
8C30
Salze
8C31
Ion Ionenbindung
Ionengitter
Bei der Synthese von Metallen und
Nichtmetallen entstehen Salze
(Ionenverbindungen) mit folgenden
Eigenschaften:
Kristallinität, Sprödigkeit, elektrische
Leitfähigkeit in Lösungen und Schmelzen
Nicht aber im festen Zustand !
(Leiter 2. Ordnung)
Elektrisch geladene Atom (Atom-Ionen) oder
Atomverbände (Molekül-Ionen)
Anionen (negativ geladen) und
Kationen (positiv geladen) ziehen sich
gegenseitig an und bilden ein Ionengitter
8C32
Ionenverbindungen sind Salze
Edelgas-Konfiguration
Oktettregel
8C33
MetalleMetallbindung
Besonders stabile Elektronenkonfiguration
(e- Anordnung) gleich der eines Edelgase,
in der Regel
8 Valenzelektronen = Außenelektronen
(Elektronenoktett)
[Ausnahme Helium (Elektronendublett)]
Metallischer Glanz , gute Wärmeleitfähigkeit
Elektrische Leitfähigkeit (Leiter 1. Ordnung)
Elektronen als Ladungsträger
(Elektronengas-Modell)
Leichte Verformbarkeit (Metallgitter-Modell)
8C34
Valenzelektronen
Valenzstrich-Schreibweise
8C35
Elektronen der äußersten Schale
(Energiestufe)