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Herzlich Willkommen!

Chemie lernen trotz Corona-Virus! Ein­fach am eigenen PC oder Smart­phone! Will­kommen in meinem virtuellen Chemie­kurs! Warum noch eine Web­site zur Chemie, es gibt doch schon Wiki­pedia? Natur­wissen­schaft­liche Zusammen­hänge zu ver­stehen ist oft eine echte Heraus­forderung. Die Chemie empfinden viele Menschen als besonders an­spruchs­volles Forschungs­gebiet. Diese Web­site ent­hält viele kurze Definitionen, ein­fache Er­klärung­en und spannende Experimente aus der Welt der Chemie, auch für Menschen ohne Vor­wissen. Während andere Web­seiten ihr Wissen eher auf Uni-Niveau präsentieren, findet sich auf meiner Seite didaktisch an­gepasstes Material für Schüler­(innen), Student­(inn)en und jeden Menschen mit Interesse an den Natur­wissen­schaften. Die Nutzung der hier an­gebotenen Inhalte ist grund­sätzlich kosten­los für den privaten Ge­brauch. Bilder, Grafiken, Texte und andere Medien von dieser Internet­seite, dürfen aller­dings nur mit meiner aus­drück­lichen schrift­lichen Ge­nehmigung kopiert und in anderen Kon­texten genutzt werden. Für die Nutzung in Schulen, Uni­versitäten oder andere kommerzielle Ver­wendungs­arten biete ich gern Campus­lizenzen zu günstigen Konditionen an. Ich stecke viel Zeit und Herz­blut in diese Web­site und würde mich über Weiter­empfehlung­en und positives Feed­back sehr freuen. Die Web­site wird von mir regel­mäßig er­weitert und ver­bessert. Eine chrono­logische Liste der jüngsten Änderungen findet sich im Update-Log. Die aus­führlichen Nutzungs­bedingungen, ein Haftungs­ausschluss, das Impressum und die Daten­schutz­erklärung sind am unteren Ende der Web­site ver­linkt.

Update-Log

Grundlagen

→ Glossar

→ Download

Chemie­unter­richt

Chemikalien können sehr gefährlich sein. Für den Unterricht im Fach Chemie gelten deswegen einige besondere Regeln. Die wichtigsten Informationen zum Chemieunterricht sind nachfolgend zusammengefasst.

Fachraum

Der Chemie­unterricht findet im Fach­raum (Chemie­raum) statt. Der Fach­raum darf nur in Be­gleitung einer Lehr­kraft be­treten werden. Während des Unterrichts müssen alle Regeln zur Arbeits­sicherheit ein­gehalten werden. Den An­weisungen der Lehr­kraft ist stets Folge zu leisten.

Chemieordner

Alle Schülerinnen und Schüler führen einen Chemieordner oder ein Chemieheft. Der äußere Einband sollte aus grünem Kunststoff bestehen, da Flüssigkeiten von Papier oder Pappe aufgesogen werden könnten. Der Chemieordner enthält ein Deckblatt, ein Inhaltsverzeichnis und ein Glossar. Alle Seiten sind mit Vorname, Name, Klasse oder Kurs, Lehrkraft, Datum und Seitenzahl zu beschriften. Alle Inhalte sind chronologisch abzuheften.

Experimente und Protokolle

Experimente im Chemieunterricht werden immer protokolliert. Die Protokolle sind im Chemieordner abzuheften. Gruppenprotokolle müssen von allen Schülerinnen oder Schülern der Gruppe in den eigenen Ordner übertragen werden. Auf Nachfrage sind Protokolle jederzeit zur Bewertung der Lehrkraft vorzulegen.

zusätzliches Material

Für den Chemieunterricht brauchen alle Schülerinnen und Schüler mindestens das nachfolgend genannte Material. Alle Materialien müssen zu jeder Unterrichtsstunde mitgebracht werden.

Schülerinnen oder Schüler mit langen Haaren bringen zusätzlich zwei Haargummis mit.

→ Download des Begrüßungsbriefes als druckbares PDF-Dokument (A4-Format, Version 1.1)

Bewertung

Unterrichtsgespräch

Aufgaben und Experimente

Dokumentation

Präsentation

Schriftliche Überprüfungen

Leistungsnachweise

Im Fach Chemie werden Klassenarbeiten (Mittelstufe) oder Klausuren (Oberstufe) geschrieben. Alternativ können Leistungsnachweise in Form von umfangreichen Referaten bzw. medialen Präsentationen erbracht werden, sogenannten »Ersatzleistungen«.

→ Download des Stylesheets für Referate als druckbares PDF-Dokument (A4-Format, Version 1.1)

Differenzierung

Differenzierung dient der Anpassung der Lerngelegenheiten an die Möglichkeiten der Lernenden. Optimales Lernen findet, nach aktueller wissenschaftlicher Lehrmeinung, bei moderater Überschreitung der Komfortzone statt. Das bedeutet, dass ein Lerngegenstand den Lernenden in Bezug auf sein vorhandenes Vorwissen leicht überfordern sollte. Zu stark überfordernde, aber auch unterfordernde Situationen, wirken frustrierend und haben keinen positiven Lerneffekt.

Niveaubeschreibung (E/M/A/F)

Der Chemieunterricht findet binnendifferenziert statt. Es werden die nachfolgend genannten Niveaustufen angeboten:

Lese-Rechtschreib-Schwäche (LRS)

Im Chemieunterricht wird eine Lese-Rechtschreib-Schwäche gemäß Erlass berücksichtigt.

Deutsch als Zweitsprache (DaZ)

Schülerinnen und Schülern mit Deutsch als Zweitsprache werden, bei Bedarf, im Rahmen eines Nachteilsausgleichs Hilfestellungen angeboten.

Operatoren

Operatoren fassen, teilweise mehrschrittige, Arbeitsaufträge in einem Begriff zusammen. In jeder Aufgabe steht üblicherweise nur ein Operator. Auch eine scheinbar kurze Aufgabe kann sehr umfangreich sein und einen entsprechend komplexen Lösungsansatz erfordern. Im Fach Chemie werden die folgenden Operatoren benutzt.

ableiten

Du sollst auf der Grund­lage von Er­kennt­nissen sach­gerechte Schlüsse ziehen. Beispiel: »Der Stoff wird wärmer und es ist eine Rauch­ent­wicklung sicht­bar, also findet eine exo­therme chemische Reaktion statt.«

abschätzen

Du sollst durch begründete Über­legungen Größen­ordnungen angeben. Beispiel: »Das Molekül ent­hält zwei Kohlen­stoff- und sechs Wasser­stoff­atome, daher hat es eine Molekül­masse von ca. 30u.«

analysieren

Du sollst eine systematische Unter­suchung eines Sach­verhaltes durch­führen, bei der dessen Merk­male, seine Bestand­teile und deren Beziehungen zu­einander erfasst und dar­gestellt werden. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

anwenden

Du sollst einen bekannten Zusammenhang oder eine bekannte Methode auf einen anderen Sachverhalt beziehen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

aufstellen oder Hypothesen entwickeln

Du sollst eine begründete Vermutung auf der Grundlage von Beobachtungen, Untersuchungen, Experimenten oder Aussagen formulieren. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

auswerten

Du sollst Daten, Einzelergebnisse oder andere Elemente in einen Zusammenhang stellen, gegebenenfalls zu einer Gesamtaussage zusammenführen und Schlussfolgerungen ziehen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

begründen

Du sollst Sachverhalte auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge zurückführen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

berechnen oder bestimmen

Du sollst aus Größengleichungen physikalische Größen gewinnen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

beschreiben

Du sollst Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge strukturiert und fachsprachlich richtig mit eigenen Worten wiedergeben. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

beurteilen

Du sollst zu einem Sachverhalt ein selbstständiges Urteil unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden formulieren und begründen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

bewerten

Du sollst Sachverhalte, Gegenstände, Methoden, Ergebnisse etc. an Beurteilungskriterien oder Normen und Werten messen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

darstellen

Du sollst Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden etc. strukturiert und gegebenenfalls fachsprachlich wiedergeben. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

diskutieren

Du sollst in Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unterschiedliche Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander gegenüberstellen und abwägen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

durchführen (Experimente)

Du sollst eine vorgegebene oder eigene Experimentieranleitung umsetzen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

erklären

Du sollst einen Sachverhalt mithilfe eigener Kenntnisse in einen Zusammenhang einordnen sowie ihn nachvollziehbar und verständlich machen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

erläutern

Du sollst einen Sachverhalt durch zusätzliche Informationen veranschaulichen und verständlich machen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

ermitteln

Du sollst einen Zusammenhang oder eine Lösung finden und das Ergebnis formulieren. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

interpretieren oder deuten

Du sollst Sachverhalte und Zusammenhänge im Hinblick auf Erklärungsmöglichkeiten herausarbeiten. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

klassifizieren oder ordnen

Du sollst Begriffe, Gegenstände etc. auf der Grundlage bestimmter Merkmale systematisch einteilen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

nennen oder angeben

Du sollst Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten, Fakten ohne Erläuterung wiedergeben. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

planen

Du sollst zu einem vorgegebenen Problem eine Experimentieranordnung finden und eine Experimentieranleitung erstellen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

protokollieren

Du sollst einen Ablauf, Beobachtungen und Ergebnisse sowie ggf. Auswertung (Ergebnisprotokoll, Verlaufsprotokoll) in fachtypischer Weise wiedergeben. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

skizzieren

Du sollst Sachverhalte, Objekte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche reduzieren und diese grafisch oder schriftlich übersichtlich darstellen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

Stellung nehmen

Du sollst zu einem Gegenstand, der an sich nicht eindeutig ist, nach kritischer Prüfung und sorgfältiger Abwägung ein begründetes Urteil abgeben. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

überprüfen oder prüfen

Du sollst Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und ggf. Widersprüche aufdecken. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

untersuchen

Du sollst Sachverhalte oder Objekte erkunden, Merkmale und Zusammenhänge herausarbeiten. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

verallgemeinern

Du sollst aus einem erkannten Sachverhalt eine erweiterte Aussage treffen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

vergleichen

Du sollst Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Sachverhalten, Objekten, Lebewesen und Vorgängen ermitteln. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

zeichnen

Du sollst eine exakte Darstellung beobachtbarer oder gegebener Strukturen anfertigen. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

zusammenfassen

Du sollst das Wesentliche in konzentrierter Form wiedergeben. Beispiel: »Finde selbst ein passendes Beispiel!«

→ Download der Operatorenliste als druckbares PDF-Dokument (A4-Format, Version 1.1)

Sicherheit

In Deutsch oder Englisch fällt Schülerinnen oder Schülern vielleicht ein Buch auf den Fuß oder sie schneiden sich an einem Stück Papier. Im Fach Chemie kann mehr passieren.

Vorschriften

Für den Umgang mit Chemikalien gelten diverse gesetzliche Vorgaben. Die wichtigsten sind der europäischen Verordnungen REACH und GHS (»Global harmonisiertes System«).

Verhalten im Chemielabor

→ Download der Sicherheitsbelehrung als druckbares PDF-Dokument (A4-Format, Version 1.1)

Gefahrensymbole

Chemikalien werden nach dem »Global harmonisierten System (GHS)« mit Gefahrensymbolen gekennzeichnet. Die nachfolgend aufgeführten Symbole sind auf allen Gebinden mit entsprechenden Gefahrstoffen angebracht und zeigen jeweils eindeutig eine bestimmte Gefahr.

Ätzwirkung - ätzend

Feststoff
Ätzender Stoff, der auf Metalle korrosiv wirken kann. Ätzend auf der Haut und sehr gefährlich für die Augen.

Gasflasche - unter Druck

Feststoff
Der Behälter enthält Gase, verdichtete Gase, verflüssigte Stoffe oder tiefgekühlte verflüssigte Stoffe. Der Behälter steht unter hohem Druck und kann bei Erwärmung explodieren. Ausströmende Gase können zu Kälteverbrennungen führen.

Ausrufezeichen - reizend

Feststoff
Der Stoff kann Atemwege, Haut oder Schleimhäute reizen.

Explosionsgefahr

Feststoff
Der Stoff kann bei Schlag, Funken oder Erwärmung explodieren.

Flamme - leicht entzündlich

Feststoff
Der Stoff kann sich schon bei geringer Erwärmung selbst entzünden.

Umwelt - umweltgefährlich

Feststoff
Der Stoff ist sehr schädlich für die Umwelt, besonders für Gewässer.

Flamme über Kreis - brandfördernd

Feststoff
Der Stoff kann oxidierend und brandfördernd wirken.

Gesundheitsgefahr

Feststoff
Der Stoff kann Allergien oder Krebs auslösen, Fehlbildungen bei ungeborenen Kindern verursachen oder zu diversen anderen Erkrankungen führen.

Totenkopf - sehr giftig

Feststoff
Der Stoff wirkt akut toxisch und kann schon in geringer Dosis tödlich sein.

→ Download der Gefahrstoffsymbole als druckbares PDF-Arbeitsblatt (A4-Format, Version 1.1)

Das Periodensystem NEU!

Das Perioden­system der Elemente (PSE) ist eine Tabelle, welche die Element­symbole der häufigsten Elemente in Perioden (hori­zontal bzw. waage­recht) und Gruppen (vertikal bzw. senk­recht) ordnet. Alle Element­symbole sind im PSE nach der Anzahl der Protonen (p⁺) im Atom­kern der ent­sprechenden Elemente ge­ordnet. Die Protonen­zahl wird daher auch Ordnungs­zahl ge­nannt. Die Anzahl der Elektronen (e⁻) in einem Atom ent­spricht stets der Protonen­zahl, da die positiven und negativen Ladungen inner­halb von Atomen stets aus­geglichen sind. Die Anzahl der Neutronen (n±0) lässt sich aus der Differenz der Atom­masse und der Ordnungs­zahl eines Atoms er­mitteln, da Protonen und Neutronen ähnlich viel Masse besitzen. Die nach­folgende Dar­stellung des Perioden­systems lässt sich beliebig ver­größern, da sie als skalierbare Vektor­grafik (svg) aus­geführt ist. Einige ältere Browser oder Browser auf mobilen Geräten können die Grafik möglicher­weise nicht dar­stellen.

Periodensystem der Elemente (PSE)

→ Download des Periodensystems als druckbares PDF-Dokument (A4-Format, Version 1.3)

Die Frage »Was sollte ich wann wissen?« wird mir immer wieder von Schülerinnen und Schülern gestellt. Ich habe zur Klärung dieser Frage ein zweites Periodensystem geschrieben. Die ersten zehn Elemente werden schon im ersten Lernjahr behandelt und sind vielen Lernenden schon aus ihrem Alltag bekannt. In den folgenden zwei Lernjahren folgen viele Themen aus der anorganischen Chemie, daher steigt die Zahl der zu lernenden Elemente stark an. Ab dem 4. Lernjahr kommen wieder einige Elemente dazu, da das Orbitalmodell vertieft und das Thema Elektrochemie behandelt wird. Alle farbig markierten Elemente werden regelmäßig in Tests und Arbeiten geprüft. Elemente, die weiß bleiben, können bei Bedarf nachgeschlagen werden.

Periodensystem der Elemente (PSE)

→ Download des »Was wann wissen?-PSE« als druckbares PDF-Dokument (A4-Format, Version 1.3)


Allgemeine Chemie

Naturwissenschaften

Die sogenannten »Naturwissenschaften« liefern Erklärungen für alltägliche Phänomene. Im Laufe der Geschichte haben sich die Biologie, die Chemie und die Physik als große naturwissenschaftliche Fachgebiete herausgebildet. Aufgrund des Umfangs unseres heutigen Wissens bilden sich immer mehr Teilwissenschaften, wie die Biochemie oder die Quantenphysik, aus. Während in vergangenen Jahrhunderten noch einzelne Menschen für Universalgelehrte gehalten wurden, wird die moderne Forschung heute fast nur noch von Teams aus Forschern verschiedener Fachrichtungen vorangetrieben.

Chemie - eine Definition

Chemie ist die Wissenschaft von den Stoffen ihren Stoffeigenschaften und Wechselwirkungen.

Was ist ein Stoff?

Jeder Gegenstand und jedes Lebewesen besteht aus Stoffen. Alltägliche Beispiele für Stoffe sind Holz, Wasser, Haut und Luft. Stoffe umgeben uns ständig und auch unser eigener Körper besteht aus einer großen Aneahl verschiedener Stoffe.

Was sind Stoffeigenschaften?

Stoffe unterscheiden sich in ihrer Farbe, ihrer Schmelztemperatur oder in der Fähigkeit Wärme oder elektrischen Strom zu leiten. Diese und weitere Stoffeigenschaften erlauben es uns, Stoffe wiederzuerkennen oder den passenden Stoff für einen bestimmten Zweck zu finden, denn die Kombination aus den verschiedenen Stoffeigenschaften macht Stoffe einzigartig.

Was sind Wechselwirkungen?

Einige Stoffe kleben an anderen Stoffen, verfärben sich bei Kontakt oder reagieren spektakulär mit einem lauten Knall. Diese und andere Wechselwirkungen machen es spannend neue Kombinationen aus verschiedenen Stoffen zu untersuchen.

Aufgaben zu Stoffen

→ Download dieses Artikels als druckbares PDF-Arbeitsblatt (A4-Format, Version 1.1)

Elemente

Der Begriff Element lässt sich sinngemäß mit Grundstoff übersetzten. Im Mittelalter wurden Feuer, Wasser, Erde und Luft für Elemente gehalten. Diese Vorstellung ist falsch. Heute wissen wir, dass zum Beispiel Luft ein Gemisch aus den Elementen Stickstoff (N, 78%) und Sauerstoff (O, 21%) und einigen weiteren Stoffen ist.

Was ist ein Element?

Ein Element ist ein Stoff welcher ausschließlich aus Atomen gleicher Art, also mit derselben Zahl an Protonen, besteht. Das Element Kohlenstoff besteht zum Beispiel aus Atomen mit sechs Protonen.

Atom und Teilchenmodell

Eine erste Vorstellung von Atomen hatten schon die Griechen vor Jahrtausenden. Die Atom- und Teilchenvorstellungen haben sich im Laufe der Menschheitsgeschichte mehrfach geändert und verfeinert.

Ein Atom ist ein sehr kleines Teil­chen. Es besteht aus Protonen (p+), Neutronen (n) und Elektronen (e-), sog. »sub­atomaren« Teilchen. Protonen und Neutronen bilden den sog. »Atom­kern«, während Elektronen eine »Atom­hülle« um den Kern bilden. Der Name »Atom« kommt von dem alt­griechischen Begriff »atomos«, welcher »un­teilbar« bedeutet. Wir wissen heute, dass Atome doch geteilt werden können. In einigen chemischen Reaktionen wechseln Elektronen von einem Atom in ein anderes. »Radio­aktive« Atome sind instabil und können unter Ab­spaltung von sub­atomaren Teil­chen zer­fallen oder (Gamma-)­Strahlung abgeben.

Woraus bestehen Stoffe?

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Gedankenspiel

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Was ist ein Atom?

Ein Atom ist ein sehr kleines Teil­chen. Es besteht aus Protonen (p+), Neutronen (n) und Elektronen (e-), sog. »sub­atomaren« Teilchen. Protonen und Neutronen bilden den sog. »Atom­kern«, während Elektronen eine »Atom­hülle« um den Kern bilden. Der Name »Atom« kommt von dem alt­griechischen Begriff »atomos«, welcher »un­teilbar« bedeutet. Wir wissen heute, dass Atome doch geteilt werden können. In einigen chemischen Reaktionen wechseln Elektronen von einem Atom in ein anderes. »Radio­aktive« Atome sind instabil und können unter Ab­spaltung von sub­atomaren Teil­chen zer­fallen oder (Gamma-)­Strahlung abgeben.

Aufgaben zum Atom

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Fehlvorstellungen

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Bücher und Links zum Weiterlesen

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Teilchenmodell

Die Vorstellung von Atomen, Molekülen oder Komplexen als Teilchen vereinfacht die Darstellung chemischer Zusammenhänge. Wichtig ist dabei, dass kein Teilchenmodell universell einsetzbar ist. Jedes Modell hat Vor- und Nachteile in Bezug auf die Erklärung bestimmter Phänomene.

Modelle im Alltag

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Gedankenspiel

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Feststoff

Feststoff
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

Flüssigkeit

Flüssigkeit
In einer Flüssig­keit sind Teil­chen be­weg­lich und un­ge­ordnet. Sie bewegen sich langsam und füllen im Schwer­kraft­feld immer den unteren Teil eines Volumens.

Gas

Gas
In einem Gas bewegen sich Teil­chen sehr schnell und sind un­ge­ordnet. Die Teil­chen füllen ein Volumen immer voll­ständig aus. Gase ex­pandieren stets in ein Vakuum.

schmelzen und erstarren

schmelzen
In einem Fest­stoff sind Teil­chen in einer regel­mäßigen Struk­tur ge­ordnet. Diese wird auch »Kristall­gitter« ge­nannt. Der Ab­stand zwischen den Teil­chen ist sehr klein. Die Teil­chen können sich nur in einem sehr kleinen Raum bewegen.

verdampfen und kondensieren

verdampfen
In einer Flüssig­keit sind Teil­chen be­weg­lich und un­ge­ordnet. Sie bewegen sich langsam und füllen im Schwer­kraft­feld immer den unteren Teil eines Volumens.

sublimieren und resublimieren

sublimieren
In einem Gas bewegen sich Teil­chen sehr schnell und sind un­ge­ordnet. Die Teil­chen füllen ein Volumen immer voll­ständig aus. Gase ex­pandieren stets in ein Vakuum.

Aufgaben zum Teilchenmodell

Fehlvorstellungen

Die Skizzen zu den Aggregatzuständen zeigen Lücken zwischen den Teilchen. Diese Lücken sind nicht gefüllt. Zwischen den Teilchen existiert kein anderer Stoff. Die Lücken sind also nicht mit Luft oder Wasser gefüllt. Dies wäre auch nicht logisch, da Luft und Wasser wieder aus Teilchen bestehen und diese im Teilchenmaßstab sichtbar sein müssten. Zwischen den Teilchen ist also Nichts.

Stoffe bestehen aus Teilchen. Auch wenn Stoffe eine Farbe haben, sind Teilchen farblos. Der Farbeindruck entsteht erst durch Wechselwirkungen. Ein grün erscheinender Stoff besteht also nicht aus grünen Teilchen.

Bücher und Links zum Weiterlesen

Atommodelle

Die erste Vorstellung von "kleinsten Teilchen" ist uns aus dem antiken Griechenland überliefert. Der Philosoph Demokrit dachte sich, dass ein Stoff nicht unendlich oft in kleinere Teile zerlegt werden kann. Würde dies möglich sein, so hätten die immer kleineren Teile irgendwann keine Masse mehr. Da die uns bekannten Stoffe jedoch alle Masse haben, muss es kleinste Teilchen geben. Demokrit nannte diese kleinsten Teilchen "atomos", was in deutscher Sprache "unteilbar" bedeutet. Der moderne Begriff "Atom" ist von dieser altgriechischen Beschreibung abgeleitet.

Der Forscher Dalton stellte fest, dass die Atome unterschiedlicher Stoffe nicht identisch sind. Es gibt unterschiedliche Elemente, die jeweils aus Atomen der gleichen Art bestehen. Dalton beschrieb diese Atome als kleine harte Kugeln. Er sagte auch, dass diese Kugeln sich, je nach Element, in der Masse und im Volumen unterscheiden.

Thomson machte Experimente mit Vakuumröhren und fand heraus, dass Atome positive und negative Ladungen enthalten müssen. Dies schloss er aus der Tatsache, dass sich Teilchen unter passenden Umständen (Vakuumröhre) durch Magnetfelder ablenken ließen.

Der schon zu Lebzeiten sehr bekannte Wissenschaftler Sir Ernest Rutherford beschoss eine hauchdünne Goldfolie mit Alphateilchen. Bei diesen Teilchen handelt es sich um Helium-Atomkerne (He²⁺), welche eine erheblche Masse (4u) haben. Er erwartete, dass die Teilchen die Goldfolie nicht würden durchdringen können. Stattdessen gelangte sogar der Großteil der Alphateilchen durch die Goldfolie, sogar ohne messbare Schäden an der Folie zu verursachen. Rutherford widerlegte damit Daltons Modell der harten Kugeln und formulierte ein neues Atommodell. Atome bestehen demnach aus einem kleinen harten Atomkern, welcher den überwiegenden Teil der Atommasse ausmacht, und der durchlässigen Atomhülle, welche den Kern kugelförmig umgibt

Nils Bohr, ein deutscher Chemiker, erweitere Rutherfords Atommodell. Bohr stellte fest, dass für die Entfernung einzelner Elektronen aus einem Atom unterschiedlich viel Energie aufgewandt werden muss, die Ionisierungsenergie. Daraus folgerte er, dass die Elektronen sich auf Bahnen um den Atomkern bewegen und die Ionisierungsenergie vom Abstand der Umlaufbahn zum Atomkern abhängt.

Mehrere Forscher, unter Anderem Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger und James Maxwell, fanden Widersprüche im Atommodell nach Bohr. Mit dem zum Schalenmodell weiterentwickelten Bohr'schen Atommodell lassen sich zwar noch heute etliche chemische Reaktionen zufriedenstellend erklären, einige grundlegende Annahmen erweisen sich aber als ungenau. So sind Atome dreidimensionale Gebilde, die chemische Bindungen auch in verschiedene Raumrichtungen ausbilden können. Elektronen können auch als Wellen betrachtet werden.

Elektronen und Orbitale

Atomaufbau

Atome bestehen aus subatomaren Teilchen, den positiv geladenen Protonen (p⁺), den neutralen Neutronen (n±⁰) und den negativ geladenen Elektronen (e⁻). Während sich die Protonen und Neutronen im Atomkern befinden, halten sich die Elektronen in der Atomhülle auf, die den Atomkern umgibt. Elektronen haben im Vergleich mit den anderen subatomaren Teilchen eine viel geringere Masse.

Masse Proton (p⁺):1,67262·10−24 g(oder 1,00728 u)
Masse Neutron (n±0):1,67493·10−24 g(oder 1,00866 u)
Masse Elektron (e⁻):9,10938·10−28 g(oder 0,000549 u)

Atomhülle

Die kleinen und massearmen Elektronen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit und es ist fast unmöglich ihren genauen Aufenthaltsort zu bestimmen. Es ist aber näherungs-weise möglich einen Bereich zu bestimmen, in dem sich ein Elektron mit 95% Wahr-scheinlichkeit aufhält. Ein solcher Bereich wird Orbital genannt. In jedem Orbital können sich gleichzeitig bis zu zwei Elektronen aufhalten. Orbitale können verschiedene Formen haben (s≙Kugelform,p,d,f,...) und werden von innen nach außen nummeriert.

Ein Beispiel: Beryllium (Be)

Aufgaben:

Die Elektronenkonfiguration

Atome mit vielen Elektronen

Je mehr Elektronen ein Atom hat, desto mehr Orbitale sind durch diese Elektronen besetzt. Da sich die Elektronen in den verschiedenen Orbitalen in ihrer Energie unter-scheiden, werden die Orbitale in folgender Reihenfolge besetzt (Ausnahmen möglich):

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p

Die Anzahl der Elektronen in einem Orbital wird durch hochgestellte ganzzahlige arabische Zahlen angegeben. Während es nur ein s-Orbital pro Energieniveau gibt, existieren immer je drei p-Orbitale (px,py und pz) und fünf d-Orbitale (dxy,dyz,dzx,dx²-y² und dz²) pro Energieniveau. Die f-Orbitale existieren sogar in noch mehr Varianten. Ein Chloratom hat dementsprechend die Elektronenkonfiguration:

1s² 2s² 2px² 2py² 2pz² 3s² 3px² 3py² 3pz¹

Da Chlor nur 17 Elektronen besitzt, kann das 3pz-Orbital nur mit einem Elektron besetzt werden.

Kurzschreibweisen

Um weniger Schreibarbeit zu haben, dürfen ähnliche Orbitale des gleichen Energie-niveaus zusammengefasst werden. Für das Chloratom lässt sich die Elektronen-konfiguration also verkürzt schreiben:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Alternativ kann auch die Elektronenkonfiguration eines Edelgases verwendet werden, um eine noch kürzere Schreibweise zu erzielen. Dazu wird der identische Teil der besetzten Orbitale ausgelassen und stattdessen das Elementsymbol des Edelgases angegeben. Die Elektronenkonfiguration von Chlor ist dann:

[Ne] 3s² 3p⁵

Aufgaben:


Anorganische Chemie

Reaktionen

Reaktionen im Alltag

Viele Alltagsgegenstände verfallen mit der Zeit. Der häufig auftretende "Rost" an Bauteilen aus Eisen ist jedem Menschen bekannt. Während Generationen von Menschen gerätselt haben, warum ihre Werkzeuge und Waffen rosten, ist dieses Phänomen heute aufgeklärt. Stoffe können mit anderen Stoffen chemische Reaktionen eingehen. Im Falle des Eisens findet eine Reaktion mit dem Sauerstoff in der Luft statt. Eisen- und Sauerstoffatome reagieren dabei zu einem neuen Stoff - dem Rost. Für diese chemische Reaktion gibt es inzwischen diverse Namen, die aus verschiedenen Fachwissenschaften stammen. Von "Materialermüdung" und "Korrosion" ist oft die Rede. Auch andere Metalle sind von ähnlichen chemischen Reaktionen betroffen, welche im Alltag ständig ablaufen. Silber reagiert häufig mit Schwefel. An Silberbesteck entsteht so ein schwarzer Belag an der silbernen Oberfläche. Dieses "angelaufene" Silber muss aufwändig geputzt werden, um wieder zu glänzen. Das eigentlich rotbraune Kupfer von Dächern und Dachrinnen verfärbt sich blau-grün, wenn es längere Zeit der Witterung und damit Kohlenstoffsäure und Schwefelsäure ausgesetzt ist.

Chemiker teilen den Ablauf all dieser Reaktionen in zwei parallel stattfindende Vorgänge auf, bei denen sich die Anzahl der Elektronen in der Atomhülle der an der Reaktion beteiligten Stoffe verändert: Die Oxidation und die Reduktion. Unter einer Oxidationsreaktion verstehen Chemiker die Abgabe von Elektronen. Nimmt ein Stoff Elektronen auf, so sprechen Chemiker von einer Reduktionsreaktion.

Edelgaskonfiguration

Der Grund für die chemische Reaktivität vieler Stoffe ist die Verteilung der Elektronen in der Atomhülle. Elemente reagieren meistens so, dass ihre Elektronenhülle nach der Reaktion der Elektronenkonfiguration eines Edelgases entspricht. Diese »Edelgaskonfiguration« ist energetisch besonders günstig.

RedOx-Reaktion

Verschiedene Stoffe können miteinander reagieren. Dabei entstehen neue Stoffe. Außerdem wird Energie umgewandelt. Welche Stoffe miteinander reagieren und welche nicht, hängt von ihren chemischen Stoffeigenschaften ab. Das Periodensystem der Elemente (PSE) hilft dabei, reaktionsfähige Stoffe zu erkennen und den Ablauf der chemischen Reaktion zu erklären. Ein einfaches Beispiel ist die Reaktion von zwei Elementen, dem Wasserstoff (Hydrogenium, H) und dem Sauerstoff (Oxygenium, O), zu einer Verbindung, dem Wasser (H2O(l)). Ein Gasgemisch aus Wasserstoffgas (H2(g)) und Sauerstoffgas (O2(g)) reagiert zunächst nicht. Wird dem Reaktionsgemisch Aktivierungsenergie in Form eines Zündfunken hinzugefügt, erfolgt eine explosionsartige chemische Reaktion. Das Gemisch wird daher auch als (Wasserstoff-)Knallgas bezeichnet (→ Knallgasreaktion). Das Reaktionsschema für die Reaktion lässt sich in Worten oder mit Elementsymbolen schreiben:

Wasserstoff(gasförmig) + Sauerstoff(gasförmig) → Wasser(gasförmig)

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g)

Da je zwei Wasserstoffatome mit einem Sauerstoffatom reagieren, muss im Reaktionsschema die Stöchiometrie entsprechend verdeutlicht werden. Dazu wird vor die entsprechenden Edukte und Produkte ein stöchiometrischer Koeffizient gesetzt. In der dargestellten Reaktion ist dies der Faktor zwei. Es sollte stets der niedrigste mögliche stöchiometrische Koeffizient gewählt werden. Der Grund für die chemische Reaktion ist der Austausch von Elektronen (e⁻) zwischen den beteiligten Elementen. Für alle Elemente ist die Edelgaskonfiguration energetisch am günstigsten. Elemente reagieren daher meistens so, dass sie nach der Reaktion die gleiche Anzahl von Elektronen haben wie ein Edelgas. Alkalimetalle, Wasserstoff und Erdalkalimetalle geben in einer chemischen Reaktion regelmäßig Elektronen ab, während Chalkogene und Halogene regelmäßig Elektronen aufnehmen. In der Beispielreaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff gibt je ein Wasserstoffatom ein Elektron ab. Ein Sauerstoffatom nimmt dagegen zwei Elektronen auf. Die Abgabe von Elektronen wird auch Oxidation (Ox) genannt, während die Aufnahme von Elektronen als Reduktion (Red) bezeichnet wird. Die Oxidationsstufe eines Elements wird im Falle einer Oxidation positiver und im Falle einer Reduktion negativer. Die Oxidationsstufe wird im Falle von diskreten Elementen oder Ionen in arabischen Zahlen geschrieben. In Molekülen oder Komplexen wird die Oxidationsstufe in römischen Ziffern angegeben. Die Teilreaktionsschritte für die Reduktion und Oxidation sind:

Red.: O±0 + 2e⁻ → O²⁻

Ox.: H±0 → H⁺ + e⁻ | •2

Aufgaben:

Musterlösungen zu den Aufgaben

A1
Li⁺, Mg²⁺, Al³⁺, F⁻, S²⁻, Cl⁻

A2
Die Darstellung von Natriumfluorid aus Elementen ist eine exotherme Reaktion.

2 Na(s) + F2(g) → 2 NaF(s)

Im Vergleich zwischen Edukten und Produkten ändert sich die Oxidationsstufe von Natrium und Fluor:

Reduktion: F±0 + 1 e⁻ → F⁻

Oxidation: Na±0 → Na⁺ + 1 e⁻

A3
Aluminium hat die Ordnungszahl 13 und steht in der 13. Gruppe des Periodensystems der Elemente, die auch 3. Hauptgruppe (IIIa) genannt wird. Das dem Aluminium am nächsten liegende Edelgas ist das Neon mit der Ordnungszahl 10. Ein Neon-Atom hat also sowohl 3 Protonen (p⁺) als auch 3 Elektronen (e⁻) weniger als ein Aluminium-Atom. Gibt das Aluminium-Atom drei Elektronen an einen Reaktionspartner ab, so hat es eine dem Neon ähnliche Atomhülle. Sauerstoff oder »Oxygenium« hat die Ordnungszahl 8 und steht in der 16. Gruppe des Periodensystems, welche auch 6. Hauptgruppe (VIa) oder die Gruppe der »Chalkogene« genannt wird. Das dem Oxygenium am nächsten liegende Edelgas ist ebenfalls Neon mit der Ordnungszahl 10. Im Gegensatz zum Aluminium muss ein Sauerstoff-Atom zwei Elektronen aufnehmen, um eine dem Neon ähnliche Atomhülle zu erhalten. Da im Verlauf einer chemischen Reaktion genau dieselbe Anzahl von Elektronen abgegeben wie aufgenommen werden muss, es können keine e⁻ »übrigbleiben«, müssen die Elemente Aluminium und Sauerstoff im Verhältnis 2:3 reagieren. Zwei Aluminium-Atome geben also insgesamt 6 Elektronen ab, während drei Sauerstoff-Atome zusammen 6 Elektronen aufnehmen. So ergibt sich die Summenformel Summenformel Al2O3 für das Produkt »Aluminiumoxid«.

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RedOx-Reaktionen NEU!

Reduktion und Oxidation laufen stets parallel ab, da immer mindestens zwei Reaktionspartner vorhanden sein müssen. Diese Gleichzeitigkeit wird mit dem Begriff »RedOx-Reaktion« ausgedrückt. Als RedOx-Reaktionen können sowohl Reaktionen zwischen Elementen und Elementen, Elementen und Verbindungen und Verbindungen und Verbindungen beschrieben werden. Einige Reaktionen haben, meist aus historischen Gründen, hohe Bekanntheit in der Chemie erlangt und teilweise eigene Namen erhalten. Die »Namensreaktionen der anorganischen Chemie« eignen sich gut als Beispiele für den Ablauf von RedOx-Reaktionen.

Darstellung von Natriumchlorid aus Elementen

Natrium (Na(s)) ist ein Metall aus der Gruppe der Alkalimetalle. Es zeichnet sich durch seine extrem hohe Reaktionsbereitschaft aus. Natrium darf nicht mit Wasser (H2O(l)) in Berührung kommen, da es sogar mit dem Sauerstoff aus dem Wasser sofort reagieren würde. Ferner entstünde bei dieser Reaktion Wasserstoffgas (H2(g)), welches als Gemisch mit Luftsauerstoff (O2(g)), als »Knallgas«, eine zusätzliche Gefahrenquelle ist. Natriumchlorid (NaCl), ein Salz des Natriums welches auch »Kochsalz« genannt wird, ist dagegen ungefährlich und sogar lebensnotwendig für Menschen. Eine eher ungewöhnliche (aber unter Chemikern beliebte) Methode zur Herstellung von Kochsalz ist die direkte Reaktion von metallischem Natrium (Na) mit Chlorgas (Cl2(g)).

Aufgaben zur Darstellung von Natriumchlorid aus Elementen:

Musterlösungen zur Darstellung von Natriumchlorid aus Elementen

A1
Natrium reagiert in der chemischen Reaktion mit Chlorgas zu Natriumchlorid:

Wortschema: Natrium(fest) + Chlor(gasförmig) → Natriumchlorid(fest)

A2
Die Darstellung von Natriumchlorid aus Elementen ist eine exotherme Reaktion.

2 Na(s) + Cl2(g) → 2 NaCl(s)

Im Vergleich zwischen Edukten und Produkten ändert sich die Oxidationsstufe von Natrium und Chlor:

Reduktion: Cl±0 + 1 e⁻ → Cl⁻

Oxidation: Na±0 → Na⁺ + 1 e⁻

A3
Andere Alkalimetalle reagieren genau so, wie auch das Natrium. Erdalkalimetalle haben dagegen zwei Valenzelektronen und reagierem mit Halogenen daher im Verhältnis 2:1.

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Chlor-Knallgas

Chlorgas (Cl2(g)) ist für den Menschen giftig und kann zu schweren Schäden an den Atemwegen und der Lunge führen. Im ersten Weltkrieg wurde Chlorgas daher immer wieder als chemischer Kampfstoff eingesetzt. Auch bei Unfällen kam es immer wieder zur Freisetzung von Chlorgas. Neben seiner gesundheitsschädlichen Wirkung kann Chlorgas ferner heftig mit Wasserstoff (H2(g)) reagieren. Dieses »Chlor-Knallgas« ist eine zusätzliche Gefahr im Falle eines Chemieunfalls und sollte nicht unterschätzt werden.

Aufgaben zum Chlor-Knallgas:

Musterlösungen zur Chlor-Knallgas-Reaktion

A1
Chlor reagiert in der Chlor-Knallgas-Reaktion mit Wasserstoff zu Chlorwasserstoff.

Wortschema: Chlor(gasförmig) + Wasserstoff(gasförmig) → Chlorwasserstoff(gasförmig)

A2
Die Thermitreaktion ist eine stark exotherme Reaktion. Aus den Chlor-Atomen werden durch Reduktion Chlorid-Ionen dargestellt:

Cl2(g) + H2(g) → 2 HCl(g)

Im Vergleich zwischen Edukten und Produkten ändert sich die Oxidationsstufe von Chlor und Wasserstoff:

Reduktion: Cl±0 + 1 e⁻ → Cl⁻

Oxidation: H±0 → H⁺ + 1 e⁻

A3
Auch die anderen Halogene können ähnliche Reaktionen mit Wasserstoff eingehen. Ein anderer möglicher Reaktionspartner für das Wasserstoff wäre Brom. Alle Halogenwasserstoffverbindungen haben außerdem die Besonderheit, dass sie mit Wasser saure Lösungen bilden.

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Thermit-Reaktion

Die Erfindung der Eisenbahn machte die Mobilität über große Entfernungen für eine breite Masse an Menschen bezahlbar. Schienen wurden schon immer in mehr oder weniger langen Stücken produziert und müssen noch heute bei der Errichtung einer neuen Bahntrasse miteinander verschweißt werden. In jüngerer Zeit werden Schienen fast ausschließlich elektrisch von entsprechenden Baumaschinen verschweißt. Solche Maschinen gab es in den Pioniertagen der Bahn noch nicht. Früher wurde stattdessen eine chemische Reaktion zur Herstellung flüssigen Eisens genutzt: die »Thermitreaktion«. In einem feuerfesten Behälter, zum Beispiel einem Keramiktopf, mit einem Loch im Boden, wird eine Reaktionsmischung eingefüllt. Damit das Reaktionsgemisch nicht zu früh aus dem Topf rieselt, wird das Loch zuvor mit einem Stück Papier oder einer ähnlichen Abdeckung verschlossen. Die Edukte, feines Eisenerzpulver (Fe2O3(s)) und Aluminiumpulver (Al(s)), werden gut vermischt. Über dem geplanten Einsatzort, also zum Beispiel der Verbindungsstelle zwischen zwei Schienensträngen, wird das Gemisch dann gezündet. Das Papier verbrennt bei den hohen Temperaturen fast vollständig zu Kohlendioxid CO2(g) und gibt das Loch für das heiße, flüssige Eisen (Fef) frei.

Aufgaben zur Thermitreaktion:

Musterlösungen zur Thermitreaktion

A1
Eisenoxid reagiert in der Thermitreaktion mit Aluminium zu flüssigem Eisen und Aluminiumoxid.

Wortschema: Eisenoxid(fest) + Aluminium(fest) → Eisen(flüssig) und Aluminiumoxid(fest)

A2
Die Thermitreaktion ist eine stark exotherme Reaktion. Aus dem Eisenoxid wird durch Reduktion flüssiges Eisen dargestellt:

Fe2O3(s) + 2 Al(s) → 2 Fe(f) + Al2O3(s)

Im Vergleich zwischen Edukten und Produkten ändert sich die Oxidationsstufe von Eisen und Aluminium:

Reduktion: Fe³⁺ + 3 e⁻ → Fe±0

Oxidation: Al±0 → Al³⁺ + 3 e⁻

Die Oxidationsstufe von Sauerstoff ändert sich in der Summe nicht, da der Sauerstoff sowohl im Eisenoxid (Fe2O3(s)), als auch im Aluminiumoxid (Al2O3(s)) zweifach negativ geladen ist (O²⁻).

A3
Das Eisenoxid lässt sich nicht ersetzen, da flüssiges Eisen zum Verschweißen der Schienen benötigt wird. Das Aluminium kann durch andere Stoffe ersetzt werden, welche mit dem Eisenoxid ähnlich reagieren. Ein anderer möglicher Reaktionspartner für das Eisenoxid wäre Magnesium. Aufgrund seiner Elektronenkonfiguration würde Magnesium allerdings nur zwei Elektronen abgeben.

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Bindungsarten

Reaktionen führen zu chemischen Bindungen

Chemische Reaktionen können zu verschiedenen Arten von chemischen Bindungen führen. Metallbindung, kovalente Bindung (Atombindung) und Ionenbindung.

→ Stöchiometrie-Rechner

→ RedOx-Rechner

Salze
Säuren

Was ist eine Säure?

Nach der Definition von Brønstedt ist eine Säure ein »Protonendonator«. Das lateinische Wort »donare« bedeutet »schenken«. Eine Säure ist ein Stoff, der seine Protonen (p+) an andere Stoffe abgibt, also gewissermaßen »verschenkt«.

Wie reagiert eine Säure?

In Wasser »dissoziiert« eine Brønstedt-Säure, sie zerfällt in Ionen. Dabei entsteht »Oxonium« (H3O+) und ein »Säurerest-Anion«. Beide Ionen sind von Wasser umgeben, liegen also »aquatisch« vor. Beispiel: HCl + H2O → H3O+(aq) + Cl-(aq)

Aufgaben zum Thema Säuren:

Musterlösungen zu den Aufgaben

A1

  • Chlorwasserstoffsäure (auch Salzsäure oder Magensäure genannt) HCl
  • Kohlenstoffsäure (auch Kohlensäure genannt) H2CO3
  • Schwefelsäure H2SO4

A2

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A3

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Bücher und Links zum Thema Säuren

Basen

Was ist eine Base?

Nach der Definition von Brønstedt ist eine Base ein "Protonenakzeptor".

Wie reagiert eine Base?

In Wasser dissoziiert eine Brønstedt-Base. Dabei entsteht »Hydroxid« (OH⁻) und eine korrespondierendes »Säure-Kation«. Beispiel: NH3 + H2O → OH⁻ + NH4

Aufgaben zum Thema Basen:

Musterlösungen zu den Aufgaben

A1

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A2

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A3

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Bücher und Links zum Thema Säuren


Chemie und Leben

Stoffklassen

Grundlage einer Systematik von Stoffklassen

funktionelle Gruppen

Funktionelle Gruppen der Organischen Chemie. Carbonsäuren. Vergleich mit anorganischen Säuren. Funktionale Äquivalenz als Protonendonator nach Brønstedt.

homologe Reihen

(Alkane, Alkanole, Carbonsäuren) Konstitutionsisomerie

Isomerie

Nomenklatur nach IUPAC (Alkane, Alkene, Alkanole, Alkanale, Alkanone, Carbonsäuren, Ester) Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaften

Nomenklatur

Nomenklatur nach IUPAC (Alkane, Alkene, Alkanole, Alkanale, Alkanone, Carbonsäuren, Ester) Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaften

Struktur und Eigenschaften

Funktionelle Gruppen, räumlicher Bau, intermolekulare Wechselwirkungen, Reaktionsverhalten (Addition an Doppelbindungen, Veresterung, Säure-Base-Reaktionen)

Naturstoffe

Nomenklatur nach IUPAC (Alkane, Alkene, Alkanole, Alkanale, Alkanone, Carbonsäuren, Ester) Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaften

Prinzip vom kleinsten Zwang

Funktionelle Gruppen, räumlicher Bau, intermolekulare Wechselwirkungen, Reaktionsverhalten (Addition an Doppelbindungen, Veresterung, Säure-Base-Reaktionen)


Chemie und Energie

Prozesse

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Elektrochemie

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Nachhaltigkeit

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Funktionsstoffe

Funktionalität

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besondere Stoffeigenschaften

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Herstellungsverfahren

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Biomoleküle und Wirkstoffe

Körper & Ernährung

Der menschliche Körper ist eine eine Chemiefabrik. Unser Leben wird von unserem »Stoffwechsel« bestimmt. Wir benötigen Sauerstoff, Wasser und Nahrung und geben diverse Stoffe wieder an unsere Umwelt ab. Auf bestimmte Stoffe reagiert unser Körper direkt und sehr spezifisch.

Stoffe des täglichen Bedarfs

Unser Körper besteht zu ca. 60-80% aus Wasser. Außerdem aus Eiweiß, Zuckern und Fetten.

Medikamente und Drogen

Stoffe, die unseren Stoffwechsel im Hinblick auf ganz spezielle Körperreaktionen verändern, nutzen wir als Medizin oder Drogen.

Entzündungshemmer und Desinfektionsmittel

Eine Entzündung die natürliche Folge einer Infektion. Sobald Fremdstoffe oder Krankheitserreger, zum Beispiel über offene Wunden, in unseren Organismus eindringen, startet unser Immunssystem einen massiven Angriff. Entzündungen können uns auf Dauer auch schaden. Besonders dann, wenn die Ursache einer Entzündung nicht rasch beseitigt werden kann. Schon in der frühen Menschheitsgeschichte lernten unsere Vorfahren Naturstoffe zur Bekämpfung von Entzündungen einzusetzen. Dabei sind abtötende Wirkstoffe oder Desinketionsmittel, welche die Ursachen von Infektionen bekämpfen, von entzündungshemmenden (anti-inflammatorischen) Mitteln, die unsere Immunabwehr bremsen, zu unterscheiden.


Chemie und die Umwelt

Analytik

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Energiekonzept

Energiekonzepte

Die energetische Betrachtung von Verbrennungsreaktionen liefert interessante Informationen über Energieformen und -bilanzen chemischer Prozesse. Sie erlaubt Rückschlüsse auf Bindungsenergien und Teilchenbewegungen.

RedOx-Reaktionen

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DIe sogenannte Standardwasserstoffelektrode dient als Bezugsgröße für andere Halbzellen.

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