Chemische Reaktion und Zeichensprache

Massenerhaltung Auch wenn wir das Gefühl haben, Materie verschwinde, zum Beispiel beim Verbrennen eines Stoffes wie Holz, wird sie dies nie tun. Die Masse der Ausgangsstoffe einer chemischen Reaktion stimmt mit der Masse der Reaktionsprodukte überein. Chemie M. Hügli

Massenerhaltung Beim Verbrennen von Holz geht die Masse des Holzes in die Masse des Wassers und des Kohlenstoffdioxids über. Die Stoffe verbinden sich immer nur in einem bestimmten MAssenverhältnis: Wasserstoff H2 und Sauerstoff O2 im Verhältnis 2:1  H2O Kupfer Cu und Schwefel S 4:1 Chemie M. Hügli

Atomvorstellung nach Dalton Dalton stellte sich die kleinsten Teilchen (Atome) wie folgt vor: Kleine Kugeln Unzerstörbar Alle Atome eines Elements sehen gleich aus Andere Elemente haben andere Atome Chemie M. Hügli

Dalton-Atommodell Chemische Reaktionen: Atome werden nicht zerstört, sondern nur anders gruppiert.  Erhaltung der Masse Chemie M. Hügli

Masse von Atomen Atome haben eine unvorstellbar kleine Masse. Die Masse eines einzelnen Wasserstoffatoms H beträgt: 0,000 000 000 000 000 000 000 001 674g = 1,674 * 10-23 Weil es zu kompliziert wäre mit so kleinen Mengen zu rechnen führte Dalton das u= „unit“ ein. Chemie M. Hügli

Atommasse 1 u = 0,000 000 000 000 000 000 000 001 661 g Diese Masse entspricht dem 12. Teil der Masse des Kohlenstoffatoms C. Chemie M. Hügli

Atommassenbestimmung Als Modell: Kugeln mit verschiedener Masse werden unterschiedlich stark von ihren Bahn durch ein Luftgebläse abgelenkt. Atome werden aufgrund ihrer unterschiedlichen Grösse aufgrund elektrischer Kräfte verschieden stark von der Bahn abgelenkt. Chemie M. Hügli

Edelgase und Moleküle Edelgase kommen immer als einzelne Atome vor, weil sie sich mit keinem anderen Stoff, also auch nicht mit sich selber verbinden. Andere bei RT gasförmige Stoffe kommen als Moleküle (2 Atome) vor. Chemie M. Hügli

Moleküle Moleküle sind Verbindungen von mehreren Atomen. Es sind immer Atome von Nichtmetallen. Es können auch mehrere Atome des gleichen Elements sein. Chemie M. Hügli

Moleküle Das Essigmolekül (C2H4O2) (Bild http://www.mpg.de) Chemie M. Hügli

Symbollehre H2 = Wasserstoff 1 NM Chemie M. Hügli

Symbollehre O2 = Sauerstoff 8 NM Chemie M. Hügli

Symbollehre N2 = Stickstoff 7 NM Hauptbestandteil unserer Atemluft Chemie M. Hügli

Symbollehre C = Kohlenstoff 6 NM Chemie M. Hügli

Symbollehre Cu = Kupfer 29 M Chemie M. Hügli

Symbollehrer Ca = Calcium 20 M (Bild: http://de.wikipedia.org) Chemie M. Hügli

Symbollehre Cr = Chrom 24 M Chemie M. Hügli

Symbollehre Fe = Eisen 26 M Chemie M. Hügli

Symbolehre S = Schwefel 16 NM Chemie M. Hügli

Symbollehre Ag = Silber 47 M Chemie M. Hügli

Symbollehre Au = Gold 79 M Chemie M. Hügli

Symbollehre Al = Aluminium 13 M Chemie M. Hügli

Symbollehre Na = Natrium 11 M Chemie M. Hügli

Symbollehre F2 = Fluor 9 NM Chemie M. Hügli

Molekülschreibweise Man kann bei der Molekülschreibweise immer ablesen, wieviele Atome beteiligt sind. H2O bedeutet: Ein Wassermolekül besteht aus 2 Wasserstoffatomen (H2) und einem Sauerstoffatom (O) 4 H2O bedeutet: 4 Wassermoleküle (4H2O). Es sind also gesamthaft 8 Wasserstoffatome und 4 Sauerstoffatome. Chemie M. Hügli

Atomzahlenverhältnis Das Atomzahlenverhältnis gibt immer an, in welchem Verhältnis die Atome zueinander in einer Verbindung vorkommen. Diese Zahl wird immer tief geschrieben: C2H4O2 Beim Essigmolekül Atomverhältnis: 2 Kohlenstoff : 4 Wasserstoff : 2 Sauerstoff Chemie M. Hügli

Atomzahlenverhältnis Man darf hier nicht wie in der Mathematik die Verhältnisse kürzen! CH2O wäre ein anderer Stoff! (Formaldehyd) Chemie M. Hügli

Verhältnisformel Eine Verhältnisformel gibt also an, wie die Verhältnisse der Atome der einzelnen Verbindungen sind. Chemie M. Hügli

Molekül- vs Ionenbindungen Molekülbindungen bestehen immer aus Verbindungen von Nichtmetallen. Ionenbindungen bestehen immer aus einem Metall und einem Nichtmetall. Bei Ionenbindungen schreibt man das Metall immer zuerst. NaCl = Natriumchlorid (Natrium das Metall, Chlor das Nichtmetall) Chemie M. Hügli

Ionenbindungen Beispiele von Ionenbindungen: Magnesiumoxid MgO Kupfersulfid Cu2S Natriumoxid Na2O Natriumchlorid NaCl Chemie M. Hügli

Wertigkeit Die Wertigkeit gibt an, wie viele Wasserstoffatome H an das jeweilige Atom gebunden werden können. Oder anders gesagt, wie viele Elektronen verschoben werden können. Ein Chloratom kann 1 Wasserstoff an sich binden, es ist also einwertig. HCl (Chlorwasserstoff, als Säure: Salzsäure) Chemie M. Hügli

Wertigkeit Ein Sauerstoffatom O kann 2 Wasserstoffatome an sich binden. Sauerstoff ist also zweiwertig. H2O: Wasser Ein Stickstoffatom N kann 3 Wasserstoffatome an sich binden. Stickstoff ist dreiwertig. NH3 : Ammoniak Chemie M. Hügli

Wertigkeit Werden zwei zweiwertige Atome mit einem anderen Atom verbunden und es geht auf, dann muss es sich bei diesem um ein vierwertiges Atom handeln. Beispiel: O kann 2 H an sich binden, ist also zweiwertig. Werden nun 2 O mit C verbunden, so muss C vierwertig sein. CO2. Chemie M. Hügli

Wertigkeit Vor allem Metalle der Nebengruppen können mehrer Wertigkeiten haben. Kommt in einem Molekülnamen die Silbe „mono“ vor deutet dies auf ein einzelnes Atom hin. Beispiel Kohlenstoffmonoxid CO (ein Sauerstoffatom) Die Silbe „di“ steht für zwei Atome. Beispiel: Kohlenstoffdioxid CO2. Chemie M. Hügli

Massenverhältnisse Versuch mit Silberoxid: Im Silberoxid konstantes Massenverhältnis: Silber Ag / Sauerstoff O = 13,5 13,5g Ag kommen auf 1g O Atommassen im PSE Ag: 108u / O: 16u = 6,75/1 Vom Ag braucht es also zwei. Formel:Ag2O Chemie M. Hügli

Reaktionsgleichung Fe2O3 + Al  Fe + Al2O3 Fe2O3 + 2 Al  2 Fe + Al2O3 Eisen (III)-oxid + Aluminium Eisen +Aluminiumoxid Fe2O3 + Al  Fe + Al2O3 Fe2O3 + 2 Al  2 Fe + Al2O3 Chemie M. Hügli