Allgemeine und Anorganische Chemie

Praxis-Lernkarteikarten zur Vorlesung 'Allgemeine und Anorganische Chemie für Naturwissenschaftler' an der Goethe-Universität Frankfurt am Main.

Wie ist Chemie als naturwissenschaftliche Disziplin definiert?

Chemie ist die Wissenschaft, die sich mit der Charakterisierung, Zusammensetzung und Umwandlung von Stoffen befasst.

Was besagt das Gesetz von der Erhaltung der Masse nach Antoine Lavoisier?

Im Verlauf einer chemischen Reaktion ist kein Verlust oder Gewinn von Masse zu beobachten; die Gesamtmasse aller reagierenden Stoffe ist gleich der Gesamtmasse der Produkte.

Wie ist ein chemisches Element nach Robert Boyle und Antoine Lavoisier definiert?

Ein Element ist ein Stoff, der chemisch nicht in einfachere Stoffe zerlegt werden kann.

Was besagt das Gesetz der konstanten Proportionen nach Joseph Proust?

Eine Verbindung besteht immer aus den gleichen Elementen im gleichen Massenverhältnis.

Was besagt das Gesetz der multiplen Proportionen nach John Dalton?

Gehen zwei Elemente $X$ und $Y$ mehr als eine Verbindung ein, stehen die jeweiligen Massen von $X$ in einem kleinen ganzzahligen Verhältnis zueinander.

Welches Experiment führte Millikan 1909 durch und was wurde damit bestimmt?

Mit dem Öltröpfchenversuch bestimmte Millikan die Elementarladung $e = 1{,}6022 \times 10^{-19 gift text C}$ sowie die Masse des Elektrons $m_{e^-} = 9{,}1094 \times 10^{-28 gift text g}$ ($9{,}1094 \times 10^{-31 gift text kg}$).

Was sind die wesentlichen Erkenntnisse aus dem Rutherfordschen Streuversuch?

Atome besitzen einen winzigen, positiv geladenen Atomkern in der Mitte, während die Elektronen fast das gesamte Volumen des Atoms einnehmen.

Was versteht man unter Isotopen?

Isotope sind Atome des gleichen Elements mit derselben Ordnungszahl $Z$, aber unterschiedlicher Massenzahl $A$.

Wie ist die atomare Masseneinheit $1 gift text u$ definiert?

$1 gift text u = \frac{1}{12}$ der Masse eines Atoms des Kohlenstoffisotops $^{12}\text{C}$ ($1 gift text u = 1{,}661 \times 10^{-27 gift text kg}$).

Welche vier Quantenzahlen beschreiben den Zustand eines Elektrons im quantenmechanischen Atommodell?

Hauptquantenzahl ($n$), Nebenquantenzahl ($l$), Magnetquantenzahl ($m_l$) und Spinquantenzahl ($s$).

Was besagt das Pauli-Prinzip bei der Besetzung von Atomorbitalen?

Keine zwei Elektronen in einem Atom dürfen in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen. Pro Orbital finden maximal zwei Elektronen Platz.

Was besagt die Hundsche Regel?

Bevor energiegleiche Orbitale mit zwei Elektronen besetzt werden, werden sie zunächst einfach besetzt.

Wie verändern sich Atomradius, Ionisierungsenergie und Elektronegativität innerhalb einer Periode von links nach rechts im Periodensystem?

Der Atomradius nimmt ab, während Ionisierungsenergie und Elektronegativität zunehmen.

Wie ist die Stoffmenge von $1 gift text Mol$ definiert?

Ein Mol ist die Stoffmenge, die genau so viele Teilchen enthält wie Atome in exakt $12 gift text g$ des Kohlenstoffisotops $^{12}\text{C}$ enthalten sind (N_A = 6{,}02214 \times 10^{23 gift text mol}^{-1}).

Was besagt das Avogadro-Gesetz?

Gleiche Volumina beliebiger Gase enthalten bei gleichem Druck und gleicher Temperatur die gleiche Anzahl von Teilchen.

Wie ist die Stoffmengenkonzentration $c(X)$ definiert?

Die Stoffmengenkonzentration $c(X)$ ist die Stoffmenge $n(X)$ bezogen auf das Volumen $V$ der Gesamtlösung: $c(X) = \frac{n(X)}{V}$.

Wie lautet das Massenwirkungsgesetz (MWG) für die allgemeine Reaktion $a\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons x\text{X} + y\text{Y}$?

$$K_c = \frac{c^x(\text{X}) \times c^y(\text{Y})}{c^a(\text{A}) \times c^b(\text{B})}$$

Was besagt das Prinzip des kleinsten Zwanges von Le Chatelier?

Übt man auf ein System im chemischen Gleichgewicht einen Zwang durch Änderung der äußeren Bedingungen aus, so stellt sich ein neues Gleichgewicht ein, das dem Zwang ausweicht.

Wie unterscheiden sich exotherme und endotherme Reaktionen bezüglich ihrer Enthalpieänderung $\Delta H$?

Bei exothermen Reaktionen wird Wärme frei ($\Delta H < 0$), bei endothermen Reaktionen wird Wärme aufgenommen ($\Delta H > 0$).

Was besagt der Satz von Hess?

Die Enthalpieänderung $\Delta H$ einer Reaktion ist konstant, unabhängig davon, ob die Reaktion in einem Schritt oder über Zwischenschritte verläuft.

Wie lautet die Gibbs-Helmholtz-Gleichung für die Änderung der Freien Enthalpie $\Delta G$?

$$\Delta G = \Delta H - T \times \Delta S$$

Welche Wirkung hat ein Katalysator auf den Verlauf einer chemischen Reaktion?

Ein Katalysator erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit von Hin- und Rückreaktion durch Senkung der Aktivierungsenergie $E_A$, verändert jedoch nicht die Lage des chemischen Gleichgewichts.

Wie lautet die Zustandsgleichung für ideale Gase?

$$p \times V = n \times R \times T$$

Was versteht man unter der Anomalie des Wassers?

Festes Wasser (Eis) besitzt aufgrund der Hohlräume in seiner Wasserstoffbrücken-Netzwerkstruktur eine geringere Dichte als flüssiges Wasser; bei $3{,}98^\circ\text{C}$ erreicht Wasser seine höchste Dichte.

Wie ist das Löslichkeitsprodukt $K_L$ für das schwerlösliche Salz $\text{AgCl}$ definiert?

$$K_L = c(\text{Ag}^+) \times c(\text{Cl}^-)$$

Was versteht man unter der Gitterenthalpie $\Delta H_{\text{Gitter}}$?

Die Gitterenthalpie ist die Energie, die frei wird, wenn sich gasförmige Ionen zu einem Ionenkristall zusammenlagern.

Welcher Kreisprozess dient zur theoretischen Berechnung von Gitterenthalpien über den Satz von Hess?

Der Born-Haber-Kreisprozess.

Wie unterscheiden sich Leiter, Halbleiter und Isolatoren im Bändermodell?

Leiter haben überlappende oder teilbesetzte Bänder; Halbleiter besitzen eine kleine Bandlücke ($0{,}1 gift text eV$ bis $4 gift text eV$); Isolatoren weisen eine große Bandlücke ($> 4 gift text eV$) auf.

Wie ist das Ionenprodukt des Wassers $K_W$ bei $25^\circ\text{C}$ definiert und wie groß ist sein Wert?

K_W = c(\text{H}_3\text{O}^+) \times c(\text{OH}^-) = 10^{-14 gift text mol}^2 gift text L^{-2}

Wie sind Säuren und Basen nach dem Brønsted-Konzept definiert?

Eine Brønsted-Säure ist ein Protonendonator (gibt $\text{H}^+$-Ionen ab), eine Brønsted-Base ist ein Protonenakzeptor (nimmt $\text{H}^+$-Ionen auf).

Wie lautet die Henderson-Hasselbalch-Gleichung zur Berechnung des pH-Werts eines Puffersystems?

$$\text{pH} = \text{p}K_S + \log\left(\frac{c(\text{A}^-)}{c(\text{HA})}\right)$$

Wie sind Säuren und Basen nach dem Lewis-Konzept definiert?

Eine Lewis-Säure ist ein Elektronenpaarakzeptor, eine Lewis-Base ist ein Elektronenpaardonator.

Wie sind Oxidation und Reduktion bezüglich des Elektronenübergangs und der Oxidationszahl definiert?

Oxidation ist die Abgabe von Elektronen (Erhöhung der Oxidationszahl), Reduktion ist die Aufnahme von Elektronen (Erniedrigung der Oxidationszahl).

Wie ist die Elektromotorische Kraft (EMK) $\Delta E^\circ$ einer Galvanischen Zelle im Standardzustand definiert?

$$\Delta E^\circ = E^\circ_{\text{Kathode}} - E^\circ_{\text{Anode}} = E^\circ_{\text{edel}} - E^\circ_{\text{unedel}}$$

Wie hängt die Änderung der Freien Enthalpie $\Delta G$ mit der Zellspannung $\Delta E$ zusammen?

$\Delta G = -z \times F \times \Delta E$ (mit der Faraday-Konstanten $F \approx 96485 gift text C gift text mol^{-1}$).

Wie lautet die vereinfachte Nernstsche Gleichung für eine Redox-Reaktion bei $298{,}15 gift text K$?

$$\Delta E = \Delta E^\circ - \frac{0{,}0592 gift text V}{z} \times \log(Q)$$