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NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenDonnerstag, 24. Juli 2014 

Chemische Grundbegriffe


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Inhaltsverzeichnis

Grundlegende Begriffe und Konzepte der Chemie

Stoffe

Die uns umgebende Materie besteht aus Stoffen . Ein Goldring eine Goldkette sowie ein Gold haben verschiedene Gestalt der Begriff des chemischen Stoffes abstrahiert aber von äußeren Form und von der Größe und dass zwischen den drei Gegenständen viele Gemeinsamkeiten die im Stoffbegriff "Gold" zusammengefasst werden. Auch der Größe (dem Volumen und der Masse ) wird abstrahiert: ein Tropfen Wasser und die Füllung eines Trinkwasserspeichers haben so große Anzahl von Eigenschaften gemein (" flüssig " "durchsichtig" und viele mehr) dass man unter dem Stoff "Wasser" zusammenfasst.

Reinstoff und Gemisch

Die aus verschiedenen Stoffen bestehende Materie dabei als Reinstoff auftreten oder im Gegensatz dazu ein Gemisch aus zwei oder mehreren Stoffen bilden lose gemischt ineinander gelöst oder mechanisch verbunden können. Der Granit zum Beispiel ist - wie man Auge oder mit einer Lupe erkennen kann - ein Gemisch und aus Feldspat Quarz und Glimmer in fester mechanischer Verbindung. Zucker und Zimt bilden beim Verrühren ein loses Gemisch z.B. durch Sieben wieder getrennt werden kann. Allgemein lassen Gemenge meist physikalisch z.B. mechanisch oder magnetisch trennen. Lösungen sind homogene Gemische das bedeutet sie sind stofflich einheitlich; Gemische bestehen aus mehreren Phasen .

Element und Verbindung

Reinstoffe werden weiter unterteilt in chemische Elemente und chemische Verbindungen . Verbindungen lassen sich mit chemischen oder Methoden wieder in ihre Ausgangselemente zerlegen. Elemente sich chemisch nicht weiter zerlegen daher spricht von chemischen Elementen. Nur durch Kernspaltung oder Kernverschmelzung lassen sich Elemente umwandeln. Die Kernverschmelzung erfordert sehr hohe Teilchenenergien und damit hohe Temperaturen und Drücke - wie z.B. im Inneren der Sonne herrschen - oder spezielle Beschleuniger . Durch die mit derartigen Prozessen verbundenen Energien unterscheiden sich solche Kernumwandlungen chemischen Reaktionen. Verbindungen enthalten verschiedene Atomsorten Elemente Atome deren Reaktivität alle gleich sind: Elemente nur eine chemisch unterscheidbare Atomsorte. Die Kernladungszahl und damit auch die Ordnungszahl aller Atome eines gegebenen Elements ist Im Falle der Reinelemente sind auch die Kernmassen aller Atome Bei den Mischelementen treten verschiedene Isotope auf die sich chemisch praktisch nicht Eine durch Ordnungszahl ( Protonenzahl ) und Neutronenzahl charakterisierte Atomsorte nennt man Nuklid . Isotope sind Nuklide eines Elements mit gleicher Ordnungszahl (Anzahl an Protonen) aber verschiedener Neutronenzahl.
  
  • Das Periodensystem ist eine geordnete Auflistung aller Elemente; Anordnung erfolgt nach der Kernladungszahl .
  • Eine Chemische Formel gibt an welche Elemente eine Verbindung gleichzeitig gibt sie also an welche Atome Molekül oder eine Einheit der Verbindung enthält. Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle.
  • Als Isomerie bezeichnet man das Auftreten verschiedener Moleküle derselben Summenformel . Ein Spezialfall ist die Stereoisomerie siehe Stereochemie und Chiralität .
  • Die Atome sind in Molekülen oder Salzen chemische Bindungen miteinander verknüpft.
  • Chemische Reaktionen sind mit einem Energieumsatz meist Form von Wärme verknüpft. Die chemische Thermodynamik befasst sich mit solchen Energie- und und dem chemischen Gleichgewicht . Dieses ist erreicht wenn chemische Reaktionen können aber kein Nettoumsatz mehr stattfindet. Das Massenwirkungsgesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen den Konzentrationen (oder genauer: den Aktivitäten ) der Edukte und Produkte die dann vorhanden sind.
  • Die Zerlegung von Verbindungen nennt man Analyse . Im Gegensatz dazu ist die Synthese der Aufbau einer Verbindung. Auch die eines Stoffgemischs nennt man Analyse siehe Analytische Chemie .

Stoffe und Stoffgruppen

Die Stoffe lassen sich nach verschiedenen in Kategorien einteilen.

Stofftrennung und Analyse

Die Trennung von Stoffgemischen und die Reinigung Stoffen erfolgen meist mittels physikalischer Verfahren. Diese sich Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften wie Dichte oder Siedepunkt zunutze und erfolgen ohne Stoffumwandlung. Dennoch sie zu den wichtigsten und häufigsten Aufgaben Chemikers .
    • Adsorption - Chromatographie - Destillation - Extraktion - Filtration - Flotation - Magnetseparation - Sedimentation - Umkristallisieren - Zentrifugation - Zonenschmelzen
    • Chemische Trennverfahren können z.B. auch zur Racematspaltung angewandt werden. Chemische Trennverfahren benutzen oft um einen Stoff aus einer Lösung als abzuscheiden. Eine Folge solcher Fällungsreaktionen ist der

Chemische Reaktionen

  • Eine chemische Reaktion ist eine Stoffumsetzung. Die Reaktionsgeschwindigkeit gibt an wie schnell die Umsetzung sie kann mit einem Katalysator beschleunigt werden.
  • Die Verbrennung ist ein Spezialfall der Oxidation . Der Gegensatz davon ist die Reduktion . Oxidation und Reduktion treten in der Redoxreaktion gemeinsam auf.
  • Säuren und Basen reagieren miteinander in der Säure-Base-Reaktion . Ein Spezialfall ist die Neutralisation ; dazu müssen im einfachsten Fall der und starken Säuren und Basen gleiche Stoffmengen Säure und Base zusammengegeben werden.
  • Die Zerlegung eines Stoffes nennt man auch Analyse . Bei der Synthese wird ein Stoff gezielt hergestellt wobei ein Aufbau des gewünschten Moleküls in mehreren Schritten erfolgt. Die Planung Synthese die von dem Zielmolekül rückwärts zu Stoffen erfolgt nennt man Retrosynthese.




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