Chemie begreifen, Schulbuch

Wie halten die Stoffteilchen zusammen? Welche Stoffteilchen gibt es noch? G Moleküle H Molekulare Kräfte E Gitter F Bindungen Welche Arten von Stoffteilchen gibt es? Was ist für die Chemie grundlegend? Wie entsteht naturwissenschaftliches Wissen? A Naturwissen- schaft Was ist das Besondere an den Molekülen? und vielfältige Strukturen sind die Folge von Bindungswinkeln und Teilladungen. Diese sind auf die unterschiedlichen Elektronegati- vitäten zurückzuführen. Die Bindungswinkel entstehen durch die maximale Abstoßung zwischen Bindungen und freien Elektronen- paaren. existieren in unbegrenzter Zahl, vor allem solche mit C-Atomen in der Biosphäre. Atmosphäre und Hydrosphäre bestehen aus sehr kleinen Molekülen. Kristallgroße Mole- küle - die Atomgitter - bilden zusammen mit Ionengittern die Lithosphäre. bzw. das Streben der Atome nach einem Elektronenoktett verknüpfen die Atome. Bei jeder Bindung wirken die negativ geladenen, sich überlagernden Elektronen als "Kitt" zwischen den positiv geladenen Atomkernen. sind die größten und einfachsten Stoffteilchen. Wie sich Reinstoffe gegenüber der Hitzeeinwirkung und dem elektrischen Strom verhalten, ist auf die verschiedenen Stoffteilchen zurückzuführen. erfolgt aus Stoffen. Stoffe bestehen aus Stoffteilchen, Stoffteilchen aus Atomen und Atome aus Elementarteilchen. gelangt durch Falsifikation von Abstraktionen zu bewährtem Wissen. B–D Der Aufbau der Materie 92 Ausblick und Rückschau D–G ie halten die Atome eines Stoffteilchens zusammen? Welche Stoffteilchen gibt es abgesehen von den Gittern? F le le G D i t E Welche Arten von Stoffteilchen gibt es? vo Bindungswi keln und Teilladungen. Teilladung n sind auf ie unterschiedlichen Elektronegativitäten zurückzuführen. Die Bindungswink l entstehen durch die maximale Abstoßung zwisch Bindung und freien Elektronenpaaren. aus sehr kleinen Mo külen. Kristallgroße Molekül – die A omgitter – bilden zusa - men m Io engittern die Lithosphäre. bzw. das Streben der Atome nach einem Elektronenoktett verknüpfen die Atome. Bei jeder Bindung wirken die negativ geladenen, sich überlagernden Elektronen als »Kitt« zwischen den positiv geladenen Atomkernen. Stoff- teilch n. Wie sich Reinstoffe gegenüb r der Hitzeeinwirkung d dem lektrischen Strom ve halten, ist auf den nterschiedlich Aufbau der Stoffteilchen zurückzuführen. Abstraktion n zu bewährtem Wissen. A C terie Praktisch alle dem Menschen zugängliche Materie besteht aus Stoffteilchen. Die in der Alltagswelt beobachtbaren Stoffeigenschaften, zB Leitfähigkeit, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Härte, Löslichkeit usw., resultieren aus den Nanostrukturen ihrer Stoffteilchen. Deren Größe kann von zwei Atomen in den kleinsten Molekülen bis zu Abertausenden im Ionen-, Metall- oder Atomgitter reichen. Der Zusammenhalt der Stoffteilchen erfolgt durch die chemische Bindung. Diese existiert in drei verschiedenen Ausformungen, je nachdem, auf welche Weise die Atome im Stoffteilchen eine stabile Elektronenhülle erreichen: Der Überschuss an Elektronen wird durch die Metallbindung bewältigt und der Mangel durch die Elektronenpaarbindung. Die Ionenbindung ist das Ergebnis der Elektronenübertragung von Metall- zu Nichtmetallatomen. Die größte Vielfalt an Stoffteilchen ist bei den organischen Molekülen anzutreffen. Ihre Oberflächen weisen verschiedenste Formen auf und sind mit individuellen Mustern von Teilladungen versehen. Deshalb sind sie besonders geeignet, sich in charakteristischer Weise aneinander anzulagern und größere Einheiten zu bilden. Diese Eigenschaft der organischen Moleküle ist die Voraussetzung für die Entstehung und Aufrechterhaltung des Lebens. Die Beschäftigung mit den Stoffteilchen der Nanoworld zeigt, dass in der Naturwissenschaft zwei völlig verschiedene Erklärungsansätze verwendet werden: 1. Das übergeordnete System zwingt seine Regeln den Teilsystemen auf. Die Oktettregel zB »verursacht« die verschiedenen Bindungsarten, oder elektrische Felder »verursachen« die Drehung von polaren Molekülen. 2. Das untergeordnete System bewirkt mit seinen Eigenschaften das Verhalten des Gesamtsystems. Die großen Teilladungen und der Bindungswinkel im Wasser-Molekül »verursachen« zB den hohen Siedepunkt des Wassers, oder die stabile Elektronenhülle der Edelgasatome »verursacht« die Reaktionsträgheit der Edelgase. Diese Denkweise geht auf Aristoteles zurück. Er wusste bereits, dass Wirk- und Materialursachen die höhere Ebene steuern und umgekehrt die höhere Ebene durch Form- und Zweckursachen auf die tiefere einwirkt. Der erste Abschnitt des Buches beschreibt vor allem bewährte Theorien und Modelle für die Materie, die sich nicht verändert. Die nächsten Kapitel befassen sich mit Naturgesetzen, die die chemischen Reaktionen lenken. Abschließend wird ein Blick auf den bisher zurückgelegten Weg geworfen: t r- wissenschaft Nur zu Prüfzwecken – Eigentum z des Verlags öbv