Chemie begreifen, Schulbuch

293 Reinstoff Reinstoffe verhalten sich physikalisch einheitlich, weil sie aus einer einzigen Sorte von Stoffteilchen bestehen. Stoffteilchen und Reinstoff werden mit der gleichen Formel bzw. dem gleichen Namen bezeichnet. Säure Eine Säure ist ein Proton enspender. Voraussetzung ist, dass ein Stoffteilchen Wasserstoffatome mit einer großen, positiven Teilladung enthält. Säuren verringern den pH-Wert . Die Säurekonstante K S beschreibt die Stärke einer Säure. (Eine Säure wird auch als Protonendonor oder Protonendonator bezeichnet.) stöchiometrischer Koeffizient Die Zahl vor einer Formel wird als stöchiometrischer Koeffizient bezeichnet. Sie gibt an, wie viele Stoffteilchen oder »Gitterausschnitte« bei einer Reaktion mindestens umgesetzt werden. Zugleich mit dem Minimalumsatz drücken die stöchiometrischen Koeffizienten auch den Mol umsatz einer Reaktion aus. Stoffteilchen – Stoff Ein Stoffteilchen ist die theoretisch kleinste Portion eines Stoffes, die stabil ist und der noch die Eigenschaften dieses Stoffes zugeordnet werden können. Zu den Stoffteilchen zählt man Moleküle, Metall- und Ionengitter . Alle Stoffe bestehen aus einer Vielzahl von Stoffteilchen. Da sehr häufig Ionengitter und Säuren von selbst im Wasser noch weiter zerfallen (dissoziieren), können Ionen ebenfalls als Stoffteilchen aufgefasst werden. Edelgas- atome und Atomgitter lassen sich als Extremfälle zu den Stoffteilchen zählen. Substitutionsreaktion Bei einer Substitutionsreaktion wird ein Atom oder eine Atomgruppe durch ein anderes Atom oder eine andere Atomgruppe verdrängt bzw. ersetzt. Beispiele dafür sind Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen . Die Substitutionsreaktionen werden durch Atome oder Atomgruppen mit Ladungsüberschuss (Nucleophile) oder Ladungsmangel (Elektrophile) eingeleitet. (Manchmal beteiligen sich auch Radikale mit einzelnen Elektronen.) Teilladung Teilladungen sind kleiner als die Ladung des Protons oder Elektrons . Sie können niemals isoliert auftreten, sondern sind die Folge der unsymmetrischen Verteilung der negativ geladenen Elektronenhülle um den positiv geladenen Atomkern. Die Verschiebung der Elektronen- hülle kann durch benachbarte Atome mit großer Elektronegativität verursacht werden. Teilladungen verursachen Kräfte, die anziehend zwischen den Molekülen wirken. (Sind an diesen molekularen Kräften Wasserstoffatome beteiligt, so spricht man von Wasserstoffbrücken.) Triebkraft Die Triebkraft einer Reaktion wird durch die Größe des Zahlenwertes der Gleichgewichtskonstanten K ausge- drückt. Darin enthalten ist das Streben aller Stoffe bzw. Stoffteilchen nach minimaler Energie und maximaler Entropie . (Die physikalisch exakte Beschreibung der Triebkraft erfolgt durch ∆ G – die Differenz an freier Enthalpie zwischen Produkten und Edukten: ∆ G = ∆ H – T . ∆ S ∆ G = – R . T . lnK Gaskonstante R = 8,31 J pro Kelvin und Mol) Übertragungsreaktion Übertragungsreaktionen sind eine andere Ausdrucksweise für Substitutionsreaktionen . Betrachtet man ein Stoff- teilchen im Zentrum, an dem etwas ein- und ausgebaut wird, so spricht man von Substitutionsreaktionen. Hat man hingegen die Bewegung eines Molekül teils (zB Phosphatgruppen oder Wasserstoffkationen) im Blickfeld, so spricht man von Übertragungsreaktionen. unpolar Moleküle bzw. Stoffteilchen werden als unpolar bezeichnet, wenn sie in Wasser nahezu unlöslich sind. Ursache dafür ist die symmetrische Anordnung von Teilladungen oder das Fehlen von Teilladungen. Unpolare Moleküle ziehen sich gegenseitig schwach an, weil sich die Elektronenhüllen durch Zusammenstöße kurzfristig unsymmetrisch verteilen können. Die elektrische Anziehung zwischen den vorübergehend entstehenden ganz kleinen Teilladungen bezeichnet man als Van-der- Waals-Kräfte. (Man spricht auch von temporären Dipolen. Die Bezeichnung unpolar kann auch durch hydrophob oder lipophil ersetzt werden.) Valenzstrichformel Die Valenzstrichformel gibt an, wie die Atome eines Moleküls miteinander verknüpft sind und wie sich die Elektronen um die Atome verteilen. Bei jedem Atom- symbol sind fast immer gemäß der Oktettregel vier Striche eingezeichnet, die bindende oder nicht bindende (freie) Elektronenpaare darstellen. In Ausnahmefällen treten auch einzelne Elektronen auf, die als Punkt gezeichnet werden. (Solche Stoffteilchen bezeichnet man als Radikale.) Verbindung Eine Verbindung ist ein durch Energie zerlegbarer Reinstoff . In den Stoffteilchen sind verschiedene Atom - sorten enthalten. Deshalb ist es möglich, durch Energie- einwirkung mehrere, völlig neue Reinstoffe zu erhalten: Die Stoffteilchen werden zerstört, und die Atome können sich neu kombinieren. Wertigkeit Dieser unscharfe Begriff wird besser ersetzt durch: 1. die Ionenladung (Ionenwertigkeit) 2. die Oxidationszahl (Oxidationsstufe) 3. die Zahl der bindenden Elektronenpaare (Bindigkeit) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv