Th ht W it i hti B iff At d ll Thema heute: Weitere
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Wiederholung der letzten Vorlesungsstunde: Naturwissenschaften, Unterteilung in verschiedene Bereiche, unterschiedliche Chemie Einzeldisziplinen Wöhler‘sche Harnstoffsynthese Chemie-Einzeldisziplinen, Definition verschiedener Begriffe: Analyse, Synthese, heterogenes, homogenes System, Phase, der "reine Stoff“ Thema heute: Th h t Weitere W it wichtige i hti Begriffe, B iff Atommodelle, At d ll Atomkerne und -umwandlungen Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 13 Der „reine“ Stoff Kriterien für einen reinen Stoff Was ist ein „reiner“ Stoff? Wodurch können wir einen reinen Stoff von einem Stoffgemisch unterscheiden ? Eigenschaften von Stoffen – Einfluss von Verunreinigungen Bei der Betrachtung von Stoffeigenschaften ist der Aggregatzustand immer eine wichtige g Größe. Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 14 Feststoff Flüssigkeit Gas Plasma Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 15 Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 16 Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 17 Diagramme, in denen der Zusammenhang zwischen Aggregatzustand (fest, flüssig, gasförmig), Druck und Temperatur eines beliebigen Stoffes dargestellt ist, heißen Zustandsdiagramme oder Phasendiagramme. Phasendiagramme Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 18 Das Phasendiagramm vom Wasser (H2O) Kritischer Punkt Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 19 Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 20 Charakteristische „makroskopische“ Stoffeigenschaften a) Siedepunkt b) Schmelzpunkt c) Dampfdruck → allgemein: „Thermische Eigenschaften“ Beispiele: Siede- und Erstarrungskurven g des Wassers,, H2O Schmelzpunkt: Siedepunkt: p 0,00 °C 100,00 °C bei p = 760 Torr ((mm Hg) g) = 1013 mbar Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 21 Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 22 Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 23 Neben den „makroskopischen“ Eigenschaften spielen die „mikroskopischen“ Eigenschaften g eine ebenso wichtige g Rolle: • Der atomare und molekulare Aufbau, Kristallstruktur, Molekülstruktur, „Röntgenstruktur“ • Spektroskopische Eigenschaften Zu jedem Stoff gehören immer spezifische Eigenschaften (Stoffeigenschaften). Beispiele: Siedepunkt, Schmelzpunkt, Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Farbe, Transparenz, chemisches Reaktionsverhalten….. Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 24 Wie lassen sich die Eigenschaften von Stoffen verstehen und erklären? Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen den kleinsten Teilchen, die dem St ff zugrunde Stoff d liegen li (d (dem iinneren, atomaren t A Aufbau), fb ) den d „Bindungen“ Bi d “ ((welche l h die kleinsten Teilchen zusammenhalten) und den beobachtbaren bzw. meßbaren Eigenschaften eines Stoffes. Frage nach dem Aufbau der Materie „Atomistik“ Was passiert bei einer fortschreitenden Zerkleinerung von Materie Mikroskop Ist Materie unendlich zerkleinerbar oder existieren kleinste, kleinste unteilbare „Teilchen“, A T O M E ? (gr.) (gr ) unteilbar Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 25 Historischer Überblick: Atom- und Elementvorstellungen wurden erstmals in der griechischen Naturphilosophie entwickelt. Anaximander von Milet (611 – 546 v.Chr.) „Der Urgrund aller Dinge ist das ‚Grenzenlose‘ ” ( - wesenloser Urstoff) Heisenberg / Albert Einstein Anaximenes von Milet (588 – 525 v.Chr.) „Der Der Urstoff der Welt ist die Luft Luft.“ Empedokles (495 – 435 v.Chr.) „Die vier Grundstoffe sind Erde, Wasser, Feuer und Luft.“ Luft. Elemente Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 26 Leukipp von Milet (450 v.Chr.) Demokrit von Abdera (460 – 370 v.Chr.) • Begründer des atomistischen Weltbildes • „„Alle e Sto Stoffe e bestehen beste e aus e einzelnen, e e , nicht c t teilbaren Bausteinen, zwischen denen sich leerer Raum befindet.“ (Atome) Bewegung, Bewegung Vereinigung „Nichts entsteht aus Nichts, sondern alles aus einem bestimmten Grunde und aus Notwendigkeit.“ Moderne Atomtheorie: R. Boyle (1661) L Lavoizier i i (1794) J. Dalton (1766 – 1844) Proust (1799) Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 27 1.) Chemische Elemente bestehen aus kleinsten, nicht weiter zerlegbaren Teilchen, den Atomen. 2.) Jedes Element besteht aus einer besonderen, für jedes Element charakteristischen Art von untereinander gleichen Atomen; es gibt daher so viele Atomsorten wie Elemente Elemente. 3.) Atome sind nicht umwandelbar. Alchemisten / Fe → Au 4 ) Chemische Verbindungen entstehen erst durch chemische Reaktionen von 4.) Atomen verschiedener Elemente. Die Atome verbinden sich in einfachen Zahlenverhältnissen und damit Massenverhältnissen. „Gesetz G der d konstanten k Proportionen“ P i “ Bei allen chemischen Vorgängen bleibt die Gesamtmasse der beteiligten Stoffe unverändert. Bilden zwei Elemente mehrere Verbindungen miteinander, dann stehen die Massen desselben Elementes im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen. p Proportionen“ p „Gesetz der multiplen Modul Allgemeine Chemie, CH01, Prof. Dr. Martin Köckerling, Uni Rostock 28
