Arbeitsblatt: Cehmie Grundlagen

Naturwissenschaften CH 1 Naturwissenschaften Befasst sich mit der Feststellung von Naturerscheinungen und Erforschung ihrer Gesetzte. h s k h m e Physik Chemie Geologie Zoologie Botanik Die Physik befasst sich mit den Gesetzmässigkeiten der Durch und werden Naturvorgänge auf möglichst einfache und eindeutige Art beschrieben und daraus die Gesetzmässigkeiten erfasst. Die Physik hat verschiedene Teilgebiete wie: Mechanik Wärmenlehre Akustik Optik Elektrizitätslehre Magnetismus Atom- und Kernphysik- Die Chemie befasst sich mit den und Die Chemie hat verschiedene Teilgebiete: a) Reine Chemie b) Angewandte Chemie - - 28.01.12/mmaerki 28.01.12/mmaerki Physikalische und Chemische Vorgänge CH 3 28.01.12/mmaerki Versuch: Versuch: Ergebnis: Ergebnis: Ändert bei einem Vorgang der Stoff seine Entsteht bei einem Vorgang ein neuer Eigenschaften nicht, so ist es ein Stoff mit neuen Eigenschaften, so ist es ein Weitere Beispiele: Weitere Beispiele: Magnesiumband abbrechen Holz spalten Zerspanen (Bohren) Lösen von Kochsalz in Wasser nur Änderung von: Magnesiumband verbrennen Holz verbrennen Rosten von Eisen Rauchen einer Zigarre Änderung von: Es entstehen neue Stoffe mit neuen. Die Eigenschaften der Stoffe bleibt . Physikalische und Chemische Vorgänge CH 4 28.01.12/mmaerki Die 3 Zustandsformen nennt man Die Materieteilchen (Atome, Ionen, Moleküle) eines Stoffes sind im festen, flüssigen oder gasförmigen Zustand dieselben, doch ändern sich folgende Eigenschaften zwischen den Teilchen. Die Aenderung des Aggregatzustandes wird hauptsächlich durch folgende Grössen beeinflusst: Versuch: 28.01.12/mmaerki Naturwissenschaften Aggregatzustand Fest Teilchenanordnung und äusserliche Eigenschaften CH 6 Zusammenhang im innern des Stoffes kristallin amorph flüssig gasförmig 28.01.12/mmaerki Naturwissenschaften CH 7 Den Wechsel von Aggregatzustand in den anderen Aggregatzustand nennt man Phasenübergang. gasförmig 3 2 flüssig 6 4 5 1 fest Bezeichnung des Übergangs: Bezeichnung der Temperatur, bei welcher der Ügang geschieht: 1 2 3 4 5 6 28.01.12/mmaerki Naturwissenschaften CH 8 Schmelzpunkt eines Stoffes Hoher Schmelzpunkt Scharfer Schmelzpunkt Schmelzintervall Der Schmelzpunkt dient zur: - - Siedepunkt eines Stoffes Der Siedepunkt ist stark abhängig von dem äusseren Druck der über einer Flüssigkeit herrscht, sowie den Bindungskräften zwischen den Teilchen. Erhöhung des Siedepunktes Senkung des Siedepunktes Hoher Siedepunkt Der Siedepunkt dient zur: 28.01.12/mmaerki Einteilung der Stoffe CH 9 28.01.12/mmaerki Gemenge Gemisch CH 10 Je nach den Aggregatzuständen (_,, ) Der Bestandteile unterscheidet man verschiedene Gemenge und Gemische. Aggregatszustand Der Bestandteile Gemenge Gemisch fest fest Gesteine (Granit) Erze mit Gangart Gewürze Legierungen (Grauguss, Stahl fest in flüssig Suspensionen (Sand in Wasser flüssig in fest Wasser in Lehm fest in gasförmig Partikel in Rauch und Staub gasförmig in fest Lufteinschlüsse in porösem Material Emulsionen (Schmieröle, alkoholische Getränke, Fett in Milch) flüssig in gasförmig Nebel (Wasser in Luft) gasförmig in flüssig Schaum Glas fest flüssig fest gasförmig flüssig -flüssig flüssig – gasförmig gasförmig gasförmig Lösungen: Salzwasser Wasserstoff in Metallen Essigsäure in Wasser -Mineralwasser (Kohlendioxyd in Wasser Alle Gase lassen sich unbegrenzt mischen, es sind somit homogene Gemische 28.01.12/mmaerki Physikalische Trennmethoden von Mischungen CH 11 28.01.12/mmaerki Mischung Reinstoff CH 12 28.01.12/mmaerki Reinstoffe CH 13 Die Einteilung der Reinstoffe kann nach ihren wichtigsten physikalischen Eigenschaften vorgenaommen werden. Klasse Merkmale Typischer Vertreter Oberflächenglanz, gute Leitfähigkeit des Stromes und der Wärme im festen und geschmolzenen Zustand, hohe bis sehr hohe Siede- und Schmelzpunkte, mehr oder weniger verformbar. Schwerflüchtige, aber gut kristallisierte Stoffe mit guter oder wenigstens einer gewissen Wasserlöslichkeit. Wässrige Lösung und Schmelze leiten den elektrischen Strom. Gase oder leicht verdampfende Flüssigkeiten oder Festkörper. Sie haben tiefe Siede- und Schmelzpunkte. Im festen Zustand bilden sie Kristalle. Solche Stoffe sind sehr hart, nicht flüchtig und nicht löslich. Harte, hartzartige oder weiche Festkörper mit z. T. sehr ausgeprägter Neigung zum Fadenziehen. Beim Erwärmen erwichen sie allmählich und zeigen keine scharf abgegrenzten Schmelztemperaturen. Oft hitzeempfindlich, im Wasser unlöslich. Isolatoren. 28.01.12/mmaerki Reinstoffe CH Smp. 1535C 3000C Dichte 7,86 g/cm3 14 Smp. 112,8C 444,6C Dichte 2,07 g/cm3 Fe Sdp. Sdp. FeS 1._ 2._ 3._ 4._ Reinstoffe CH 14 Eine Verbindung kann man mit chemischen Vorgängen wieder zerlegen. FeS 28.01.12/mmaerki Hält man in die Flamme einen kalten Gegenstand, so setzen sich auf diesem Schwefel und Wasser ab. Das restliche Verbrennprodukt ist ein stechend riechendes Gas S FeS Fe 1. 2._ 3. 4._ 5._ Elemente Von den CH 15 Elementen sind bei Zimmertemperatur fest flüssig gasförmig 28.01.12/mmaerki sie sind mit chemischen Methoden nicht mehr trennbar ein Element besteht aus Atomen der jedes Element hat ein Symbol, es stellt die Abkürzung seines lateinischen Namens dar. Beispiele: 28.01.12/mmaerki Einteilung der Elemente CH 17 Metalle Eigenschaften: Oberfläche (Metallglanz) leiten und relativ gut sind bei Raumtemperatur in (ausser Quecksilber Smp. –39C) sind Beispiele: Eisen Kupfer Aluminium Nickel Blei Mangan (_) (_) (_) (_) (_) (_) Magnesium Chrom Wolfram Zink Zinn Uran (_) (_) (_) (_) (_) (_) Halbmetalle (Halbleiter) Eigenschaften: leitet den nur unter gut Beispiele: Silizium Bor Germanium Arsen (_) (_) (_) (_) Tellur Polonium Astatin (_) (_) (_) Nichtmetalle Eigenschaften: bei Raumtemperatur sind gasförmig (davon Edelgase ) flüssig (_) fest (_) leiten den nur sehr schlecht (Ausnahme: Kohlenstoff als Graphit) sind schlechte Beispiele: Sauerstoff Helium Brom Fluor Schwefel (_) (_) (_) (_) (_) Wasserstoff Argon Jod Kohlenstoff Phosphor (_) (_) (_) (_) (_) 28.01.12/mmaerki Atombau CH 21 Protonen Protonen Ihre Anzahl bestimmt den stofflichen Charakter des Atoms. Neutronen Sie „neutralisieren die Abstossungen der gleichsinnigen geladenen Protonen. Protonen (Kernladungszahl) Nukleonenzahl Atome mit derselben besitzen denselben Namen und dasselbe Symbol. Schreibweise: Massenzahl MZ -Elementsymbol Ordnungszahl OZ Name MZ OZ 56 Fe 26 26 Mg 12 26 Al 13 28.01.12/mmaerki Atombau CH 22 Atomhülle Die Atomhülle wird durch gebildet. Aufgrund ihrer sehr schnellen Bewegungen füllen sie den Raum um den Kern praktisch aus. Die Bahnen der Elektronen lassen sich nicht genau bestimmen. Es gibt aber Wahrscheinlichkeitsräume, in denen sie besonders oft anzutreffen sind. Ein solcher Raum ist häufig kugelförmig, man bezeichnet ihn als. Beispiel: Atom mit 1 Proton und 1 Elektron ) Der Abstand eines Elektrons vom Atomkern wechselt ständig. Es kann deshalb nur ein durchschnittlicher Abstand angegeben werden. Elektronen, welche den gleichen durchschnittlichen Abstand vom Kern haben, bilden eine sogenannte – Kern der äussersten Schale (Ve) max. Anzahl pro Schale max. Anzahl auf der jeweils äussersten Schale Für die chemischen Eigenschaften eines Elementes ist weitgehend die äusserste sChale seiner Atome verantwortlich. Der Kern und alle Ekektronen, welche nicht zur äussersten Schalte gehören wird genannt. Bei Atomen stimmt die Anzahl der Elektronen mit der Anzahl der Protonen überein. o o 28.01.12/mmaerki Atombau CH 23 Übung 1: Vergleiche! Protonen Neutronen Ordnungszahl Massenzahl Erkenntnis: Protonenzahl Neutronenzahl Natürliche chemische Elemente enthalten in der Regel mehrere Isotope. Man spricht von einem Mischelement. Enthält ein Element nur eine Sorte Atome, spricht man von einem Reinelement. Nur 21 Elemente sind Reinelemente. (z.B. Al, As, F, Mn) Übung 2: Berechne die maximale Elektronenzahl pro Schale! Übung 3: 1. Schale enthält max. Elektronen 2. Schale enthält max. Elektronen 3. Schale enthält max. Elektronen 4. Schale enthält max. Elektronen 5. Schale enthält max. Elektronen 6. Schale enthält max. Elektronen 7. Schale enthält max. Elektronen Modellvorstellungen einfacher Atome Ergänze die Tabelle (mit Farbe)! 28.01.12/mmaerki 28.01.12/mmaerki Atombau CH 24 28.01.12/mmaerki Atombau CH 24 28.01.12/mmaerki