Chemie · Klasse 11 · Kapitel

Vom Atom zur chemischen Verbindung

Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
Merken kommt ins Heft
Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
Üben selbst rechnen
Achtung typischer Fehler
Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich ordne Stoffe nach ihren Eigenschaften den Stoffgruppen Metall, Ionensubstanz und Molekülsubstanz zu.

MerkenStoffgruppen

Metalle leiten schon fest durch bewegliche Elektronen.

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

BeispielStoffgruppen und ihre Eigenschaften

Welche Beobachtung unterscheidet eine Ionensubstanz im Labor am sichersten von einer Molekülsubstanz?

Schritt für Schritt

Ionen sind in der Lösung beweglich.
Molekülsubstanzen bilden keine Ionen.
Also unterscheidet die Leitfähigkeit der Lösung.

Ionen sind in der Lösung beweglich.
Molekülsubstanzen bilden keine Ionen.
Also unterscheidet die Leitfähigkeit der Lösung.

Ergebnis:

Die wässrige Lösung leitet den Strom

AchtungFester Salzkristall leitet den Strom

So nicht

Salz besteht aus Ionen, also leitet auch der Kristall.

So richtig

Im Kristall sitzen die Ionen fest. Erst gelöst oder geschmolzen sind sie beweglich und leiten.

Frag dich: Können sich die Ionen hier bewegen?

ÜbenJetzt du

○1
Natriumsulfat ist spröde, hat eine sehr hohe Schmelztemperatur und leitet erst als Lösung oder Schmelze. Welcher Stoffgruppe gehört der Stoff an?
So fängst du an:
Prüfe die Leitfähigkeit in jedem Zustand.
Lösung zeigen
1. Prüfe die Leitfähigkeit in jedem Zustand.
2. Das Verhalten passt zu einer Ionensubstanz.
3. Also: Ionensubstanz mit Ionengitter.
Ergebnis:
Ionensubstanz mit Ionengitter
●2
Eisen glänzt, lässt sich verformen und leitet schon als Feststoff den Strom. Welcher Stoffgruppe gehört der Stoff an?
Lösung zeigen
1. Prüfe die Leitfähigkeit in jedem Zustand.
2. Das Verhalten passt zu einem Metall.
3. Also: Metall mit Metallbindung.
Ergebnis:
Metall mit Metallbindung
★3
Kupfer lässt sich verformen, Natriumchlorid zerspringt beim Schlag. Welche Erklärung trägt?
Lösung zeigen
1. Im Metall hält das Elektronengas alle Atomrümpfe zusammen, auch nach dem Verschieben.
2. Im Ionengitter kommen gleichnamige Ionen nebeneinander zu liegen.
3. Sie stoßen sich ab, der Kristall spaltet.
Ergebnis:
Im Metall gleiten Schichten, im Ionengitter stoßen gleichnamige Ionen aufeinander

2Ich beschreibe den Atombau mit dem Bohrschen Modell und bilde Ionen.

MerkenAtombau 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.

BeispielAtombau, Elektronenschreibweise und Ionen

Wie verteilen sich die 14 Elektronen von Silicium (Ordnungszahl 14) auf die Schalen?

Schritt für Schritt

Erste Schale 2, zweite Schale 8, dritte Schale bis 8.
Rest nach innen aufgefüllt: 14 Elektronen verteilt.
Verteilung 2, 8, 4.

Erste Schale 2, zweite Schale 8, dritte Schale bis 8.
Rest nach innen aufgefüllt: 14 Elektronen verteilt.
Verteilung 2, 8, 4.

Ergebnis:

2, 8, 4

AchtungLadung in die falsche Richtung

So nicht

Wie entsteht aus einem Magnesiumatom das Ion Mg²⁺ → Es nimmt zwei Elektronen auf

So richtig

Wie entsteht aus einem Magnesiumatom das Ion Mg²⁺ → Es gibt zwei Elektronen ab

Zähl die Außenelektronen. Ist der Weg zur Acht durch Abgeben oder durch Aufnehmen kürzer?

ÜbenJetzt du

○4
Wie entsteht aus einem Magnesiumatom das Ion Mg²⁺?
So fängst du an:
Die Ladung des Ions zeigt die Zahl der übertragenen Elektronen.
Lösung zeigen
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
●5
Schwefel hat die Ordnungszahl 16. Wie lautet die Elektronenverteilung auf die Schalen?
Lösung zeigen
1. Erste Schale 2, zweite Schale 8.
2. Rest: 16 − 10 = 6 in der dritten.
3. Verteilung 2, 8, 6, sechs Außenelektronen.
Ergebnis:
2, 8, 6
★6
Wie entsteht aus einem Aluminiumatom (Ordnungszahl 13) ein Aluminiumion, und welche Ladung hat es?
Lösung zeigen
1. Aluminium hat drei Außenelektronen.
2. Durch Abgabe bleibt die volle zweite Schale übrig.
3. Drei Elektronen weniger: Al³⁺.
Ergebnis:
Es gibt drei Elektronen ab: Al³⁺

3Ich bestimme mit der Elektronegativität die Bindungsart.

MerkenElektronegativität und Bindung

Die Elektronegativität misst den Zug auf Bindungselektronen.

Unter ΔEN 0,4 ist die Bindung unpolar.

BeispielElektronegativität und Bindungsarten

Bestimme: Wie groß ist ΔEN für die Bindung H–O (EN: H 2,2; O 3,5)?

Schritt für Schritt

ΔEN = EN(O) − EN(H).
ΔEN = 3,5 − 2,2.
ΔEN = 1,3

ΔEN = EN(O) − EN(H).
ΔEN = 3,5 − 2,2.
ΔEN = 1,3

Ergebnis:

1,3

AchtungDifferenz der Elektronegativität falsch gebildet

So nicht

Bestimme: Wie groß ist ΔEN für die Bindung H–O (EN: H 2,2; O 3,5) → 5,7

So richtig

Bestimme: Wie groß ist ΔEN für die Bindung H–O (EN: H 2,2; O 3,5) → 1,3

Ziehe den kleineren Wert vom größeren ab. Ordne das Ergebnis den Grenzen 0,4 und 1,7 zu.

ÜbenJetzt du

○7
Welche Bindungsart ist zwischen Magnesium (EN 1,2) und Chlor (EN 3,0) zu erwarten?
So fängst du an:
ΔEN = 1,8.
Lösung zeigen
1. ΔEN = 1,8.
2. Grenzen: unter 0,4 unpolar, bis 1,7 polar, darüber ionisch.
3. Also: Ionenbindung mit Gitter.
Ergebnis:
Ionenbindung mit Gitter
●8
Welche Bindungsart ist zwischen Kalium (EN 0,8) und Chlor (EN 3,0) zu erwarten?
Lösung zeigen
1. ΔEN = 2,2.
2. Grenzen: unter 0,4 unpolar, bis 1,7 polar, darüber ionisch.
3. Also: Ionenbindung mit Gitter.
Ergebnis:
Ionenbindung mit Gitter
★9
Was hält die Atomrümpfe in einem Stück Kupfer zusammen?
Lösung zeigen
1. Metallatome geben Außenelektronen ab.
2. Die Elektronen bilden ein Elektronengas.
3. Die positiven Atomrümpfe werden von ihm zusammengehalten.
Ergebnis:
Die Anziehung zwischen Atomrümpfen und frei beweglichen Elektronen

4Ich zeige, dass Wasser eine Verbindung ist, durch Bildung und Zerlegung.

MerkenWasser

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

Die Elektrolyse liefert beide Gase im Volumenverhältnis 2 : 1.

BeispielWasser: Bildung und Zerlegung einer Verbindung

Bei der Elektrolyse von Wasser entstehen 40 mL Sauerstoff. Bestimme: Wie viel Wasserstoff entsteht gleichzeitig?

Schritt für Schritt

2 H₂O → 2 H₂ + O₂.
Wasserstoff zu Sauerstoff wie 2 zu 1.
40 mL · 2 = 80 mL

2 H₂O → 2 H₂ + O₂.
Wasserstoff zu Sauerstoff wie 2 zu 1.
40 mL · 2 = 80 mL

Ergebnis:

80 mL

AchtungGasvolumen nicht aus der Formel H₂O abgeleitet

So nicht

Bei der Elektrolyse entsteht gleich viel Wasserstoff wie Sauerstoff.

So richtig

2 H₂O → 2 H₂ + O₂: Es entsteht doppelt so viel Wasserstoff wie Sauerstoff.

Schreibe die Gleichung mit Koeffizienten auf. Übertrage das Stoffmengenverhältnis auf das Gasvolumen.

ÜbenJetzt du

○10
Bei der Elektrolyse von Wasser entstehen 70 mL Wasserstoff. Bestimme: Wie viel Sauerstoff entsteht gleichzeitig?
So fängst du an:
2 H₂O → 2 H₂ + O₂.
Lösung zeigen
1. 2 H₂O → 2 H₂ + O₂.
2. Wasserstoff zu Sauerstoff wie 2 zu 1.
3. 70 mL : 2 = 35 mL
Ergebnis:
35 mL
●11
Bei der Elektrolyse von Wasser entstehen zwei Gase. In welchem Volumenverhältnis stehen sie?
Lösung zeigen
1. 2 H₂O → 2 H₂ + O₂.
2. Gleiche Gasvolumen bedeuten gleiche Stoffmengen.
3. Zwei Wasserstoffmoleküle je Sauerstoffmolekül.
Ergebnis:
Zweimal so viel Wasserstoff wie Sauerstoff
★12
Welches Gas ist es, das einen glimmenden Holzspan hell aufflammen lässt?
Lösung zeigen
1. Jedes Gas hat seinen eigenen Nachweis.
2. Dieser Nachweis gehört zu Sauerstoff.
3. Also: Sauerstoff.
Ergebnis:
Sauerstoff

5Ich leite mit dem Elektronenpaarabstoßungsmodell die Gestalt und Polarität von Molekülen ab.

MerkenMolekülgestalt

Elektronenpaare stoßen einander ab und liegen möglichst weit auseinander.

Die Gestalt folgt aus allen Paaren, auch den freien.

BeispielElektronenpaarabstoßungsmodell, Gestalt und Polarität

Welche Gestalt hat das Molekül SO₂ (am Zentralatom: 2 bindende Bereiche und 1 freies Elektronenpaar)?

Schritt für Schritt

Am Zentralatom liegen 3 Bereiche.
Davon ist einer frei.
Die Atome bilden ein gewinkelt gebautes Molekül.

Am Zentralatom liegen 3 Bereiche.
Davon ist einer frei.
Die Atome bilden ein gewinkelt gebautes Molekül.

Ergebnis:

gewinkelt gebautes Molekül

AchtungFreie Elektronenpaare bei der Molekülgestalt nicht mitgezählt

So nicht

Wasser hat zwei Bindungen, also ist es linear.

So richtig

Am Sauerstoffatom stoßen zwei bindende und zwei freie Paare einander ab. Das Molekül ist gewinkelt.

Bestimme am Zentralatom die Zahl aller Elektronenpaare, bindende und freie. Ordne sie so an, dass sie möglichst weit auseinander liegen.

ÜbenJetzt du

○13
Welche Gestalt hat das Molekül SCl₂ (am Zentralatom: 2 bindende Bereiche und 2 freie Elektronenpaare)?
So fängst du an:
Am Zentralatom liegen 4 Bereiche.
Lösung zeigen
1. Am Zentralatom liegen 4 Bereiche.
2. Davon sind 2 frei.
3. Die Atome bilden ein gewinkelt gebautes Molekül.
Ergebnis:
gewinkelt gebautes Molekül
●14
Welche Gestalt hat das Molekül H₂S (am Zentralatom: 2 bindende Bereiche und 2 freie Elektronenpaare)?
Lösung zeigen
1. Am Zentralatom liegen 4 Bereiche.
2. Davon sind 2 frei.
3. Die Atome bilden ein gewinkelt gebautes Molekül.
Ergebnis:
gewinkelt gebautes Molekül
★15
Tetrachlormethan CCl₄ hat polare C–Cl-Bindungen und ist unpolar. Warum?
Lösung zeigen
1. Vier gleiche Bindungen sind tetraedrisch angeordnet.
2. Die vier Bindungsdipole sind gleich groß.
3. Ihre Summe ist Null.
Ergebnis:
Wegen der symmetrischen Gestalt heben sich die Bindungsdipole auf

6Ich erkläre mit zwischenmolekularen Wechselwirkungen Siedetemperaturen und die Anomalie des Wassers.

MerkenZwischenmolekulare Kräfte

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

Je stärker, desto höher die Siedetemperatur.

BeispielZwischenmolekulare Wechselwirkungen

Was geschieht beim Verdampfen von Wasser mit den Teilchen?

Schritt für Schritt

Wasserdampf kondensiert wieder zu Wasser.
Die Moleküle sind unverändert.
Es lösen sich nur die Wasserstoffbrücken.

Wasserdampf kondensiert wieder zu Wasser.
Die Moleküle sind unverändert.
Es lösen sich nur die Wasserstoffbrücken.

Ergebnis:

Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen werden gelöst

AchtungJedes Wasserstoffatom bildet Wasserstoffbrücken

So nicht

Welche Wechselwirkung zwischen den Molekülen von Iod ist die stärkste → Wasserstoffbrückenbindung

So richtig

Welche Wechselwirkung zwischen den Molekülen von Iod ist die stärkste → Van-der-Waals-Kräfte

Prüfe zwei Bedingungen: H-Atom an N, O oder F und ein freies Elektronenpaar am Nachbarmolekül. Erst dann liegt eine Brücke vor.

ÜbenJetzt du

○16
Welche Wechselwirkung zwischen den Molekülen von Ammoniak ist die stärkste?
So fängst du an:
Ist das Molekül polar?
Lösung zeigen
1. Ist das Molekül polar?
2. Sitzt ein H-Atom an N, O oder F?
3. Also: Wasserstoffbrückenbindung.
Ergebnis:
Wasserstoffbrückenbindung
●17
Welche Wechselwirkung zwischen den Molekülen von Iod ist die stärkste?
Lösung zeigen
1. Ist das Molekül polar?
2. Sitzt ein H-Atom an N, O oder F?
3. Also: Van-der-Waals-Kräfte.
Ergebnis:
Van-der-Waals-Kräfte
★18
Eis schwimmt auf Wasser. Welche Erklärung trägt?
Lösung zeigen
1. Im Eis hat jedes Molekül vier Wasserstoffbrücken.
2. Das Gitter hat Hohlräume.
3. Die Dichte ist kleiner als im flüssigen Wasser.
Ergebnis:
Im Eis bilden Wasserstoffbrücken ein weites Gitter, es ist weniger dicht

7Ich beschreibe Alkane, Alkene und Alkine mit ihren Bindungen.

MerkenKohlenwasserstoffe

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

BeispielAlkane, Alkene und Alkine

Welche Summenformel hat Hexin?

Schritt für Schritt

Hexin ist ein Alkin mit 6 Kohlenstoffatomen.
Wasserstoffatome: 10.
Also C₆H₁₀.

Hexin ist ein Alkin mit 6 Kohlenstoffatomen.
Wasserstoffatome: 10.
Also C₆H₁₀.

Ergebnis:

C₆H₁₀

AchtungSummenformel der Kohlenwasserstoffe falsch abgeleitet

So nicht

Welche Summenformel hat Hexin → C₆H₁₄

So richtig

Welche Summenformel hat Hexin → C₆H₁₀

Zeichne die Strukturformel. Zähle die Bindungen am Kohlenstoff: Es sind immer vier.

ÜbenJetzt du

○19
Welche Summenformel hat Ethen?
So fängst du an:
Ethen ist ein Alken mit 2 Kohlenstoffatomen.
Lösung zeigen
1. Ethen ist ein Alken mit 2 Kohlenstoffatomen.
2. Wasserstoffatome: 4.
3. Also C₂H₄.
Ergebnis:
C₂H₄
●20
Welche Summenformel hat Ethin?
Lösung zeigen
1. Ethin ist ein Alkin mit 2 Kohlenstoffatomen.
2. Wasserstoffatome: 2.
3. Also C₂H₂.
Ergebnis:
C₂H₂
★21
Wie unterscheiden sich n-Butan und Methylpropan?
Lösung zeigen
1. Beide haben die Formel C₄H₁₀.
2. Bei Butan ist die Kette gerade, bei Methylpropan verzweigt.
3. Das sind Isomere mit verschiedenen Eigenschaften.
Ergebnis:
Gleiche Summenformel C₄H₁₀, andere Anordnung der Atome und andere Eigenschaften

8Ich erkläre Bau, Eigenschaften und Verwendung der Modifikationen des Kohlenstoffs.

MerkenKohlenstoffmodifikationen

Diamant ist ein hartes Atomgitter, isolierend.

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

BeispielModifikationen des Kohlenstoffs

Welche Modifikation des Kohlenstoffs passt zu dieser Beschreibung: Der Stoff leitet den Strom und ist so weich, dass er auf Papier abfärbt?

Schritt für Schritt

Alle Modifikationen bestehen aus Kohlenstoff.
Unterschieden werden sie durch den Bau.
Die Beschreibung passt zu Graphit.

Alle Modifikationen bestehen aus Kohlenstoff.
Unterschieden werden sie durch den Bau.
Die Beschreibung passt zu Graphit.

Ergebnis:

Graphit

AchtungUnterschiedliche Modifikationen sollen unterschiedliche Atome haben

So nicht

Diamant und Graphit bestehen aus verschiedenen Atomen.

So richtig

Beide bestehen nur aus Kohlenstoffatomen. Die Anordnung und die Bindungen unterscheiden sich.

Beschreibe, was beim Verbrennen beider Stoffe entsteht. Beschreibe dann die Anordnung der Atome in beiden.

ÜbenJetzt du

○22
Welche Modifikation des Kohlenstoffs passt zu dieser Beschreibung: Jedes Atom hat vier Nachbarn im Tetraeder, und der Stoff ist extrem hart?
So fängst du an:
Alle Modifikationen bestehen aus Kohlenstoff.
Lösung zeigen
1. Alle Modifikationen bestehen aus Kohlenstoff.
2. Unterschieden werden sie durch den Bau.
3. Die Beschreibung passt zu Diamant.
Ergebnis:
Diamant
●23
Welche Modifikation des Kohlenstoffs passt zu dieser Beschreibung: Der Stoff besteht aus aufgerollten Graphenschichten in Röhrenform?
Lösung zeigen
1. Alle Modifikationen bestehen aus Kohlenstoff.
2. Unterschieden werden sie durch den Bau.
3. Die Beschreibung passt zu Nanotube.
Ergebnis:
Nanotube
★24
Wie ist ein C₆₀-Fulleren aufgebaut?
Lösung zeigen
1. C₆₀ ist ein Molekül mit 60 Atomen.
2. Die Atome bilden Fünf- und Sechsringe.
3. Zusammen ergibt das eine Hohlkugel.
Ergebnis:
Als Molekül aus 60 Kohlenstoffatomen in Fünf- und Sechsringen

9Ich bewerte Nanomaterialien aus Kohlenstoff nach Nutzen und Risiko (Leistungskurs).

MerkenNanomaterialien

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.

BeispielNanomaterialien (Leistungskurs)

Ein Würfel mit 1 µm Kantenlänge wird vollständig in Würfel mit 10 nm Kantenlänge zerteilt. Um welchen Faktor wächst die gesamte Oberfläche?

Schritt für Schritt

Faktor der Kantenlängen: 1 µm : 10 nm = 10².
Gesamtoberfläche ∼ Kantenlänge vorher durch Kantenlänge nachher.
Die Oberfläche wächst um 10².

Faktor der Kantenlängen: 1 µm : 10 nm = 10².
Gesamtoberfläche ∼ Kantenlänge vorher durch Kantenlänge nachher.
Die Oberfläche wächst um 10².

Ergebnis:

Um den Faktor 10²

AchtungZerteilen ändert die Oberfläche nicht oder verkleinert sie

So nicht

Zerteilt man einen Würfel, bleibt die Oberfläche gleich, denn die Masse bleibt gleich.

So richtig

Die Gesamtoberfläche wächst um den Faktor Kantenlänge vorher durch Kantenlänge nachher.

Berechne die Oberfläche eines Würfels und die Summe der Oberflächen aller kleinen Würfel. Vergleiche beide Werte.

ÜbenJetzt du

○25
Warum ist ein Nanomaterial nicht automatisch unbedenklich?
So fängst du an:
Sehr kleine Teilchen dringen in Zellen ein.
Lösung zeigen
1. Sehr kleine Teilchen dringen in Zellen ein.
2. Ihre Wirkung ist oft nicht ausreichend erforscht.
3. Darum werden Nutzen und Risiko abgewogen.
Ergebnis:
Seine winzigen Teilchen können in Körper und Umwelt gelangen, Folgen sind oft noch nicht erforscht
●26
Ein Würfel mit 1 mm Kantenlänge wird vollständig in Würfel mit 10 nm Kantenlänge zerteilt. Um welchen Faktor wächst die gesamte Oberfläche?
Lösung zeigen
1. Faktor der Kantenlängen: 1 mm : 10 nm = 10⁵.
2. Gesamtoberfläche ∼ Kantenlänge vorher durch Kantenlänge nachher.
3. Die Oberfläche wächst um 10⁵.
Ergebnis:
Um den Faktor 10⁵
★27
Ein Würfel mit 1 mm Kantenlänge wird vollständig in Würfel mit 1 µm Kantenlänge zerteilt. Wie ändert sich die Gesamtoberfläche?
Lösung zeigen
1. Die Gesamtoberfläche wächst um den Faktor L : l.
2. L : l = 1 mm : 1 µm = 1000.
3. Die Oberfläche wird tausendmal größer.
Ergebnis:
Sie wächst auf das Tausendfache

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

●28
Calciumfluorid ist spröde, hat eine sehr hohe Schmelztemperatur und leitet erst als Lösung oder Schmelze. Welcher Stoffgruppe gehört der Stoff an?
Lösung zeigen
1. Prüfe die Leitfähigkeit in jedem Zustand.
2. Das Verhalten passt zu einer Ionensubstanz.
3. Also: Ionensubstanz mit Ionengitter.
Ergebnis:
Ionensubstanz mit Ionengitter
●29
Bestimme: Wie groß ist ΔEN für die Bindung C–O (EN: C 2,5; O 3,5)?
Lösung zeigen
1. ΔEN = EN(O) − EN(C).
2. ΔEN = 3,5 − 2,5.
3. ΔEN = 1,0
Ergebnis:
1,0
●30
Wie verteilen sich die 11 Elektronen von Natrium (Ordnungszahl 11) auf die Schalen?
Lösung zeigen
1. Erste Schale 2, zweite Schale 8, dritte Schale bis 8.
2. Rest nach innen aufgefüllt: 11 Elektronen verteilt.
3. Verteilung 2, 8, 1.
Ergebnis:
2, 8, 1
●31
Warum ist Wasser eine Verbindung und kein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff?
Lösung zeigen
1. Gemische lassen sich physikalisch trennen.
2. Wasser lässt sich nur mit Strom zerlegen.
3. Also eine Verbindung.
Ergebnis:
Die Elemente sind chemisch gebunden und nur durch eine Reaktion trennbar
●32
Ist das Kohlenstoffdioxidmolekül (O=C=O) ein Dipol? Die C=O-Bindungen sind polar.
Lösung zeigen
1. Die Dipole zeigen von C zu beiden O-Atomen.
2. Sie sind gleich groß und entgegengesetzt.
3. Die Summe ist Null: unpolar.
Ergebnis:
Nein, die Bindungsdipole heben sich wegen der linearen Gestalt auf
●33
Welche Summenformel hat Pentin?
Lösung zeigen
1. Pentin ist ein Alkin mit 5 Kohlenstoffatomen.
2. Wasserstoffatome: 8.
3. Also C₅H₈.
Ergebnis:
C₅H₈

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Stoffgruppen: Metalle leiten schon fest durch bewegliche Elektronen.
Atombau und Ionen: Das Bohrsche Modell ordnet die Elektronen Schalen zu, die 2, 8, 18 Elektronen fassen.
Elektronegativität und Bindung: Die Elektronegativität misst den Zug auf Bindungselektronen.
Wasser: Wasser ist eine Verbindung: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂.
Molekülgestalt: Elektronenpaare stoßen einander ab und liegen möglichst weit auseinander.
Zwischenmolekulare Kräfte: Zwischen Molekülen wirken Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Kräfte und Wasserstoffbrücken.
Kohlenwasserstoffe: Kohlenstoff ist vierbindig. Alkane: Einfach-, Alkene: Doppel-, Alkine: Dreifachbindung.
Kohlenstoffmodifikationen: Diamant ist ein hartes Atomgitter, isolierend.
Nanomaterialien: Nanomaterialien haben Strukturen von 1 bis 100 Nanometern.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

Ich ordne Stoffe nach ihren Eigenschaften den Stoffgruppen Metall, Ionensubstanz und Molekülsubstanz zu.
34
Eisen glänzt, lässt sich verformen und leitet schon als Feststoff den Strom. Welcher Stoffgruppe gehört der Stoff an?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Metall mit Metallbindung
Ich beschreibe den Atombau mit dem Bohrschen Modell und bilde Ionen.
35
Wie verteilen sich die 14 Elektronen von Silicium (Ordnungszahl 14) auf die Schalen?
Lösung zeigen
Ergebnis:
2, 8, 4
Ich bestimme mit der Elektronegativität die Bindungsart.
36
Bestimme: Wie groß ist ΔEN für die Bindung H–O (EN: H 2,2; O 3,5)?
Lösung zeigen
Ergebnis:
1,3
Ich zeige, dass Wasser eine Verbindung ist, durch Bildung und Zerlegung.
37
Bei der Elektrolyse von Wasser entstehen zwei Gase. In welchem Volumenverhältnis stehen sie?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Zweimal so viel Wasserstoff wie Sauerstoff
Ich leite mit dem Elektronenpaarabstoßungsmodell die Gestalt und Polarität von Molekülen ab.
38
Welche Gestalt hat das Molekül H₂Se (am Zentralatom: 2 bindende Bereiche und 2 freie Elektronenpaare)?
Lösung zeigen
Ergebnis:
gewinkelt gebautes Molekül
Ich erkläre mit zwischenmolekularen Wechselwirkungen Siedetemperaturen und die Anomalie des Wassers.
39
Welche Wechselwirkung zwischen den Molekülen von Hexan ist die stärkste?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Van-der-Waals-Kräfte
Ich beschreibe Alkane, Alkene und Alkine mit ihren Bindungen.
40
Bestimme: Wie viele Wasserstoffatome hat ein Alkan mit sechs Kohlenstoffatomen?
Lösung zeigen
Ergebnis:
14 Wasserstoffatome
Ich erkläre Bau, Eigenschaften und Verwendung der Modifikationen des Kohlenstoffs.
41
Welche Modifikation des Kohlenstoffs passt zu dieser Beschreibung: Der Stoff besteht aus Schichten von Sechsringen, die leicht gegeneinander gleiten?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Graphit
Ich bewerte Nanomaterialien aus Kohlenstoff nach Nutzen und Risiko (Leistungskurs).
42
Ein Würfel mit 1 cm Kantenlänge wird vollständig in Würfel mit 10 nm Kantenlänge zerteilt. Um welchen Faktor wächst die gesamte Oberfläche?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Um den Faktor 10⁶

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Wörter

Oberfläche: alle Außenseiten zusammen
Volumen: wie viel hineinpasst

Lösungen

Ionensubstanz mit Ionengitter
Metall mit Metallbindung
Im Metall gleiten Schichten, im Ionengitter stoßen gleichnamige Ionen aufeinander
Es gibt zwei Elektronen ab
2, 8, 6
Es gibt drei Elektronen ab: Al³⁺
Ionenbindung mit Gitter
Ionenbindung mit Gitter
Die Anziehung zwischen Atomrümpfen und frei beweglichen Elektronen
35 mL
Zweimal so viel Wasserstoff wie Sauerstoff
Sauerstoff
gewinkelt gebautes Molekül
gewinkelt gebautes Molekül
Wegen der symmetrischen Gestalt heben sich die Bindungsdipole auf
Wasserstoffbrückenbindung
Van-der-Waals-Kräfte
Im Eis bilden Wasserstoffbrücken ein weites Gitter, es ist weniger dicht
C₂H₄
C₂H₂
Gleiche Summenformel C₄H₁₀, andere Anordnung der Atome und andere Eigenschaften
Diamant
Nanotube
Als Molekül aus 60 Kohlenstoffatomen in Fünf- und Sechsringen
Seine winzigen Teilchen können in Körper und Umwelt gelangen, Folgen sind oft noch nicht erforscht
Um den Faktor 10⁵
Sie wächst auf das Tausendfache
Ionensubstanz mit Ionengitter
1,0
2, 8, 1
Die Elemente sind chemisch gebunden und nur durch eine Reaktion trennbar
Nein, die Bindungsdipole heben sich wegen der linearen Gestalt auf
C₅H₈
Metall mit Metallbindung
2, 8, 4
1,3
Zweimal so viel Wasserstoff wie Sauerstoff
gewinkelt gebautes Molekül
Van-der-Waals-Kräfte
14 Wasserstoffatome
Graphit
Um den Faktor 10⁶