2. Kapitel

Die Chemie hilft mit, die in der Natur beobachteten Veränderungen besser zu verstehen und zu beeinflussen.

Die Chemie beschäftigt sich mit den Eigenschaften von Stoffen und den Möglichkeiten, diese umzuwandeln. Neue Stoffe mit neuen, für den Menschen vorteilhaften Stoffeigenschaften zu entwickeln sowie Stoffe nachzuweisen sind damit Hauptaufgaben der Chemie.

Gegenstände bzw. Körper bestehen aus Stoffen. Eine Stoffportion hat ein bestimmtes Volumen und eine bestimmte Masse.

Die Chemie ist die Lehre von den Stoffen, den Stoffeigenschaften und den Stoffveränderungen. Sie widmet sich ebenso wie die Physik auch dem Aufbau und der inneren Energie der Stoffe.

Besteht eine Stoffportion nur aus einer einzigen Stoffart, so sprechen wir von einem Reinstoff. Ist hingegen die Stoffportion aus mehreren Stoffarten zusammengesetzt, so liegt ein Stoffgemisch vor.

Stoffgemische bestehen aus mehreren Stoffen. Sie können heterogen also uneinheitlich oder homogen also einheitlich sein.

Stoffgemische lassen sich mit physikalischen Verfahren in Reinstoffe trennen.

Reinstoffe können mit physikalischen Trennmethoden nicht weiter zerlegt werden und haben jeweils bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur konstante Kenneigenschafte:

Schmelz und Siedetemperatur Dichte Geruch und Geschmack Optische Eigenschaften Härte Aggregatszustand unter Standardbedingung (25 C, 1013 hPa) Elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit Löslichkeit

Kapitel 3:

Eine chemische Reaktion ist ein Vorgang bei dem Reinstoffe verändert werden. Dies wird an der Veränderung der Stoffeigenschaften deutlich.

Wortgleichung einer chemischen Reaktion:

Edukt 1 + Edukt 2...= Produkt 1 + Produkt 2 ...

Chemische Reaktionen sind prinzipiell umkehrbar.

Reinstoffe die sich durch eine chemische Reaktion nicht weiter in andere Reinstoffe zersetzen lassen, nennt man Elemente. Reinstoffe, die sich spontan oder durch Energiezufuhr in andere Reinstoffe zersetzen lassen, nennt man Verbindungen.

Analyse (Zersetzung): Aus einem Edukt entstehen mehrere Produkte. Synthese (Vereinigung, Aufbau): Aus zwei oder mehr Edukten entsteh ein Produkt. Die

Synthese ist die Umkehrung der Analyse. Umsetzung: Aus mehreren Edukten entstehen mehrere Produkte.

Wird bei einer chemischen Reaktion Energie freigesetzt, so spricht man von eine exothermen Reaktion. Wir bei einer chemischen Reaktion Energie gespeichert, so spricht man von einer endothermen Reaktion.

Bei einer chemischen Reaktion findet eine Stoff- und Engergieumsetzung statt.

Bei einer chemischen Reaktion änder sich die Gesamtmasse der Reaktionspartner nicht. Die Summe der Massen der Edukte ist gleich der Summe der Massen der Produkte.

Zwei Elemente vereinigen sich zu einer bestimmten Verbindung immer im gleichen Massenverhältnis.

Zwei Elemente können unterschiedliche Verbindungen mit jeweils unterschiedlichen Massenverhältnissen bilden.

In einer chemischen Reaktion entstehen durch Synthese, Analyse oder Umsetzung neu Produkte, die ihren Ursprung aber in den Edukten haben. Metalle sind Elemente und daher nicht zerlegbar.

Ein Element kann nur in Verbindungen dieses Elementes überführt und aus diesen wieder zurück gewonnen werden. Dieser Vorgang ist eine chemische Reaktion

Kapitel 4:

Um chemische Vorgänge zu verstehen und zu beschreiben, betrachtet man sie nicht nur auf der Stoffebene (sichtbare Phänomene), sondern auch auf der Teilchenebene (nicht sichtbare Ursachen für die Phänomene)

Alle Reinstoffe weisen eine körnige oder diskontinuierliche Struktur auf. zwischen den winzigen, kleinsten Teilchen befindet sich "Nichts", der leere Raum.

Unzerstörbare Atome sind die Bausteine aller Stoffe. Es gibt so viele Atomarten wie Elemente. Chemische Reaktionen Verändern die Atome nicht, sondern führen nur zur Trennung oder zur Bildung von Atomverbänden.

Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in Größe und Masse. In den Atomverbänden liegen ganzzahlige Atomverhältnisse vor , die zu konstanten Massenverhältnissen führen. Atommassen sind praktisch nicht messbar. jedoch können relative Atommassen festgestellt werden.

Volumengesetz: Gase reagieren bei gleichem Druck und gleicher Temperatur stets miteinander in ganzzahligen Volumenverhältnissen.

Satz von Avogardo: Gleiche Volumina aller Gase und Dämpfe enthalten bei gleicher Temperatur und gleichem Druck immer die gleiche Zahl an kleinsten Teilchen - unabhängig von der Masse bzw. Dichte der Gase.

Die Elemente Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Fluor, Chlor, Brom und Iod sind aus zweiatomigen Molekülen aufgebaut. Das Atomzahlverhältnis im Molekül entspricht dem experimentell ermittelten Volumenverhältnis bei der Bildung und Zersetzung von Gasen.

Die zur Kathode ( Negativ) wanderenden und daher positiv geladenen Ionen werden als Kationen, die zur Anode ( Positiv) wandernden und daher negativ geladenen Ionen als Anionen bezeichnet. es gibt Atom- und Molekülionen.

Die Kurzschreibeweise für chemische Elemente nennt man Symbole.

Die Kurzschreibweise für eine chemische Verbindung nennt man chemische Formel.

Tiefgestellte Zahlen ( Index) beziehen sich auf das jeweils links stehende Symbol. Die vor der Formel stehende Zahl ( Koeffizient) bezieht sich auf die ganze Formel.

Kapitle 5:

Negativ geladenen Elektronen sitzen in der positiv geladen Grundmasse wie Rosinen in einem Kuchenteig.

Nach dem Kern-Hülle-Modell von Rutherford besteht das Atom aus einem winzigen positiv geladenen Kern, in dem die Atommasse konzentriert ist, und einer riesigen, nahezu massefreien und von Elektronen erfüllten Atomhülle.

Elektronen (e-), Neutronen (n) und Protonen (p+) werden zu den Elementarteilchen zusammengefasst.

Ein chemisches Element besteht aus Atomen gleicher Protonenzahl , die sich jedoch in der Masse unterschieden können ( Isotopie). Die Isotope eines Element besitzen eine unterschiedliche Neutronen und damit Nukleonenzahl.

Für die Elemente existiert jeweils ein charakteristisches Linienspektrum.

Dem Elektron stehen in der Atomhülle nur ganz bestimmte Energiestufen zur Verfügung, zwischen denen es unter Energieaufnahme oder -abgabe wechseln kann.

Die verschiedenen Energiestufen der Elektronen in der Atomhülle kann man durch Schalen darstellen. Je größer die Entfernung zum Atomkern ist, desto energiereicher sind die Elektronen.

Die n-te Energiestufe kann maximal 2*n² aufnehmen.

Erst wenn eine niedrigere Energiestufte mit Elektronen voll besetzt ist, findet man Elektrone in der nächstöheren Energiestufe.

Die Elektronenkonfiguration ist die Verteilung der Elektronen eines Atoms auf die verschieden Energiestufen. Sie erfolgt bei Atomen im Grundzustand nach der Aufbauregel.

Valenzelektrone sind die Elektronen der jeweils höchsten Energiestufe oder äußersten Schale also der Valenzschale.

IN der Valenzstrichschreibweise schreibt man einzelne Außenelektronen als Punkte, Elektronenpaare als Striche um das Elementsymbol.

Edelgase besitzen alle eine voll besetze Valenzschale: Helium mit zwei Valenzelektronen, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon mit jeweils acht.

Teilchen mit einem Elektronenduplett (erste Schale ist Valenzschale) oder einem Elektronenoktett in der Valenzschale sind stabil und somit reaktionsträge.

Die für die Ionisierung notwendige Energie wird als Ionisierungsenergie bezeichnet.