Chemie begreifen, Schulbuch

291 metastabil Stoffe bzw. Stoffteilchen sind metastabil, wenn sie Triebkraft besitzen und aufgrund einer hohen Aktivierungsenergie E A nicht reagieren. Man spricht von gehemmten Reaktionen . (Metastabile Stoffe werden auch als kinetisch stabil bezeichnet. Stabilität aufgrund fehlender Triebkraft wird hingegen als thermodynamische Stabilität bezeichnet.) Mol Ein Mol enthält immer gleich viele Moleküle , Formel- einheiten oder Atome , nämlich 6,022045 . 10 23 (= Avogadrozahl N A ). Um die Masse eines Mols zu berechnen, werden die Atommassen zusammen- genommen und die Einheit u durch Gramm ersetzt. molare Konzentration Die molare Konzentration c gibt an, wie viele Mole eines gelösten Stoffes in einem Liter Flüssigkeit enthalten sind. Der Vorteil gegenüber anderen Konzentrationsangaben (zB g/l oder %) ist, dass leicht errechnet werden kann, wie viele Stoffteilchen in einer bestimmten Flüssigkeitsmenge enthalten sind. (In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Molmenge pro kg Lösemittel anzugeben. In diesem Fall spricht man von molaler Konzentration.) Molekül Moleküle sind Stoffteilchen aus Nichtmetallatomen , die durch Elektronenpaarbindung zusammengehalten werden. Molekülgröße und die Kräfte zwischen den Molekülen legen fest, ob ein molekularer Stoff flüchtig oder zersetzlich ist. Moleküle können sich zu wenig stabilen Gittern (Molekülgittern) zusammenlagern. molekulare Kräfte Molekulare Kräfte beeinflussen Aggregatzustand und Löseverhalten molekularer Stoffe . Große, unsymmetrisch angeordnete Teilladungen bewirken, dass ein Molekül polar ist. (Solche Moleküle bezeichnet man auch als permanente Dipole oder Dipolmoleküle.) Unpolare Moleküle ziehen sich wesentlich schwächer an als polare. Ursache dafür sind Van-der-Waals-Kräfte, die auf kurzfristige Verschiebungen der Elektronenhülle (die Bildung temporärer Dipole) zurückzuführen sind. Nanoworld Nanoworld ist ein bildhafter Ausdruck für das »zentrale Dogma« der Chemie: Jede stoffliche Veränderung kann auf Prozesse zurückgeführt werden, die sich im Nanometerbereich abspielen. Ein Nanometer ist ein milliardstel Meter bzw. 10 –9 m. Neutralisation Bei der Neutralisation wird der von Natur aus gegebene pH-Wert 7 des Wassers wieder hergestellt. 10 –7 Mol H 3 O + - Ionen pro Liter stammen aus der Auto protolyse des Wassers. Der pH-Wert kann gezielt durch Säuren gesenkt oder durch Basen erhöht werden. Neutron Neutronen sind ungeladene Elementarteilchen , fast genauso schwer wie Protonen und bilden mit diesen zusammen den Atomkern. Die Anzahl der Protonen und Neutronen legt die Masse eines Atoms fest und wird daher als Massenzahl bezeichnet. Die Neutronen vermitteln Kernkräfte und sorgen dafür, dass die gegenseitige Abstoßung der positiv geladenen Protonen nicht zum Zerfall des Atomkerns führt. Nichtmetallatom Nichtmetallatome geben Elektronen nicht leicht ab und weisen deshalb einen Elektronenmangel auf: Sie bilden leicht Anionen oder »teilen« sich Elektronenpaare mit anderen Nichtmetallatomen. Die Energie zur Abtrennung eines Elektrons (die Ionisierungsenergie) ist hoch. Oktettregel Die Oktettregel besagt, dass acht Außenelektronen eine besondere Stabilität (bedingt durch ein Energieminimum) aufweisen. Deshalb sind Atome bestrebt, durch chemische Bindungen möglichst acht Außenelektronen zu erreichen. (Bei größeren Atomen kann eine so genannte Oktett- aufweitung stattfinden, sodass in Valenzstrichformeln auch mehr als vier Striche um ein Atomsymbol gezeichnet werden können.) organische Stoffklasse Die Vielzahl der organischen Moleküle erfordert eine zweckmäßige Zuordnung zu Stoffklassen. Dabei dienen die reaktiven Stellen und die Art des C-Gerüstes zur Einteilung. (Man kann fast alle organischen Moleküle als Abkömmlinge bzw. Derivate von einfachen organischen Molekülen auffassen. Ersetzt man Wasserstoffatome durch andere Reste, so nennt man diese Substituenten. Reste, die als reaktive Stelle bei der Benennung und Klassifizierung größere Bedeutung besitzen, werden als funktionelle Gruppen bezeichnet.) organisches Molekül Organische Moleküle enthalten im Gegensatz zu anorganischen Molekülen – ausgenommen CO, CO 2 und H 2 CO 3 – Kohlenstoffatome. Ihre Vielzahl ist durch die Sonderstellung des Kohlenstoffatoms im PSE bedingt. Die Vielgestaltigkeit der Moleküle zeigt sich auch folgendermaßen: a) Es gibt Moleküle, die die gleichen Atome verschieden verknüpft enthalten. b) Weiters führt die Starrheit der Doppelbindung zur E- und Z-Form (veraltet: cis- und trans-Stellung). c) Zu fast allen organischen Molekülen existiert auch die Spiegelbildform. (Man spricht deshalb a) von Strukturisomerie, b) von geometrischer Isomerie , c) von optischer bzw. Spiegelbild- Isomerie.) Oxidationsmittel – Oxidation Ein Oxidationsmittel ist ein Elektron enempfänger. Oxidationsmittel bewirken Oxidationen an anderen Stoffteilchen . Eine Oxidation ist der Vorgang der Elektronenabgabe. Dabei wird die Oxidationszahl vergrößert. (Ein Oxidationsmittel wird auch als Elektronenakzeptor bezeichnet.) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv