Chemie (Fach) / 1.4. Grundlagen - Chemische Bindungen (Lektion)

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Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Elektronennegativität, Ionenbindung, Atombindung, Metallbindung, Polare Bindung, ...

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  • Atombindung: Wie schaut Ethin aus? H-C≡C-H Die Bindung zw. H und C ist eine Sigma-Bindungen (sp-Hybridorbitale) und die zw. den Cs ist die zweite Sigma-Bindung. Die zwei anderen Bindungen zw. den Cs sind 2 Pi-Bindungen.Entsteht durch sp-Hybridisierung
  • Atombindung: Wie schaut Ethen aus? An jedem der beiden Cs sind 2 Hs gebunden, mit jeweils einer Sigma-Bindung. Die 3. den Czur Verfügung stehenden Sigma-Bindungen, bindet die Cs aneinander. Die Cs sind ebenfalls mit einer Pi-Bindung verbunden. Zw. den beiden Cs gibt es also eine Doppelbindung. Entsteht durch sp2-Hybridisierung
  • Hybridisierung: Was sind die Charakteristika eines sp2-Hybridorbitals? Ähnelt es eher einem s oder einem p-Orbital? Wie ist seine Geometrie? hohen p-Charakter Rotationsachse (alle drei sp2 Orbitale zam) liegt in einer Ebene und schließt einen Winkel von 120° ein
  • Hybridisierung: Was sind die Charakteristika eines sp3-Hybridorbitals? Ähnelt es eher einem s oder einem p-Orbital? Wie ist seine Geometrie? es hat einen geringeren s-Charakter als das sp-Orbital, aber einen höhren als das sp2es hat einen geringeren p-Charakter als das sp2-Orbital, aber einen höhren als das spes liegt also bei s- und p-Charakter im Mittelfeld zw. jedem der 4 sp3-Orbitale ist ein Winkel von 109°
  • Welche Verbindungen sind Beispiele für Einfachbindungen (bzw. sp3-Hybridorbitale?) Al....? Alkane
  • Hybridsieriung: Wie schaut Ethan aus? Eine Verbindung mit zwei C und 6 HEine sp3-Hybridisierung, also 4 Sigma-Bindungen pro Kohlenstoff.Zw. den Kohlenstoffen eine Sigma-Bindung (Einfahbindung)Jeder der 2 Cs bindet mit den restlichen 3 Sigma-Bindungen noch 3 Hs an sich
  • Hybridisierung: wie schaut Ethan aus? Besteht aus 2 C und 6 H. Entsteht durch sp3-Hybridorbitale, daher 4 Sigma Bindungen pro C.Eine Einfachbindung (Sigma) verbindet die 2 Cs.An jedes der Cs sind noch 3 Hs gebunden, durch die restlichen 3 Sigma-Bindungen
  • Hybridisierung: Wie schaut Methan aus? Ein C mit 4 H. 4 sp3 Hybridorbitale. Eine tetraedrische Form, mit 109° zw. den Orbitalen.
  • Atombindung: Wann liegt eine kovalente Mehrfachbindung vor? Wenn 2 Elemente durch mehr als 1 Elektronenpaar miteinander verbunden sind
  • Was sind die Dipol-Dipol Kräfte, London Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen im Allgemeinen? Eine Gruppe von Bindungstypen, die alle bei weiten nicht so stark sind wie die Ionen-, Atom-, und Metallbindung.
  • Atombindung: Wie heißen die London Kräfte noch? Van-der-Waals Kräfte
  • Welche Auswirkung auf Eigenschaften eines Stoffes haben die Dipol-Dipol Kräfte? Erhöhen den Siedepunkt von polaren Molekülen (wo Dipol-Dipol Kräfte wirken)
  • Atombindung: Wo wirken London-Kräfte? Bei allen Molekülen (bei polaren und unpolaren)
  • Atombindung: Wo wirken Dipol-Dipol Kräfte? Polar oder unpolar? Bei polaren Molekülen
  • Atombindung: Was ist eine olarisierte Bindung? Zw. welchen Atomen tritt sie auf? Polarisierungen treten bei allen kovalenten Bindungen zw. unterschiedlichen Atomen auf (unterschiedlich im Sinn von nicht gleichartig). Ausschlaggebend für den Grad der Polarisierung ist die Elektronegativitätsdiffernz der beiden Atome. Das bindende e-Paar vom elektronegativeren Atom stärker angezogen, umso stärker je höher die Differnz ist. Das e-Paar wird also mehr oder minder stark ungleichmäßsig verteilt. Das führt zu Teilladungen, da im Schnitt mehr oder weniger neg. Ladung für ihren Kern zur Verfügung steht. Der elektronegativere Partner erhält eine neg. Teilladung (δ-), der andere eine pos. (δ+).
  • Atombindung: Bindungen zw. welchen Atomen sind unpolarisierte Bindungen? Wirklich unpolarisierte Bindungen gibt es nur zw. gleichartigen Atomen. (z.B. H2)
  • Atombindung: Wann haben die bei einer polarisierten Atombindung auftretenden Teilladungen Einfluss auf die Eigenschaften eines Stoffs? Der Aufbau des Molekül spielt eine Rolle: fallen die Schwerpunkte der neg. und pos. Teilladung zusammen, hebt sich ihre Wirkung auf-> unpolarWenn nicht, hebt sich ihre Wirkung nicht auf -> polares Molekül
  • unpolares Molekül = ? Molekül, dass entweder aus gleichartigen Atomen besteht, wo also die EN-Differenz = 0 ist und daher eine unpolarisierte Bindung existiert. Oder eine polarisierte Bindung zw. zwei verschiedenartigen Atomen, bei der die Schwerpunkte der neg. und pos. Teilladung zusammen fallen. Ihre Wirkung hebt sich auf und macht das Molekül unpolar.
  • Atombindung: polares Molekül=? Eine Bindung zw. verschiedenartigen Atomen,- die EN-Differnz ist also ungleich null und eine polarisierte Bindung entsteht. Sofern die Schwerpunkte der neg. und pos. Teilladung nicht zusammen fallen (dadurch würde sich ihre Wirkung aufheben), ist von einem polaren Molekül die Sprache
  • Atombindung: Dipol = ? polares Molekül
  • Atombindung: Dipol-Dipol-Kräfte ? Wirken zw. polaren Molekülen. Zw. ihnen wirkt elektrostatische Anziehungskraft (+ -) (+ - ) (+ -) (+ -)(- +) (- + ) (- +) (- +)(+ -) (+ - ) (+ -) (+ -)(- +) (- + ) (- +) (- +)
  • Atombindung: Wasserstoffbrückenbindung? Wie stark? Warum? Wovon hängt die Stärke der Wasserstoffbrückenbindung ab? Besondere Art der Dipol-Dipol-Kraft. Wechselwirkung zw. pos. polarisierten H-Atoms und einem nicht-bindenden Elektronenpaar eines neg. polarisierten Atoms. Stärker als normale Dipol-Dipol-Kraft, weil dem H-Atom sein einziges e-  teilweise abgezogen wird, besitzt es einen fast ungeschützten Kern -> stark positiv. Je größwe die EN-Differenz ist, desto stärker wird dem H sein e- entzogen, und desto stärker ist die Bindung
  • Atombindung: Auf welche Eigenschaften von Wasser hat die Wasserstoffbrücken Einfluss? Bei welchen anderen Molekülen spielt sie eine Rolle? (Mensch) Auf seinen hohen Siedepunkt und seine gute Lösungseigenschaften. Bei der DNA
  • Atombindung: Was passiert bei den London-Kräften? Wirken sie auf Atome oder auf Moleküle? Auf welche Art von Molekülen/Atomen? Elektronen sind bewegte neg. Ladungen. In dem kurzen Moment wo ein e- eines anderen Moleküls vorbeifliegt denkt sich der Kern (als pos. Ladung) "da will ich hin". Die Moleküle richten sich also gegenseitig nach einander aus (fluktierende, momentante Dipole) und zwar so, dass ihre e- möglichst weit voneinander entfernt fliegen und trotzdem immer ein e- als Abschrimung ihrer Kerne fungiert. Sie treten zw. polaren und unpolaren Molekülen auf. Also nicht zw. den Atomen die Moleküle bilden, sondern eine "Metaebene" drüber, also zw. den Molekülen (bzw. Atomen bei Edelgasen) Haben mehr Bedeutung für unpolare Moleküle, weil sie die einzige Kraft ist die zw. ihnen wirkt.
  • Atombindung: Wovon hängen die London-Kräfe ab? von der Zahl der e- und von der Molekülgröße. Die Stärke der Kräfte steigt mit der Molekülmasse.
  • Atombindung: Was ist die koordinative Bindung? Beispiel? Ist ein Sonderfall der Atombindung. Zur Ausbildung von doppelt besetzten MOs kann es auch zur Überlappung von einem zweifachbesetzen AO und einem "leeren" AO kommen. Beide Elektronen stammen also von einem Parnter Z.B.: H+ + NH3 -> NH4+pos. geladenes H-Ion tritt in Wechselwirkung mit einem nicht-bindenden N-Elektronenpaar (aus dem 2s-Orbital des N) Die positive LAdung wird mitgenommen, weil ja kein Elektron dazukommt
  • Metallbindung: Was passiert? Wer kann sie eingehen? Die Atome sind in einer dreidimensionalen Struktur verbunden Metallatome haben kleine EN-Werte und geben daher leicht e- ab Frei bewegliche Valenzelektronen halten als "Elektronengas" die positiv geladenen Atomrümpfe zusammen.
  • Metallbindung: Wie werden Metalle angeschrieben, wenn sie sich in einer Metallbindung befinden? Nur mit dem Elementzeichen: z.B.: Fe, Mg, Na, Al, ... also Fe: Eisenatom hat sich mit anderen Eisenatomen verbunden
  • Metallbindung: welche Art von Elementen können eine Metallbindung eingehen? Metalle. Eine Metallbindung ist also immer eine Bindung zw. einem Metall und einem zweiten Metall.
  • Metallbindung: Welcher Umstand ist für die gute elektrische Leitfähigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit verantwortlich? Dass die Valenzelektronen sich frei bewegen können
  • Metallbindung: Haben Metalle eine hohe oder eine niedrige Packungsdichte? Sehr hoch. Selbst wenn ganz dünn ausgewälzt ist es immer noch blickdicht
  • Metallbindung: Können sich die Atomschichten in der Metallbindung gegeneinander verschieben? Warum (nicht)? Ja. Weil sie eine sehr hohe Kristallsymmetrie aufweisen, daher gibt es gewisse Gleitebenen. Deswegen sind Metalle beigsam
  • Metallbindung: In welchen Aggreatgatzustand liegen Metalle bei Raumtemperatur vor? Fest. Mit Außnahme von Hg Quecksilber ist flüssig.
  • Metallbindung: Steigt oder sinkt die elektrische Leitfähigkeit von Metallen, wenn sie erhitzt werden? Warum? Sie sinkt, weil die Atomrümpfe stärker schwingen und die e- deswegen öfter gegen sie stoßen
  • Metallbindung: Supraleitung? Metalle werden abgekühlt, damit die Atomrümpfe sich möglichst wenig bewegen und die e- weniger oft gegen sie stoßen und so besser Strom geleitet werden kann
  • Metallbindung: Was passiert beim Schmelzpunkt von einem Metall? Das Metallgitter wird zerstört
  • Metallbindung: warum haben Metalle eine gute Wärmeleitfähigkeit? Durch die Zusammenstöße der Atomrümpfe mit den E- wird die Wärmeenergie übertragen
  • Metallbindung: Warum haben Metalle ein hohes Absorbitions- und Reflektionsvermögen? Weil sie so schön glatte (Kristall-)oberfächen haben
  • Metallbindung: Welche physikalischen Eigenschaften haben Metalle? hohe elektrische Leitfähigkeit hohe Wärmeleitfähigkeit gut verformbar bei sehr tiefen Temperaturen sind sie Supraleiter hohes Absorptions- und Reflektionsvermögen für Licht (Metallglanz)
  • Komplexe: Was charakterisiert einen Komplex? In einer Komplexverbindung sind Liganden an ein Zentralatom oder Zentralion koordiniert.
  • Komplexe: Was kann über das Zentralatom/ion gesagt werden? Zentralatom oder –ion wirkt als Lewis-­Säure (ist elektronenanziehend) stammt häufig von Nebengruppenelementen i.d.R. Metallion oder Metallatom
  • Komplexe: Was kann über die Liganden gesagt werden? Was sind Charakteristika? Ligand muss über wenigstens ein e-­Paar verfügen, denn er wirkt als Lewis­‐Base (also als E-Paar-Donator) Entweder Anion (z.B. CN-­‐...) oder Molekül (z.B. NH3, H2O...)
  • Komplexe: Wenn das Lösungsmittel Wasser ist, wie heißt dann der Komplex? Wenn das Lösungsmittel nicht Wasser ist, wie heißt dann der Komplex? hydradisierte Ionen, Aquakomplexsolvatisierte Ionen, Solvatation
  • Komplexe: Bsp. für einen Aquakomplex? Kupfersulfat CuSO4 Ein Metallion (Cu2+) ist umgeben von 4 Wassermolekülen - das Sulfation (SO4)2- von einem.
  • Komplex: Wodurch ergibt sich die Ionenladung eines Komplexes? Als Summe der Ladungen des Zentralatoms/ions und der Liganden
  • Komplexe: Kupfertetraquokomplex? Kupfertetraminkomplex? [Cu(H2O)4]2+ ... Kupfertetraquokomplex [Cu(NH3)4]2+ .... Kupfertetraminkomplex
  • Komplexe: Sind hydratisierte Kationen Komplexverbindungen? Ja. Man müsste korrekter Weise auch bei H3O+ von einer Komplexverbindung reden.
  • Komplexe: Ist die Zahl der Liganden in Aquakomplexen immer bekannt? Nein. Die häufigiste Koordiationszahl ist 6 und 4.
  • Komplexe: Wie erfolgt die Bildung von anderen/neuen Komplexen in wässriger Lösung? Durch den Austausch von Liganden. Komplexverbindungen sind unterschiedlich stark.
  • Komplexe: Häufig nicht angegeben wird..? Das koordinierte H2O