Grundwissen Chemie 9. Jgst

AGL - Grundwissen Chemie - 9.Jgst.
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Einteilung der Reinstoffe:
Elementarer Stoff: ein Stoff, der nur aus Atomen
einer Art aufgebaut ist
elementare Stoffe
Atome
Moleküle
Verbindungen
Ionen
(chemische) Verbindung: Moleküle oder Ionen,
die aus Atomen unterschiedlicher Art
gebildet werden.
Moleküle
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Aufbau eines Atoms:
• Kern aus positiven Protonen und
neutralen Neutronen
• Atomhülle aus negativen Elektronen
Im Atom sind gleich viele Elektronen in der
Hülle wie Protonen im Kern.
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Bei Atomen des gleichen Elements ist die
Protonenzahl immer identisch.
Atome des gleichen Elements, die sich in ihrer
Neutronenzahl unterscheiden, nennt man
Isotope.
Protonenzahl = Elektronenzahl = Ordnungszahl
(im Periodensystem: kleine Zahl links unten
neben dem Elementsymbol)
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Benennung binärer Verbindungen
Die wichtigsten „Nichtmetallnachnamen“ bzw
Namen der einfachen Ionen:
Die Reihenfolge der Namen entspricht der
Abfolge der Elemente im Periodensystem.
O: Oxid
F: Fluorid
Das erstgenannte Element wird mit der
unveränderten
deutschen
Bezeichnung
angesprochen, das zweitgenannte mit seinem
lateinischen/griechischen Wortstamm, an den die
Endung „-id“ angehängt wird.
S: Sulfid
Cl: Chlorid
N: Nitrid
Br: Bromid
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Wertigkeit in Verbindungen:
Fähigkeit zur
gleichungen
Die Wertigkeit entspricht häufig
• in der 1. bis 4. Hauptgruppe der Hauptgruppennummer
• in der 5. bis 7. Hauptgruppe 8 minus
Hauptgruppennummer.
Wertigkeit (A) • Index (A) = Wertigkeit (B) • Index (B)
I: Iodid
Aufstellung
von
Reaktions-
Die Anzahl der Atome muss für jedes Element
vor und nach dem Reaktionspfeil gleich sein.
Koeffizienten haben die Bedeutung von
Faktoren. Sie gelten für alle Atome einer
Formel.
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Folgende elementaren Stoffe sind
zweiatomigen Molekülen aufgebaut:
Reaktionsenergie: Der Energieumsatz einer
chemischen Reaktion ergibt sich aus
der Differenz der inneren Energie
zwischen Produkten und Edukten.
Sauerstoff O2
Fluor F2
Wasserstoff H2
Chlor Cl2
Stickstoff N2
Brom Br2
aus
Iod I2
Aktivierungsenergie: Die zum Auslösen einer
chemischen Reaktion notwendige
Energie
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exotherme Reaktion: Chemische Reaktion, bei
der Energie frei wird.
endotherme Reaktion: Chemische Reaktion, bei
der Energiezugeführt werden muss.
Aktivierungsenergie
E
Aktivierungsenergie
E
Produkte
Edukte
Reaktionsenergie
Reaktionsenergie
Produkte
Edukte
Reaktionsverlauf
Reaktionsverlauf
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Katalysator:
Sortierung der Elemente im PSE:
• Periode: waagrechte Zeilen, gibt die Anzahl
der Elektronenschalen der Atome / der
Elemente an
• Gruppe: senkrechte Spalte, bei den acht
Hauptgruppen gibt sie die Anzahl der
Valenzelektronen an.
• Metalle: links / unten und Nebengruppen;
Nichtmetalle: rechts / oben
•
beschleunigt Reaktionen
•
senkt die Aktivierungsenergie
•
wird selbst nicht verbraucht
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Edelgaskonfiguration:
Die Atome der Edelgase (8. Hauptgruppe, außer
Helium) haben 8 Elektronen in der Valenzschale
(äußerste besetzte Elektronenschale).
Elektronendonatoren:
Oktettregel:
In den meisten Verbindungen nehmen die Atome
die energetisch besonders günstige Elektronenkonfiguration von Edelgasatomen an, also (außer
Helium: 2 e-) acht Valenzelektronen.
Metallatome sind Elektronendonatoren. Sie
geben bei Reaktionen mit Nichtmetallatomen
Elektronen ab und werden so zu Kationen
(positiv geladenen Ionen)
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Elektronenakzeptoren:
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Bau der Salze
•
bestehen aus Kationen und Anionen
•
regelmäßige Anordnung im Ionengitter
•
Zusammenhalten durch starke elektrostatische Anziehungskräfte (Ionenbindung)
Nichtmetallatome sind Elektronenakzeptoren.
Sie nehmen bei Reaktionen mit Metallatomen
Elektronen auf und werden so zu Anionen
(negativ geladenen Ionen)
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Wichtige komplexe Ionen:
Verhältnis-Formeln
Sulfat SO42−
Sulfit, SO32−
Nitrat NO3−
Nitrit NO2−
Phosphat PO43−
Carbonat CO32−
Die Formeln von Salzen sind VerhältnisFormeln. Diese drücken aus, in welchem
Zahlenverhältnis die Ionen in den Stoffen
vorhanden sind. Dabei müssen sich die
Ladungen der Kationen und der Anionen
ausgleichen.
Ammonium NH 4+
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Metallbindung
Atombindung
Die Atome der Metalle geben ihre Valenzelektronen ab. Die dadurch entstendenen, positiv
geladenen
Atomrümpfe
werden
durch
delokalisierte Elektronen (Elektronengas), die
sich zwischen den Atomrümpfen frei bewegen,
zusammen gehalten.
Atome gleicher oder verschiedener Elemente
können Moleküle bilden. Dazu überlappen die
Atomhüllen der einzelnen Atome. Die
Elektronen
gelangen
dadurch
in
den
Anziehungsbereich beider Kerne. Es kommt zur
Bindung (bindendes Elektronenpaar). Neben
Einfachbindungen gibt es auch Doppel- und
Dreifachbindungen.
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Valenzstrichformel:
Atome und ihre Bindungen in Molekülen werden
durch Valenzstrichformeln dargestellt.
1.
2.
3.
Für jedes Atom gilt: die Anzahl der Valenzelektronen ist gleich der
Hauptgruppennummer.
Durch die Ausbildung von Atombindungen erreichen die
Bindungspartner meist eine Edelgaskonfiguration. Daher gilt: Die
Anzehl der für die Edelgaskonfiguration noch benötigten
Elektronen ist gleich der Anzahl der bindenden Elektronen.
Zieht man von der Anzahl der Valenzelektronen die Anzahl der
bindenden Elektronen ab, so bleibt die Anzahl der nichtbindenen
Elektronen übrig.