Grundwissen Chemie: 8. Klasse NTG: Unterschied zwischen den Versionen

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Fast alle Metalle besitzen hohe Schmelz- und Siedpunkte. Nur ein einziges Metall ist bei Standardbedingungen flüssig: '''Quecksilber'''. Darüber hinaus gibt es zwei Metalle, deren Siedepunkte so niedrig sind, dass sie in der Hand schmelzen würden. Das eine ist jedoch hoch reaktiv und würde das Gewebe der Hand sofort zerstören: '''Caesium'''. Das andere wirkt zwar auch leicht ätzend auf der Haut, aber mutige Förscher können das schon mal aushalten: '''Gallium'''. (Ein Bild von diesem Versuch findet ihr mit der Google-Bilder-Suche, wenn ihr den Namen des Metalls und „Hand“ eingebt.)
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Den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle hat dagegen '''Wolfram''', weswegen es in Glühlampen als Glühfaden eingesetzt wurde: Sobald man das Licht anschaltete, floss ein hoher Strom durch den Wolframdraht, erhitzte ihn dabei sehr stark und brachte ihn zum Glühen. Aufgrund des hohen Schmelzpunktes blieb der Glühfaden jedoch fest.
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Den höchsten Siedepunkt besitzt ein anderes Metall, welches z.B. als Katalysator für verschiedenste Reaktion verwendet wird: '''Rhenium'''.
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Version vom 9. September 2012, 09:13 Uhr


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Stoffe

Gemische

Man unterscheidet homogenen Gemische:
Legierung
Lösung
Gasgemisch

und heterogene Gemische:
Feststoffgemisch
Emulsion
Suspension
Nebel
Schaum
Rauch
Wichtige Trennverfahren:
Filtration
Destillation
Chromatographie


Quiz zum Thema

Klicke im unteren violetten Kasten auf die grünen Begriffe und ziehe sie in den passenden grauen Kasten, der den Überbegriff enthält!

Emulsion Mayonnaise Sonnencreme
Suspension Blut Hefeweizen
Legierung Bronze Messing
Lösung Wein Mineralwasser
Reinstoff (kein Gemisch) Eisen Schwefel



Weiteres Quiz zum Thema

Ordne die Puzzle-Teile so an, dass eine funktionionstüchtige Destillationsapparatur entsteht!

C8GW DestApp1 1.jpg DestApp 1 2.jpg C8GW DestApp1 3.jpg
C8GW DestApp2 1.jpg C8GW DestApp 2 2.jpg C8GW DestApp 2 3.jpg
C8GW DestApp 3 1.jpg C8GW DestApp 3 2.jpg C8GW DestApp 3 3.jpg


Ordne anschließend den Nummern den richtigen Fachbegriff zu!
Durch Klicken auf Anzeigen wird die Lösung angezeigt!

Lösung: (1) Bunsenbrenner, (2) Rundkolben, (3) Thermometer, (4) Kühler, (5) Destillat

links zum Thema:

Animation auf Teilchenebene zur Chromatographie eines Filzstiftstriches:
http://www.chemie-interaktiv.net/html_flash/ff_chromatographie_filzstift.swf



Reinstoffe

Man unterscheidet Verbindungen:

Salze
Moleküle

und Elemente:
Metalle (im PSE eher links unten)
Halbmetalle
Nichtmetalle (im PSE eher rechts oben)

Quiz zum Thema

Klicke im unteren violetten Kasten auf die grünen Begriffe und ziehe sie in den passenden Platzhalter im Text!

Nichtmetalle müssen zum Erreichen einer Edelgaskonfiguration Elektronen aufnehmen . In Salzen bilden Sie daher negativ geladene Anionen . Mit anderen Nichtmetallen bilden sie Atombindungen aus. Abgesehen von den Edelgasen werden gasförmige Nichtmetalle daher molekular (z.B. O2) formuliert.
Metalle müssen zum Erreichen einer Edelgaskonfiguration Elektronen abgeben . In Salzen bilden Sie daher positiv geladene Kationen .



links zum Thema:

- keine


Stoffeigenschaften

Neben typischen Kenngrößen, wie:
Dichte
Siedetemperatur
Schmelztemperatur


entscheiden oft folgende Eigenschaften über den Einsatz eines Stoffes:
Härte
Leitfähigkeit (Wärme, Elektrizität)
Farbe, Geruch, Geschmack
Löslichkeit
Kristallform

Quiz zum Thema

Finde heraus, um welches Element es sich handelt!

Dieses Metall besitzt die höchste elektrische Leitfähigkeit unter den Metallen! (!Platin) (!Gold) (Silber) (!Kupfer)

Dieses Element besitzt einen Schmelzpunkt von ca. 115°C und einen Siedepunkt von ca. 444°C! (!Aluminium) (!Silizium) (!Phosphor) (Schwefel) (!Chlor)

Halbmetalle stehen im PSE zwischen den Metallen und Nichtmetallen. Welche der folgenden Elemente sind KEINE Halbmetalle?

(!Bor) (Kohlenstoff) (!Silizium) (Phosphor) (!Tellur) (Iod)

links zum Thema:

- keine


Atome

Eine einfache Modellvorstellung


Am Aufbau von Atomen beteiligte Teilchen

Im Kern:

Protonen (Masse: ca. 1u, Ladung: +1)
Neutronen (Masse: ca. 1u, Ladung: 0)

In der Hülle:

Elektronen ( Masse: ca. 0u, Ladung: -1)

He anim001.gif


Der Aufbau von Elementen lässt sich mit Hilfe der Daten im PSE ableiten:

Die Ordnungs- / Kernladungszahl gibt die Zahl der Protonen an. Bei ungeladenen Atomen müssen sich in der Hülle genausoviele Elektronen befinden.
Die Massenzahl gibt die Anzahl der Kernteilchen (Protonen + Neutronen) an.

He Symbol OZ MZ.jpg

Die Elektronen befinden sich auf verschiedenen Schalen. Die Schalen werden von innen nach außen mit den Hauptquantenzahlen n = 1, 2, 3,... oder mit Großbuchstaben K, L, M,... charakterisiert. Bei der Besetzung der Schalen mit Elektronen werden die innersten Schalen zuerst besetzt. Auf einer Schale haben z Elektronen Platz, wobei gilt: z = 2 \cdot n^2.
Diese Regeln sind stark vereinfacht und können nur für die Elemente der ersten 3 Perioden angewendet werden!
Bsp.: Bau der Elektronenhülle von 11Na

Na eBesetz.jpg


Quiz zum Thema

Lithium enthält 3 Protonen, 4 Neutronen und insgesamt 3 Elektronen. Davon befindet /befinden sich 1 auf der L-Schale.

Chlor enthält 17 Protonen, 18 Neutronen und insgesamt 17 Elektronen. Davon befindet /befinden sich 8 auf der L-Schale und 7 auf der M-Schale.


Ordne den Beschreibungen das richtige Element zu!

Im ungeladenen Zustand besitzt dieses Atom 32 Elektronen: Germanium
Dieses Element hat eine einstellige, gerade Anzahl an Protonen und eine ungerade Anzahl an Neutronen: Beryllium
Das erste Element im PSE mit einer Massenzahl größer als 100: Ruthenium Gibt dieses Element ein Elektron ab, besitzt es genausoviele wie Helium: Lithium Nimmt dieses Element ein weiteres Elektron auf, besitzt es genausoviele wie Krypton: Brom

links zum Thema:

keine

Stoffklassen und Bindungstypen

Salze / Ionenbindung


Bei der Reaktion von Metallen mit Nichtmetallen entstehen Salze: Das Metall gibt Elektronen ab, das Nichtmetall nimmt Elektronen auf. Die Ionen besitzen dann i.d.R. Edelgaskonfiguration. Es entstehen riesige, aus sehr vielen Ionen aufgebaute, regelmäßige Strukturen: Die Salzkristalle.

Wichtige Eigenschaften von Salzen:

- hohe Schmelz- und Siedepunkte
- spröde
- oft löslich in Wasser


Beispiel:
Lithiumatome geben ein Elektron ab, Fluoratome nehmen ein Elektron auf. Es entstehen viele Ionen, die sich in einem regelmäßigen Gitter anordnen:
Li F LiF 1.jpg
\downarrow
Li F LiF 2.jpg
\downarrow
Li F LiF 3.jpg

LiF Kristallgitter 2dim.jpg
2dimensionales Kristallgitter von LiF

NaCl polyhedra.png
3dimensionales Kristallgitter von LiF

Quiz zum Thema

Bei Hauptgruppenelementen ist leicht zu erkennen, wie viele Elektronen abgegeben, bzw. aufgenommen werden. In der chemischen Formel eines Salzes müssen genau so viele Kationen und Anionen vorhanden sein, dass sich die positiven und negativen Ladungen aufheben,
Bsp.:
Aus Aluminium und Sauerstoff bildet sich Al2O3
Aluminium gibt 3e- ab: Al \rightarrow Al3+ +3e-
Sauerstoff nimmt 2e- auf: O + 2e- \rightarrow O2-
Ein neutrales Salz entsteht durch die Kombination:
Al2O3
2 x Al3+ = Ladung: +6
3 x O2- = Ladung: -6

Wichtig: Gase müssen in der Gleichung immer molekular (X2) formuliert werden!

Gesamtgleichung:

4 Al + 3 O2 \rightarrow 2 Al2O3

Formuliere die chemische Gleichung zu folgenden Reaktionen!

Natrium reagiert mit Chlor

2 Na + Cl2 \rightarrow 2 NaCl

Magnesium reagiert mit Sauerstoff

2 Mg + O2 \rightarrow 2 MgO

Schwefel reagiert mit Natrium

2 Na + S \rightarrow Na2S


links zum Thema:

Animation eines Salzkristalls, der sich in Wasser auflöst:
kurz: http://www.chemie-interaktiv.net/html_flash/ff_loesung.swf ausführlich: http://www.chemie-interaktiv.net/bilder/loesung_salz_wasser.swf


Moleküle / Atombindung


Nichtmetalle können sich mit anderen Nichtmetallen Elektronen "teilen". Die dabei entstehenden bindenden Elektronenpaare können beiden Atomkernen zugeordnet werden. Auf diese Weise wird zusammen mit den freien Elektronenpaaren oft für alle beteiligten Atome eine Edelgaskonfiguration erreicht.

Wichtige Eigenschaften von Molekülen:

- sehr vielfältig
- Schmelz- und Siedepunkte eher niedrig
- Löslichkeit sehr unterschiedlich



Beispiel:
Zwei Wasserstoffatome nähern sich aneinander an, die Elektronenhüllen überlappen sich und bilden einen neuen Aufenthaltsraum für Elektronen (Orbital), in dem sich beide Elektronen aufhalten und von beiden Atomkernen "benutzt" werden dürfen.
2H H2 1.jpg
\downarrow
2H H2 2.jpg
\downarrow
2H H2 3.jpg


Quiz zum Thema

Zeichne die Valenzstrichformel der folgenden Moleküle!

O2: Ein Sauerstoffmolekül

Valenzstrichformel O2.jpg

H2O: Ein Wassermolekül

Valenzstrichformel H2O.jpg

NH3: Ein Ammoniakmolekül

Valenzstrichformel NH3.jpg

HCN: Ein Blausäuremolekül

Valenzstrichformel HCN.jpg


links zum Thema:

keine


Metalle und Legierungen / Metallbindung


Bei der metallischen Bindung geben alle Metallatome im Verband oder in der Legierung ihre wenigen Valenzelektronen ab, die dann als frei bewegliches Elektronengas von allen verbleibenden positiv geladenen Atomrümpfen "benutzt" werden dürfen. Die Atomrümpfe ordnen sich in einer dichtesten Kugelpackung an.
Metallgitter anim001.gif

Wichtige Eigenschaften von Metallen:

- oft gut verformbar
- sehr gute Wärme- und elektrische Leiter
- nicht löslich

Quiz zum Thema

Klicke im unteren violetten Kasten auf die grünen Begriffe und ziehe sie in den passenden Platzhalter im Text!

Fast alle Metalle besitzen hohe Schmelz- und Siedpunkte. Nur ein einziges Metall ist bei Standardbedingungen flüssig: Quecksilber. Darüber hinaus gibt es zwei Metalle, deren Siedepunkte so niedrig sind, dass sie in der Hand schmelzen würden. Das eine ist jedoch hoch reaktiv und würde das Gewebe der Hand sofort zerstören: Caesium. Das andere wirkt zwar auch leicht ätzend auf der Haut, aber mutige Förscher können das schon mal aushalten: Gallium. (Ein Bild von diesem Versuch findet ihr mit der Google-Bilder-Suche, wenn ihr den Namen des Metalls und „Hand“ eingebt.) Den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle hat dagegen Wolfram, weswegen es in Glühlampen als Glühfaden eingesetzt wurde: Sobald man das Licht anschaltete, floss ein hoher Strom durch den Wolframdraht, erhitzte ihn dabei sehr stark und brachte ihn zum Glühen. Aufgrund des hohen Schmelzpunktes blieb der Glühfaden jedoch fest. Den höchsten Siedepunkt besitzt ein anderes Metall, welches z.B. als Katalysator für verschiedenste Reaktion verwendet wird: Rhenium.


links zum Thema:

Veranschaulichung der Eigenschaften "Verformbarkeit" und "elektrische Leitfähigkeit" bei Metallen:
http://www.chemie-interaktiv.net/html_flash/ff_metallbindung.swf



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