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Chemie · Jahrgang 11 · Basiswissen

Vom Atom zur chemischen Verbindung

Das lernst du

  1. Ich ordne Stoffe nach ihren Eigenschaften den Stoffgruppen Metall, Ionensubstanz und Molekülsubstanz zu.
  2. Ich beschreibe den Atombau mit dem Bohrschen Modell und bilde Ionen.
  3. Ich bestimme mit der Elektronegativität die Bindungsart.
  4. Ich zeige, dass Wasser eine Verbindung ist, durch Bildung und Zerlegung.
  5. Ich leite mit dem Elektronenpaarabstoßungsmodell die Gestalt und Polarität von Molekülen ab.
  6. Ich erkläre mit zwischenmolekularen Wechselwirkungen Siedetemperaturen und die Anomalie des Wassers.
  7. Ich beschreibe Alkane, Alkene und Alkine mit ihren Bindungen.
  8. Ich erkläre Bau, Eigenschaften und Verwendung der Modifikationen des Kohlenstoffs.
  9. Ich bewerte Nanomaterialien aus Kohlenstoff nach Nutzen und Risiko (Leistungskurs).

Merksätze

Stoffgruppen

Metalle leiten schon fest durch bewegliche Elektronen.

Ionensubstanzen sind spröde und leiten erst gelöst oder geschmolzen. Molekülsubstanzen leiten nie.

Atombau und Ionen

Das Bohrsche Modell ordnet die Elektronen Schalen zu, die 2, 8, 18 Elektronen fassen.

Die Außenelektronen bestimmen das Reaktionsverhalten. Ionen entstehen durch Abgabe oder Aufnahme von Elektronen.

Elektronegativität und Bindung

Die Elektronegativität misst den Zug auf Bindungselektronen.

Unter ΔEN 0,4 ist die Bindung unpolar.

Wasser

Wasser ist eine Verbindung: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂.

Die Elektrolyse liefert beide Gase im Volumenverhältnis 2 : 1.

Molekülgestalt

Elektronenpaare stoßen einander ab und liegen möglichst weit auseinander.

Die Gestalt folgt aus allen Paaren, auch den freien.

Zwischenmolekulare Kräfte

Zwischen Molekülen wirken Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Kräfte und Wasserstoffbrücken.

Je stärker, desto höher die Siedetemperatur.

Kohlenwasserstoffe

Kohlenstoff ist vierbindig. Alkane: Einfach-, Alkene: Doppel-, Alkine: Dreifachbindung.

Kohlenstoffmodifikationen

Diamant ist ein hartes Atomgitter, isolierend.

Graphit hat weiche, leitende Schichten aus Sechsringen. Fullerene sind Hohlkugeln, Nanotubes Röhren.

Nanomaterialien

Nanomaterialien haben Strukturen von 1 bis 100 Nanometern.

Ihre Oberfläche ist im Verhältnis zur Masse riesig, darum zeigen sie neue Eigenschaften. Nutzen und Risiko werden gegeneinander abgewogen.

Selbst abfragen

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Vom Atom zur chemischen VerbindungStoffgruppenWas weißt du dazu? Erst selbst sagen, dann umdrehen.

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So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart

Stoffgruppen und ihre Eigenschaften

Kaliumnitrat ist spröde, hat eine sehr hohe Schmelztemperatur und leitet erst als Lösung oder Schmelze. Welcher Stoffgruppe gehört der Stoff an?

  1. Prüfe die Leitfähigkeit in jedem Zustand.
  2. Das Verhalten passt zu einer Ionensubstanz.
  3. Also: Ionensubstanz mit Ionengitter.

Ergebnis: Ionensubstanz mit Ionengitter

Elektronegativität und Bindungsarten

Welche Bindungsart ist zwischen Kohlenstoff (EN 2,5) und Fluor (EN 4,0) zu erwarten?

  1. ΔEN = 1,5.
  2. Grenzen: unter 0,4 unpolar, bis 1,7 polar, darüber ionisch.
  3. Also: polare Elektronenpaarbindung.

Ergebnis: polare Elektronenpaarbindung

Atombau, Elektronenschreibweise und Ionen

Wie entsteht aus einem Calciumatom das Ion Ca²⁺?

  1. Die Ladung des Ions zeigt die Zahl der übertragenen Elektronen.
  2. Positiv heißt: Elektronen fehlen.
  3. Also gibt das Atom zwei Elektronen ab.

Ergebnis: Es gibt zwei Elektronen ab

Wasser: Bildung und Zerlegung einer Verbindung

Bei der Elektrolyse von Wasser entstehen 15 mL Sauerstoff. Bestimme: Wie viel Wasserstoff entsteht gleichzeitig?

  1. 2 H₂O → 2 H₂ + O₂.
  2. Wasserstoff zu Sauerstoff wie 2 zu 1.
  3. 15 mL · 2 = 30 mL

Ergebnis: 30 mL

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