Zusammenfassung Chemie 1

Chemie-Lernzettel: 1. Klausur am 04.12.19
- Chemie = Lehre von den Stoffen und deren Umwandlungen

1) Atombau
Atome bestehen aus:

- Elektronen -  negative Elementarteilchen
- Protonen +  positive Elementarteilchen
- Neutronen  ladungsfreie, neutrale Elementarteilchen
 werden benötigt, um die sich gegenseitig abstoßenden Protonen zusammenzuhalten

Elementarladung:

- Proton: + 1,6 * 10 -19 C  Relative Ladung: +1
Elektron: - 1,6 * 10 -19 C  Relative Ladung: -1

Massen:

- Proton & Neutron haben die gleiche Masse, Elektron nur etwa 1/2000 der Protonmasse
- Relative Massen: Proton / Neutron = 1
Elektron= 5*10 -4
- Absolute Masse Proton/Neutron: 1,66 * 10 -24

Aufbau Atom:
- Innerhalb des Atomkerns:
Neutronen n & Protonen p+  Nukleonen
- In der Atomhülle:
Elektronen e− kreisen auf ihren Bahnen
- Positive & negative Teilchen ziehen sich an

- Jedes Atom ist nach außen hin neutral
 KLZ = OZ = Anzahl P = Anzahl E
- Kernladungszahl = Summe der Protonen
im Atomkern, Ordnungszahl
- Ordnet man die Atome nach steigender KLZ, entsteht die Ordnungszahl der Elemente (PSE)
- Massenzahl = Anzahl Protonen und Neutronen im Atomkern

Isotope / Nuklide
= Atome die in der KLZ (OZ) übereinstimmen, sich jedoch in der Massenzahl unterscheiden
 Atomkerne enthalten gleiche Anzahl Protonen aber unterschiedliche Anzahl Neutronen im Atomkern

- Isotope können stabil & instabil (radioaktiv) sein
- Instabil: Atomkerne werden instabil  Protonen stoßen sich im Atomkern gegenseitig ab
 Versuch sich durch Abgabe von Elementarteilchen zu stabilisieren  Radioisotope

Elemente
- Chemisches Element = Stoff, der nur aus Atomen mit derselben KLZ aufgebaut ist
- Bei Elementen mit kleiner OZ: Protonenzahl = Neutronenzahl

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, - Bei Elementen mit großer OZ: geringer Neutronenüberschuss


Atommasse, Stoffmenge, Mol
Relative Atommasse:
- leichtestes Atom: Wasserstoff-Atom =1,674 * 10-24g
- Da Grammangaben unhandlich sind wurde die Atommasse des Wasserstoffs auf 1 festgesetzt
 Einführung der relativen Masseneinheit u
1/12 der Isotopenmasse des Kohlenstoffisotops C12 als Bezugsgröße:
- 1 C-Atom =12u  1u = 1/12C  1u = 1/12 C = 1,660 538 782(83) × 10 -24g
- Relative Atommasse steht beim Element im PSE oben rechts
Wichtige relative Atommassen:
o H=1u
o C = 12 u
o O = 16 u

Absolute Atommasse
- in g oder kg  1g = C12
- Berechnung: relative Atommasse * 1,66 * 10 -24 g

Molare Masse:
- Masse m [g] eines Mols einer Verbindung nennt man die molare Masse M [g/mol]
m
M=
n
- n = Stoffmenge (Einheit: mol)
- m = absolute Masse (Einheit: g)

Teilchenzahl & Avogadro-Zahl
- NA = Avogadrosche Zahl : Zahl der Teilchen, die in einem mol enthalten sind NA=6,02·1023 mol-1
- n = Stoffmenge 1 mol eines Elements entspricht der relativen Atommasse in Gramm
 gleiche Stoffmengen verschiedener Stoffe enthalten die gleiche Anzahl an Teilchen
 Stoffmenge ist unabhängig von äußeren Parametern wie Druck oder Temperatur!
N
- N = Teilchenzahl n=
NA


Molare Volumina von Gasen (Vm)
- 1 mol Teilchen nimmt stets das gleiche Volumen ein  molares Volumen (Vm)
- Einheit: l / mol
- Für alle Gase: Vm= 22,4 l/mol (bei Normbedingungen v=0 °C; p= 1013hPa)
V M
- Vm= =
n p
- M = Molare Masse
- P = Dichte

Ausbeute
- Es wird weniger vom gewünschten Produkt gebildet, als erwartet (Edukte werden z.B. nicht vollständig
verbraucht)
- Prozentuale Ausbeute in % = tatsächliche Ausbeute * 100 : erwartete Ausbeute

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,Stoffmengenkonzentration c
- = gibt an, wie viel Mol eines Stoffes A in 1 L der fertigen Lösung enthalten sind (in mol/L)




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, Aufbau der Elektronenhülle
Theorien & Versuche:

Elektronenstrahlröhre „Braunsche Röhre“:
- evakuierter Glaskolben mit Glühwendel im Vakuum &
elektrostatischen Beschleunigungs- sowie magnetischen
Ablenkfeldern
 Ergebnis: kleine negativ geladene Komponenten der Materie, die die Masse von 9,109 · 10−31 [kg]
& die definierte Ladung von -1 [e] besitzen

Thomsonsches Atommodell (1903)
- = Atom besteht aus gleichmäßig verteilten positiven Ladung & negativ geladenen
Elektronen, die sich darin bewegen = Rosinenkuchenmodell
 positiv- & negativ geladene Teilchen, aber keine Trennung zwischen Kern & Hülle

Das Rutherfordsche Streuexperiment
- Versuch mit dem α-Strahler
(α-Teilchen: 2 P + 2 N - Dichtes positiv geladenes Materiestückchen), dass sich in
einem Bleiblock befand)
- Bohrung  Strom von α Teilchen tritt aus, der auf eine dünne Goldfolie trifft
 wenige Teilchen wurden beim Durchfliegen der Metallschicht abgelenkt /
zurückgeworfen, als ob sie auf massives Zentrum im Innern der Atome gestoßen wären 
Atomkern

 positiv geladener Atomkern, (fast die gesamte Masse) & Atomhülle, in der Elektronen um den
Kern kreisen (Anzahl der Elektronen = Protonen aufgrund der Neutralisationsgleichung)

Atomspektren
- Von einem glühenden Körper erhält man ein kontinuierliches Spektrum
- Bringt man chemische Elemente in der Gasphase zum Abstrahlen von Licht so erhält man
diskontinuierliche Spektren – Linienspektren

Wasserspektrum oder Energiepakete
- Max Plank: E = n ∙ h h (n = 1, 2, 3, . . )
- Planck’sche Wirkungsquantum h = 0.66249 · 10−33 J·s. [h = [Energie * Zeit] = [Wirkung] ]
- Woher kommen diese Abstufungen im Wasserstoffatom?  Im atomaren Bereich kann Energie nur in
kleinsten Einheiten d.h. Quanten auf- oder abgegeben werden

Bohrsches Atommodell
- = Atom besteht aus einem positiv geladenen, massetragenden Kern &Elektronen, die diesen auf
diskreten, in festgelegten, Bahnen umkreisen  Zwischenbahnen nicht möglich

Die Bohrschen Postulate
1) Elektronen bewegen sich auf stabilen Kreisbahnen um den Atomkern
 Elektronen strahlen keine Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung ab
2) Radius der Elektronenbahn ändert sich nicht kontinuierlich, sondern sprunghaft
 Quantensprung: elektromagnetische Strahlung wird abgegeben/aufgenommen
3) Elektronenbahnen sind nur stabil, wenn der Bahndrehimpuls L des Elektrons ein
Ganzahliges Vielfache des reduzierten Planck’schen Wirkungsquantums (ħ) beträgt:


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