Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 61 Die chemischen Bindungen 4 Zusammenfassung Molekülsubstanzen sind Isolatoren . Je größer und je polarer das Molekül, desto höher sind Schmelz- und Siedepunkt der betreffenden Substanz. Polare Stoffe mischen sich mit polaren Stoffen, unpolare mit unpolaren (Gesetz der Ähnlichkeit ). Kohlenwasserstoffe sind unpolar. Je mehr -OH , -SH , -NH oder =O Gruppen in einem Molekül vorkommen, desto pola- rer wird das Molekül. 4.5.4 Wir halten zusammen (Anziehungs-)kräfte zwischen Molekülen In diesem Kapitel geht es um die Anziehungskräfte zwi- schen einzelnen Molekülen. Diese Kräfte sind einzeln ge- sehen sehr schwach, können aber durchaus Auswirkungen auf makroskopischer Ebene haben. In wärmerem Wasser löst sich auch weniger CO 2 . Das könnte ein globales Problem werden. Denn bis jetzt ha- ben die Ozeane der Erde einen großen Teil des produzierten Kohlendioxids aufgenommen und somit den Klimawandel verlangsamt. Durch die steigenden Temperaturen wird diese Aufnahmefähigkeit für CO 2 immer geringer werden, was den Klimawandel noch beschleunigen wird. Durch die ent- stehende Kohlensäure versauern die Meere allerdings, was die Zersetzung der Kalkschalen verschiedener Meerestiere zur Folge hat. Z polare Atombindung Mischt sich CCl 4 besser mit Hexan (C 6 H 14 ) oder mit Wasser H 2 O? Begründe. L Erkläre, warum man Fettflecken nicht mit Wasser allein entfernen kann! L Ouzo ist ein beliebtes Getränk in Griechenland. Er wird hergestellt, indem man Ethanol (Trinkalkohol) mit Anis ansetzt. Dabei lösen sich ätherische Öle, vor allem die chemische Verbindung Anethol, im Alkohol. Reiner Ouzo ist eine klare Flüssigkeit, die man vor dem Genuss oft mit Wasser verdünnt. Dabei wird die Flüssigkeit plötzlich trüb. Erkläre mit Hilfe der Strukturformel von Anethol, warum eine Trübung eintritt. L 4.5.3 F51 A2 F52 A1 F53 B2 Abb. 4.35: Strukturformel von Anethol (rechts in Kurzschreibweise) Zwischen einzelnen Molekülen herrschen Anziehungskräfte, sogenannte zwischenmolekulare Kräfte. Man bezeichnet sie auch als „schwache Bindungen“ oder „Nebenvalenzen“. 1) Van der Waals-Kräfte: Zwischen allen Molekülen wirken Anziehungskräfte, wenn auch nur sehr schwache. Nach ihrem Entdecker nennt man sie van der Waals-Kräfte. Dipol-Moleküle ziehen mit ihrem negativ polarisierten Ende das positiv polarisierte Ende des Nachbarmoleküls an. (Dipol-Dipol-Kräfte) d + d – d + d – H – Br ……. H – Br Abb. 4.36: Dipol-Anziehung zwischen HBr-Molekülen Aber auch zwischen gänzlich unpolaren Molekülen gibt es Anziehungskräfte. Diese Moleküle können nämlich tem- poräre (zeitlich begrenzte) Dipole ausbilden und dann Nachbarmoleküle anziehen. Diese Kräfte zwischen unpolaren Molekülen sind schwächer als die Dipol-Dipol-Kräfte. Wenn sie aber in großen Mengen auftreten, dann können diese Kräfte sehr wohl Auswirkun- gen haben, die im makroskopischen Bereich sichtbar sind. Info: Dipole sind ansteckend Info: Auswirkungen der van-der-Waals-Kräfte Grundsätzlich gilt: –– Die van-der-Waals-Kräfte sind umso stärker, je größer die Moleküle sind, einfach weil die Angriffsfläche für diese Kräfte größer ist. Große Moleküle halten also besser zu- sammen als kleine. Dadurch steigen Schmelz- und Siede- punkte der betreffenden Stoffe. Beispiel: Butan C 4 H 10 ist bei Normaldruck und 25 °C gas- förmig, Dekan C 10 H 22 ist flüssig. Wir erinnern uns: Um eine Substanz gasförmig zu machen, muss man die einzelnen Moleküle voneinander trennen. Je besser diese zusammen- halten, umso mehr Energie braucht man dazu, sprich umso höher wird der Siedepunkt. Spinnen, Fliegen und auch Geckos gehen mühelos senkrechte Wände hoch. Wie schaffen sie es, sich so festzuhalten dass sie nicht herunterfallen? Stoffe, die aus sehr kleinen Molekülen bestehen, haben grundsätzlich niedrige Siedepunkte, dh. sie sind meistens bei Normalbedingungen gasförmig: O 2 , N 2 , CO 2 , H 2 S usw. Nur Wasser scheint eine Ausnahme zu sein, es ist bei Normalbedingungen flüssig – warum? F54 F55 Abb. 4.37: Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv