Chemie

• Chemie beschäftigt sich mit Darstellung, Eigenschaften und Verhalten der Stoffe
• Element


  Reinstoff, der nicht mehr in andere Stoffe zerlegt werden kann. Die kleinste Menge ist das Atom mit gleicher Kernladungszahl.
• Elemente unterscheiden sich durch die Anzahl der Protonen
• Häufigkeit der Elemente im Universum

  • H: 77%
  • He: 21%
  • O: 0,9%
  • C: 0,5%
  • Fe: 0,15%
  • Ni: 0,01%
  • Ar: 0,9%
  • N: 0,1%
• Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste

  • O: 45,5%
  • Si: 27,7%
  • Al: 8,3%
  • Fe: 6,2%
  • Ca: 4,7%
  • Na: 2,6%
  • K: 1,84%
  • Mg: 1,9%
  • Ti: 0,63%
• Häufigkeit der Elemente im Menschen

  • O: 25,9%
  • C: 9,5%
  • H: 62,9%
  • N: 1,4%
  • Ca: 0,3%
• Reinstoff


  Stoff, der einheitlich aus nur einer chemischen Verbindung oder chemischen Elementzusammengesetzt ist
• Verbindung


  Substanz, die aus zwei oder mehreren verschiedenen chemischen Elementen besteht
• Gemisch


  Substanz, die aus zwei oder mehreren Reinstoffen besteht
• Aggregatzustände


  • fest (s)
  • flüssig (l)
  • gasförmig (g)
• Reinstoffe können Elemente oder Verbindungen sein
• Daltonide sind Verbindungen, die aus Elementen in festen Proportionen zusammengesetzt sind
• Bertholide sind nicht-stöchiometrische Verbindungen mit keiner festen Zusammensetzung
• Analysemethoden


  • Filtration
  • Papierchromatographie
  • physikalische Methoden (Siedepunkt, Schmelzpunkt, Löslichkeit, Dichte)
  • Destillation
  • Sublimation
  • Elektrolyse
  • chemische Methoden (Stoffumwandlung, Darstellung von Elementen)
• Aktivierungsenergie


  Energiebarriere, die überwunden werden muss, damit eine Reaktion ablaufen kann
• Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen: Temperatur, Druck, Konzentration, Katalysator
• Grundlegende Gesetze der Chemie


  • Gesetz der Erhaltung der Masse
  • Gesetz der konstanten Proportionen
  • Gesetz der multiplen Proportionen
• Daltons Atomtheorie: Materie ist aus unteilbaren Atomen aufgebaut, Atome eines Elements sind gleich, Atome verschiedener Elemente haben unterschiedliche Massen
• Bei chemischen Reaktionen werden Atome weder gebildet noch zerstört, sondern nur neu kombiniert
• Döbereiners Triaden: Gruppe von 3 Elementen mit ähnlichen Eigenschaften und Unterscheidung der Atommassen um gleiche Beträge
• Gesetz der Oktaven: Anordnung der Elemente nach steigender Atommasse und gemeinsamen Eigenschaften
• Moseleysche Gesetz: Kernladungszahl bestimmt die Energie der Röntgenstrahlung und damit das Element
• Rutherford-Modell


  Atom besteht aus positivem Kern und negativ geladenen Elektronen
• Bohr-Modell


  Elektronen umkreisen den Atomkern auf diskreten Bahnen ohne Energieabstrahlung
• Bohrs Postulate: Atome haben stationäre Zustände mit diskreten Energiewerten, Energieänderung erfolgt durch Quantensprünge
• Plancksche Konstante beschreibt den Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Energie des Lichts
• Atome senden bei Anregung charakteristische Linienspektren aus
• Rydberggleichung beschreibt die Frequenz des Photons beim Quantensprung
• Bohrs Modell hat Schwächen, es erklärt nur Wasserstoff und wasserstoffähnliche Elemente
• Farbe


  Wellenlänge (x) und besitzt bestimmte Energie
• Lichtgeschwindigkeit ist konstant
• Planck


  Ermittelt Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Energie: E = h * Wellenlänge oder E = h * r
• Plancksches Wirkungsquantum


  Konstante
• Atome werfen bei Anregung von Strom, Wärme, Licht Linienspektren auf (Farbspektrum mit Lücken)
• Jedes Element hat ein charakteristisches Linienspektrum
• Anregung von Atomen


  1. Atome nehmen Energie auf und springen auf höhere Bahnen

  2. Aufgenommene Energie wird in Form von Lichtenergie abgegeben (Abstrahlung der Energie erzeugt Linienspektrum)

  3. Elektron fällt wieder in Grundzustand zurück
• Rydbergkonstante


  Bestimmt Frequenz des Photons beim Quantensprung
• Bohr'sches Atommodell


  • Elektronen befinden sich auf Kreisbahnen mit bestimmten Energien
  • Je weiter vom Kern, desto energiereicher die Bahn
  • Jede Bahn kann nur eine bestimmte Anzahl an Elektronen aufnehmen
• Bohr'sches Atommodell hat Schwächen: Es gilt nur für Wasserstoff und wasserstoffähnliche Elemente, hat kein wissenschaftliches Fundament und widerspricht bestimmten klassischen physikalischen Gesetzen
• Wellenmechanisches Atommodell


  Beschreibung der Atome durch Lösung der Schrödingergleichung, die Wellenfunktionen (Orbitale) und Eigenwerte (Energiewerte) liefert