Chemie Repetition

exotherm

endotherm

Aktivierungsenergie

Umwandlung von Edukte in Produkte = Energie frei (Verbrennung)

Umwandlung von Edukte in Produkte = Energie aufgenommen (Verkohlung)

Startenergie um Reaktion zu aktivieren

latente Wärmemenge

dienen nicht zur Erwärmung/Abkühlung der betreffenden Substanz, Energie wird zugeführt aber Temperatur ändert sich nicht

Physikalische vs. chemische Reaktionen

bei physikalischen Prozessen findet Energietransfer statt aber keine Änderung der stofflichen Zusammensetzung, bei chemischen Vorgängen wird Stoff im Wesen verändert

Dichte

Löslichkeit

Schmelztemperatur

Siedetemperatur

Masse/Volumen

Gramm/Liter

Grad Celsius/Kelvin

Grad Celsius/Kelvin

homogen

heterogen

Phase

Gemenge

Suspension

Rauch/Aerosol

Emulsion

Schaum

Nebel/Aerosol

feste Lösung

Lösung

Gasgemisch

gleichartige Bestandteile

ungleiche Bestandteile

einheitlicher Stoff/Stoffgemisch, homogen

aus mind. 2 festen Stoffen

Stoffgemisch aus Flüssigkeit & kleinen Feststoffen

Gemisch aus Gas & festen/flüssigen Stoffen

heterogene Zusammensetzung aus zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten

gasförmig in flüssig/fest

Gas(gemisch) mit Flüssigkeitströpfchen

homogenes Gemisch aus mehreren Elementen (fest)

homogenes flüssiges Gemisch

Gase aus mind. zwei verschiedenen Elementen/Verbindungen

Sieben

Sedimentieren/Dekantieren

Schlämmen

Filtrieren

Sublimieren

Eindampfen

Destillieren

Extrahieren

Chromatographieren

Umkristallisation

Elektrophorese

Trennung körnige Stoffgemische, unterschiedliche Grösse

trennen fest von flüssig durch absetzen von schweren Feststoffteilchen (unterschiedliche Dichte)

unterschiedliche Dichte, Grösse, heterogen

Trennung fest von flüssig durch unterschiedliche Grösse

bei geeigneter Temperatur Stoff aus Gemisch sublimieren

grosse Siedetemperaturdifferenz zwischen Lösungsmittel & gelöstem Stoff

Flüssigkeit durch erhitzen verdampfen & wieder kondensieren, trennen nach Siedepunkt

Stoff mithilfe Lösungsmittel aus Gemisch herausgelöst

Stoffe durch Trägermaterial wandern & unterschiedlich schnell vorankommen

Reinigung fester Stoff durch Auflösen in heissem Lösungsmittel & abkühlen reiner Stoff

Trennung geladener Teilchen durch elektrisches Feld in einem Gel

Ordnungszahl Z

Massenzahl A

Isotope

Nuklid

Ion(en)

Ionisierungsenergie I

Anzahl Protonen im Atomkern

Summe Anzahl Protonen & Neutronen im Atomkern

Anzahl Protonen bei bestimmtem Element immer gleich aber Anzahl Neuronen kann variieren

einzelne spezifische Kernsorte mit genau definierter Anzahl Protonen & Neuronen

elektrisch geladene Atome (Anion=negativ, mehr Elektronen als Protonen) (Kation=positiv, weniger Elektronen als Protonen)

aufgewendete Energie um Elektron(en) aus Hülle eines Teilchens zu entfernen

Valenz-Elektronen

Atom-Rumpf

Elektronen in äussersten Hauptschale (entspricht Hauptgruppen-Nummer)

ist Atom ohne Valenz-Elektronen (= alle inneren (vollen) Schalen + Atomkern

absolute Atommasse

relative Molekülmasse

Teilchenzahl N

Stoffmenge n

molare Masse M

molare Volumen Vm

Stoffmengenkonzentration c

1g = 6.02 × 10hoch23u

Summe von relativen Atommasse verschiedener Stoffe

Masse/Teilchenmasse = Gramm/absolute

n = N/NA NA=6.02 × 10hoch23

n = m/M = g/(g/m)

Vm = V/n

c = n/V

Hauptgruppen im PSE

I. Alkalimetalle (Metall, sehr reaktiv, weich) II. Erdalkalimetalle (Leichtmetall, weniger reaktiv) III. Erdmetalle (Metalle mit unterschiedlicher Dichte/Schmelzpunkte) IV. C/Si-Gruppe (Halb-/Metalle, meistens in Salz) V. N/P-Gruppe (Gase, bei hoher Energie explosiv) VI. Chalkogene (Halb-/Metalle, Oxide & Wasserstoffverbindungen) VII. Halogene (Nichtmetalle, sehr reaktonsfähig, giftig) VIII. Edelgase (reaktionsträge, gasförmig)

Elektronegativität EN

Mass wie stark Atom seine Aussenelektronen anzieht, EN nimmt innerhalb Periode von links nach rechts zu, innerhalb Gruppe von oben nach unten ab

van der Waals-Kräfte

innermolekulare Kräfte

schwache zwischenmolekulare Kräfte zwischen (Edelgas)Atome

starke zwischenmolekulare Kräfte der Nichtmetallatome

alpha-Strahlung

beta-Strahlung

gamma-Strahlung

2 Protonen + 2 Neutronen, schwach durchdringend, gefährlich im Körper

1 Neutron in 1 Proton & 1 Elektron umgewandelt, Elektron aus Atomkern geschleudert, mittelmässig durchdringend

elektromagnetische Strahlung (Röntgenstrahlung), sehr durchdringend, sehr energiereich, keine Masse/Ladung

Edelgasregel/Oktettregel

Oxidation

Reduktion

Elektronenkonfiguration des Oktetts (8e in äusserster Schale) entspricht stabilisierten (energiearmen) Zustand

Elektronenabgabe, Metalle leicht abgeben

Elektronenaufnahme, Nichtmetalle nehmen leicht auf

Einfachbindung/kovalente Bindung/Atombindung

nichtbindende Elektronenpaare

Doppelbindung

Dreifachbindung

Elektronenpaarbindung von zwei Atomen

freie Elektronenpaare

zweifache Bindung

dreifache Bindung

1e-Wolke (einfach/doppelt besetzt)

2e-Wolke (einfach besetzt)

3e-Wolke (einfach besetzt)

4e-Wolke (einfach/doppelt besetzt)

Kugelsymmetrie

Linearsymmetrie (180 Grad)

Trigonal-Planarsymmetrie (120 Grad)

Tetraedersymmetrie (109.5 Grad)

polar

apolar

Dipol

zwei Atome mit unterschiedlicher EN verbinden sich

wenn DeltaEN weniger als 0.5 unpolare Bindung

wenn bei Molekül Schwerpunkte negative & positive Ladung nicht zusammenfallen

Bindungsenergie

Massenanteil w

benötigte Energie um zwei durch eine Elektronenpaarbindung verbundene Atome zu trennen, Energie die frei wird wenn sich zwei Atome Verbinden, wenn Atome sich verbinden = energieärmster stabilster Zustand

w = m(gelöster Stoff)/m(Gemisch)

Bindungsenthalpie

Bildungsenthalpie

Enthalpie H

Summe Bindungen & schauen wie stark von Edukt & Produkt → endo- oder exotherm

schauen wie viel Bindungen 1 Stoff hat → Deltaunterschied Hinten - Vorne → endo- oder exotherm

H = U (innere Energie) + p (Druck) x V(Volumen)

Dipol-Dipol-Kräfte

Wasserstoffbrücken

Dipol-Dipol-Verbindung zwischen Molekülen die sich durch asymmetrische Ladungsverteilung anziehen

Anziehungskraft zwischen stark positiv geladenem Wasserstoffatom und stark negativ geladenem Element

Elektronengas

frei bewegliche & negativ geladene Elektronen bilden das Elektronengas

Eigenschaften Metalle

1. Leiten elektrischen Strom: E-gas elektrische Impulse weiterleiten → reibende Wechselwirkung é mit Rümpfen → Erwärmung metallischer Leiter

2. Metalle sind verformbare (=duktile) Stoffe: E-gas=Kitt zwischen Rümpfen → positiv geladene Rümpfe schichtartig übereinander hinweg gleiten ohne Abstossung

3. können Legierungen (Mischung verschiedener Metalle) bilden

4. besitzen metallischen Glanz + sind Wärmeleiter

5. bei Raumtemperatur fest (Ausnahme Quecksilber Hg)

6. unlöslich in Wasser (Ausnahme Hg)

7. 2 Gruppen: Edelmetalle (nicht oxidiert, nicht reaktiv) & unedle Metalle (oxidiert)

Metallpackungen

hexagonal dichteste Kugelpackung (Magnesiumstruktur)

kubisch dichteste Kugelpackung (Goldstruktur), weichste

kubisch innenzentriertes Gitter (Wolframstruktur), härteste, mehr leerer Raum

Legierungen

1. Einlagerungsmischkristalle: kleine Atome lagern sich in Zwischenräume des Metalls ein, Atome des Wirtsmetalls bleiben am Platz im Kristallgitter, hohe Festigkeit, meist spröder als reine Metalle, begrenzte Löslichkeit des kleineren Elements

2. Fremdatome ersetzen reguläre Atome im Kristallgitter, passiert wenn Atomradien & chemische Eigenschaften ähnlich sind, gute Verfrombarkeit, gute elektrische Leitfähigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit

Ionenverbindungen

Salze

verschieden geladene Ionen werden durch starke elektrostatische Kräfte zusammengehalten, weil Ionen ganzzahlige Ladungen tragen sind Anziehungskräfte zwischen Ionen viel stärker als zwischen Molekülen

bei Reaktion von Metall & Nichtmetall entstehende ionische Verbindung = Salz

Coulomb’sche Kräfte

elektrostatische Anziehungskräfte zwischen Ionen, je grösser Ladung & je kleiner Abstand desto grösser Kraft, Coulomb’sche Kräfte wirken dreidimensional → Ionengitter

Eigenschaften Salze

1. harte Stoffe mit hohen Schmelz-/Siedepunkten wegen starker Anziehungskraft

2. leiten elektrischen Strom im geschmolzenen/gelösten Zustand weil frei beweglich

Elektronenaffinität EA

Gitterenergie

Hydrationsenergie

Lösungswärme

Niederschlag

Energie die bei Aufnahme eines Elektrons durch ein Teilchen frei/aufgewendet wird, Mass für wie stark ein Teilchen ein zusätzliches Elektron binden kann

Energie die bei Bildung Ionengitters aufgrund der Anziehung der beteiligten Ionen frei wird

Energie die bei Anlagerung von Wassermolekülen frei wird

Summe Gitterenergie & Hydrationsenergie, ist bei Auflösung eines Salzes in einem Lösungsmittel freiwerdende/aufzuwendende Wärmeenergie

festes Salz dass sich am Boden absetzt

Komplexionen

Ionen die nicht nur aus einem Atom sondern aus Molekülen bestehen (positiv & negativ geladen)

Redoxreihe

Aussage machen über energetischen Verlauf von Redoxreaktionen, links oben mit rechts unter reagieren = exergon (freiwillig) → Energie frei & Gleichgewicht auf Produktseite (rechts), links unten mit rechts oben reagieren = endergon (unfreiwillig) → Energie gebraucht & Gleichgewicht auf Eduktseite (links)

Nicht jede freiwillige Reaktion verläuft spontan bei Raumtemperatur wegen Aktivierungsenergie

Oxidationszahl

bei einatomigen Ionen entspricht Oxidationszahl der Ladung, in elementaren Stoffen beträgt Oxidationszahl 0, bei Bindungen zwischen gleichen Elementen werden Bindungselektronen geteilt, wenn sich bei Reaktion Oxidationszahlen ändern = Redoxreaktion, Oxidationszahl wird grösser=oxidiert, wird kleiner=reduziert

Korrosion

Rost

Korrosionsschutz

Verzinken von Eisen

Feuerverzinken

Reaktion eines Werkstoffes mit Umgebung, Werkstoff & Eigenschaften werden verändert, bergauf=langsame Korrosion, bergab=schnelle Korrosion

Reaktion Eisem mit Sauerstoff & Wasser=Rost

Opferanode: unedleres Metall zum Schutz des edleren, dafür muss Opferanode leitend mit edlerem Metall verbunden sein, bei Oxidation Elektronen von Opferanode abgegeben → edles Metall so lange geschützt bis unedles zersetzt ist

Eisen edler als Zink, dünne Zinkschicht als Schutzschicht auf Eisenoberfläche & verhindert Oxidieren des Eisens

Eisen wird in flüssiges Zink getaucht

Elektrode

Anode

Kathode

Minuspol

Pluspol

Strom (Elektronen) leitender Stoff an dessen Oberfläche eine chemische Reaktion (Redoxreaktion) stattfindet, normalerweise ein Metall

Elektrode an der Oxidation stattfindet

Elektrode an der Reduktion stattfindet

bei normalen=exothermen(freiwilligen) Reaktionen → Elektrode an der Elektronen (negative Ladung) hergestellt werden (Anode, Oxidation = OMA)

Elektrode bei der Elektronen verbraucht werden (Kathode/Reduktion)

organische Chemie

wird als Chemie der Kohlenstoffverbindungen (Verbindungen des Kohlenstoffs mit Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff etc.) definiert, über 20 Millionen organische Verbindungen, werden aufgrund unterschiedlicher Aufbau in Stoffklassen eingeteilt

Unverzweigte Alkane

Alkane sind reine Kohlenwasserstoffe, nur Einfachbindungen → gesättigte Verbindungen, unverzweigt = kettenartige unverzweige Moleküle, sind apolar, Summenformel CnH2n+2

Verzweigte (azyklische & zyklische) Alkane

es gibt unterschiedliche Möglichkeiten wie C-Atome miteinander verbinden → Isomerie, Summenformel azyklisch: Cn+H2n+, Summenformel zyklisch: Cn+H2n

Skelettformel

• Kohlenstoffatome weglassen

• alle an Kohlenstoffatome hängende Wasserstoffatome weglassen

• Nichtbindende Elektronenpaare weglassen

• Fremdatome normal einzeichnen

Alkene

Alkine

reine Kohlenwasserstoffe deren Moleküle C=C-Doppelbindung aufweisen (trigonal planar), Name -en Endung

reine Kohlenwasserstoffe deren Moleküle C-C-Dreifachbindung aufweisen (linear), Name -in Endung

Kohlenwasserstoffverbindungen mit Mehrfachbindungen sind ungesättigt (weitere Atome aufnehmen können)

Organische Halogenverbindungen

Alkohole

Ether

Aldehyde

Ketone

Carbonsäuren

Ester

Amine

Nitroverbindungen

Kohlenwasserstoffrest R + Halogenatome -X (F,Cl,Br,I), funktionelle Gruppe: Halogenatome

R + Hydroxylgruppe -OH, funktionelle Gruppe Hydroxylgruppe

Kohlenwasserstoffreste + Sauerstoffatom, funktionelle Gruppe: Sauerstoffatom

Kohlenwasserstoffrest R + endständige Carbonylgruppe C=O, funktionelle Gruppe: endständige Carbonylgruppe

Kohlenwasserstoffreste R + nicht endständige Carbonylgruppe C=O, funktionelle Gruppe: nicht endständige Carbonylgruppe

Kohlenwasserstoffrest R + Carboxylgruppe -COOH

Kohlenwasserstoffreste + Estergruppe -COO-

Stickstoffatom N mit 1-3 Resten, funktionelle Gruppe: Aminogruppe

Kohlenwasserstoffrest R + Nitrogruppe -NO2, funktionelle Gruppe: Nitro + Name Kohlenwasserstoffes

Aromatische Bindung

Doppelbindungselektronen verteilen sich regelmässig über Einzelbindungen & werden von allen C-Atomen geteilt → delokalisierte Elektronen = nicht an einen bestimmten Ort zugeordnet, wird auch Mesomerie oder Resonanz genannt, delokalisierter Zustand sehr stabil

Hückel-Regel

• Stoffe mit konjugierter Doppelbindung: abwechslend C=C-Doppelbindung & C-C-Einfachbindung

• zyklisch & konjugierte Doppelbindung aber nicht aromatisches Reaktionsverhalten = Antiaromat

• Bedingungen: monozyklisch, planar, vollständig konjugierte Doppelbindung, 4n+2 Doppelbindungselektron (Pi-Elektron)

Polymerisation

aus Edukten (Monomeren) entstehen langkettige Produkte (Polymere) durch Kettenreaktion → C=C-Doppel/Dreifachbindungen werden aufgetrennt & mit umgebenen Edukten verkettet

funktioniert bei radikalischen, anionischen & kationischen Reaktionen, drei Phasen: Startreaktion, Kettenreaktion, Stoppreaktion

Polykondensation

Kondensation: Reaktion bei der sich zwei Moleküle unter Abspaltung eines Dritten (Wasser) miteinander verbinden

Polykondensation: Kettenreaktion der Edukte mit mehreren reaktionsfähigen Stellen

zwei funktionelle Gruppen pro Edukt: Bildung Thermoplaste

drei/mehr funktionelle Gruppen pro Edukt: Bildung Duroplaste/Elaste

3 verschiedene Kondensationsarten: Alkohol+Alkohol (Polysaccharid), Carbonsäure+Alkohol (PET), Carbonsäure+Amin (Nylon)

Polyaddition

zwei funktionelle Gruppen reagieren ohne Abspaltung eines Abspaltprodukts, Isocyanate + mehrwertige Alkohole = Polyurethanen, meistens Alkohole R-OH mit Isocyanaten R-N=C=O

Makromolekulare Stoffe

Gemisch aus vielen ähnlich grossen Molekülen mit gleichem Bauprinzip, reine Stoffe

Stoffeigenschaften durch Monomere, Bauprinzip & zwischenmolekularen Kräfte bestimmt

Thermoplaste (unverzweigte Fadenmoleküle)

ordnen sich in kleinen Bereichen regelmässig an → grosse zwischenmolekulare Anziehungskräfte, ungeordnete Bereiche=amorphe Bereiche, Kristallisationsgrad (geordneter Bereich) → positive Veränderung Faserneigenschafte, haben kein Schmelzpunkt sondern Erweichungstemperaturbereich, glasartig & spröde → Fadenmoleküle kaum bewegen

Duroplaste

stark vernetzte Makromoleküle, hart & spröde, durch Erwärmung Zersetzung Stoff → kein Schmelzen!

Elastomere

schwach vernetzte Makromoleküle, kaum geordnet, durch Erwärmung Zersetzung Stoff → kein Schmelzen!

Reaktionsgeschwindigkeit v

abhängig von Aktivierungsenergie, Oberfläche, Konzentration, Temperatur & Katalyse

ist Mass für zeitliche Konzentrationsveränderungen der beteiligten Stoffe, meistens nicht konstant

Konzentration Edukte nimmt ab & Produkte zu, RGT-Regel: Erhöhung 10 Grad = Verdopplung/Verdreifachung von v

chemisches Gleichgewicht

aus Edukten werden Produkte gebildet = Hinreaktion, alle chemischen Reaktionen sind umkehrbar (=reversibel), von Produkt zu Edukt = Rückreaktion

chemisches System befindet sich im Gleichgewicht wenn Konzentration Edukte & Produkte nicht mehr ändern → Hin- & Rückreaktion mit gleichen Geschwindigkeit ablaufen (dynamisches Gleichgewicht)

Gleichgewichtskonstante K

beschreibt Verhältnis Konzentrationen Edukte & Produkte einer chemischen Reaktion im chemischen Gleichgewicht

K>1=Gleichgewicht Produktseite

K<1=Gleichgewicht Eduktseite

K=1=Gleichgewicht in der Mitte

K ist abhängig von Temperatur-, Konzentrations- & Druckveränderungen

Prinzip von le Chatelier

übt man auf System im Gleichgewicht Zwang aus versucht es Zwang auszuweichen → neues Gleichgewicht

Temperaturerhöhung=Gleichgewicht endothermer Seite

Temperaturerniedrigung=Gleichgewicht auf exothermer Seite

Säure

ist Protonenspender, ein Proton entspircht einem Wasserstoff-Kation, es gibt einprotonige, zweiprotonige & dreiprotonige Säuren, resultierendes Teilchen=konjugierte Base

saure Lösung

entsteht durch Lösen einer Säure in einem Lösungsmittel, leitet elektrischen Strom, reagiert mit unendlen Metallen rot

Base

ist Protonenträger, Verbindungen mit freien Elektronenpaaren, es gibt ein-, zwei- & dreiwertige Basen, resultierendes Teilchen=konjugierte Säure

basische Lösung

entsteht durch Lösen einer Base in einem Lösungsmittel, leitet elektrischen Strom, fühlt sich seifig an & färbt Lackmusfarbstoff blau

Ampholyt

Teilchen das mit stärkeren Säure als es selbst als Base & mit stärkeren Base als es selbst als Säure reagiert, Beispiel Wasser

Protolysenreaktion (Säure-Base-Reaktion)

Reaktion be der Protonen von Säure auf Base übertragen werden, sind umkehrbar, es bilden sich Gleichgewichte

Neutralisation

Reaktion zwischen Säure & Base in äquimolaren (gleichen) Mengen, Säuren werden mit Natronlauge neutralisiert & Basen mit Salzsäure → Entstehung Wasser & Salz, sind stark exotherm

Indikator

schwache Säure deren konjugierte Base eine andere Farbe hat

Titration

Prozess bei welchem via Neutralisation unbekannte Konzentration einer Lösung mit Masslösung bekannter Konzentration bestimmt wird

pH-Wert/pOH-Wert

Konzentration H3O+ & OH- klein, darum einfachere Werte durch pH/pOH-Wert

pH-Wert: negative dekadische Logarithmus von H3O+ Konzentration

pOH-Wert: negative dekadische Logarithmus von OH- Konzentration

Säure-Base-Reihe

Vorraussage ob Reaktion freiwillig/unfreiwillig verläuft

Reaktion Teilchen links oben mit recht unten = exergon (freiwillig, Gleichgewicht rechts)

Reaktion Teilchen links unten mit rechts oben = endergon (unfrewillig, Gleichgewicht links)

Pufferlösungen

haben bei Zugabe von Säure/Base einen fast konstanten pH-Wert, bestehen aus schwacher Säure & konjugierter Base oder umgekehrt

Äquivalenzpunkt (Neutralisationspunkt)

Säure ist 100% neutralisiert, Halbäquivalenzpunkt = Säure zur Hälfte neutralisiert

(Eisen) Hochofen

Roheisen

Eisenerze

Gangart

Pelletieren

Sintern

Schmelz-/Verbrennungszone

Boudouard-Gleichgewicht

Vorwärm-/Trocknungszone

Reduktionszone

Kohlungszone

Schmelzzone

enthält Verunreinigungen, spröde, schmiltzt bei Erhitzen

eisenhaltige Mineralien mit Eisenanteil über 20%

keine reinen Mineralien → Gemenge aus Eisenverbindungen & Begleitmineralien

Erzkonzentrat wird mit Bindemittel zu Kugeln geformt & durch Erhitzen zu Pellets verfestigt

Erz wird mit Kalk gemischt, zu hartem Material gebacken & in kleine Stücke gebrochen

Sauerstoff reagiert mit Kohlenstoff zu Kohlenstoffdioxid → stark exotherme Reaktion

Kohlenstoff, Kohlenstoffdioxid & Kohlenstoffmonoxid sind im Gleichgewicht

durch heisse Gase wird Koks erwärmt & von Feuchtigkeit befreit

Reduktion von Eisenoxid durch Kohlenstoffmonoxid → metallisches Eisen entsteht

Temperatur so hoch dass Kohlenstoff als Reduktionsmittel wirkt

Kohlenstoff wird durch Diffusion von Eisen aufgenommen → Eisen schmilzt

(Stahl) Hochofen

Frischen

aus Reaktion Roheisen mit Sauerstoff wird Stahl gewonnen, unerwünschte Anteile werden oxidiert

Schlacke

ist ein Nebenprodukt dass bei metallurgischen Prozessen anfällt

Nernst-Gleichung

E = E(Standardelektrodenpotenzial) + (Gaskonstante 8.314×298K)/zx96485) x ln(Ox-Mittel)/(Red-Mittel)

z=Anzahl ausgetauschte Elektronen

96485 = Faradaysche Konstante

Entropie (S)

Enthalpie (H)

"freie Enthalpie" = "Gibbs'sche Energie"

Faktor, um die "Freiwilligkeit"/Spontanität von (chemischen) Reaktionen zu bestimmen, Mass für die Unordnung eines Systems, unordentlich ist stabiler und energieärmer, beeinflusst von: Rein <-> gemischt, Aggregatzustand und Temperatur, Anzahl Teilchen Edukte/Produkte

Mass für die Energie in einem thermodynamischen System (Gesamtwärmegehalt eines Systems), je kälter und energieärmer desto stabiler

Möglichst stabiler und unordentlicher Zustand

Spin

beschreibt die Richtung in die die Elektronen wandern wenn sie sich in einem Magnetfeld befinden, Planar gesehen zeichnest du links und rechts von deinem Magnet Ströme, je nachdem auf welcher Seite die Elektronen sich befinden wird der Spin mit 12 oder -12 beschrieben

Form der Atomorbitale

s-Orbitale = kugelförmig

p-Orbitale = hantelförmig mit Knoten im Kern

Wellenfunktion der Elektronen

wenn zwei Orbitale überlagern entweder konstruktiv (verstärkend) oder destruktiv (abschwächend)

konstruktiv: aus zwei einfachbesetzten s-Orbitalen bildet sich sigma-Molekülorbital

destruktiv: aus zwei einfachbesetzten s-Orbitalen bildet sich sigma-stern-Molekülorbital

Unterschied sigma & pi: sigma=rotationssymmetrisch, pi=nicht rotationssymmetrisch

Hybridisierung

nur Einfachbindungen = alle Orbitale hybridisieren (tetraedisch), sp3 (Ausnahme H weil nur 1s)

eine Doppelbindung = es braucht 1mal p dafür (trigonal planar), sp2 + pppi

mehr Doppelbindungen/Dreifachbindung(en): es braucht 2mal p dafür (linear), sp + 2mal pppi

Reaktionsmechanismen

Es existieren vier grundsätzliche Mechanismen, wie organische Moleküle miteinander reagieren können:

• Substitution (Ersetzen von Atomen/Atomgruppen)

• Addition (Anlagerung von Atomen/Atomgruppen)

• Elimination (Abspaltung von Atomen/Atomgruppen)

• Umlagerung (Moleküle werden intern anders verknüpft)

 

Diese vier Reaktionstypen können jeweils auf drei verschiedene Arten ablaufen: elektrophil, nukleophil oder radikalisch.

• Elektrophile Teilchen ("elektronenliebend") haben selbst einen Elektronen-Mangel

Bsp.: Kationen, hohe EN oder Delta+

• Nukleophile Teilchen ("kernliebend") haben einen Elektronen-Überschuss

Bsp.: Anionen oder Delta-

• Radikale haben einzeln besetzte Orbitale

Chiralität

eine ganz spezielle Form der Isomerien (gleiche Formel, anderer Stoff): gleiche Verknüpfung trotzdem anderer Stoff (linke Hand/rechte Hand), Stoffe sind chiral wenn an Kohlenstoffatom vier Substituenten (Anhängsel) sind, chirales Zentrum wid mit *C gekennzeichnet

Auswirkungen: reagieren mit anderen chiralen Molekülen (Enzymen) selektiv (=unterschiedlich) (Unverdaulichkeit von L-Zuckern), drehen polarisiertes Licht, alle anderen Stoffeigenschaften sind identisch

Fischer-Projektion: unterstes chirale C-Atom bestimmt ob Molekül L (links) oder D (rechts) ist

Fehling Test

damit kann man reduzierende von nicht reduzierenden Zuckern unterscheiden