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Chemie für Ernährungswissenschaftler (Fach) / Atome, Moleküle, and Ionen (Lektion)

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• Atomzusammensetzung -Protonen-Elektronen-Neutronen
• • Protonen – positive elektrische Ladung– Masse = 1.672623 x 10-24 g– relative Masse = 1.007 Atommasseneinheiten (u)
• Elektronen – negative elektrische Ladung– relative Masse = 0.0005 u
• Neutronen – keine elektrische Ladung– Masse = 1.009 u
• Atomzusammensetzung Das Atom ist größtenteils leerer Raum • Protonen und Neutronen im Kern.• Die Anzahl an Elektronen und Protonen sind gleich.• Elektronen im Raum um den Kern.• Ein Atom ist äußerst klein. In einem Teelöffel Wasser sind 3 mal so viel Atome wie Teelöffel Wasser im Atlantische Ozean sind.
• Ordnungszahl, Z Alle Atome des selben Elements haben dieselbe Zahlvon Protonen im Kern, Z
• Atomgewicht/ relative Atommasse = die Masse eines Atoms eines Elements relativ zu einem Atom eines anderen Elements.• z. B. ein O Atom ist ungefähr 16 mal schwerer als ein H Atom.• Ein Element wurde als der Standard, gegen den alle anderen gemessen werden, festgelegt.• Standard = Kohlenstoff (carbon)
• Massenzahl, A • C Atom mit 6 Protonen und 6 Neutronen ist der Massenstandard• = 12 Atommasseneinheiten (u)• Massenzahl (A) = Protonen Zahl + Neutronen Zahl• Ein Bor Atom: A = 5 p + 5 n = 10 u
• Isotope • Atome des selben Elements (selbe Z)aber verschiedener Massenzahl (A). • Bor-10 hat 5 p und 5 n: 105B• Bor-11 hat 5 p und 6 n: 115B
• Wasserstoffisotope 11H       1 Proton and 0 Neutronen            Protium21H       1 Proton and 1 Neutron               Deuterium, Schwerer Wasserstoff31H       1 Proton and 2 Neutronen            Tritium → Radioaktiv
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• Isotope & ihre Verwendung Herz PET scan mit radioaktivem Technetium-99. (Strahlt Gamma Strahlen aus)
• relative ATOMMASSE/ ATOMGEWICHT • Weil Isotope existieren, hat die Masse einer Auswahl von Atomen einen durchschnittlichenWert.• Durchschnittliche Masse = relative ATOMMASSE/ ATOMGEWICHT• Bor ist 19.9% 10B und 80.1% 11B. Das bedeutet auf der Erde gibt es 80.1 Prozent 11B.• Atomgewicht von Bor = 0.199 (10.0 u) + 0.801 (11.0 u) = 10.8 u
• Periodensystem • Dmitri Mendeleev (1834-1907) entwickelte das moderne Periodensystem. Er behauptete, dass ElementEigenschaften periodischeFunktionen ihrer Atomgewichte sind.• Wir wissen jetzt, dass Element-Eigenschaften periodische Funktionen ihrerATOMZAHLEN sind.
• Bereiche im Periodensystem Hauptgruppenmetalle Übergangselemente/ Übergangsmetalle Halbmetalle/Metalloide Nichtmetalle
• Wasserstoff Die Haupttriebwerke in der Raumfahrt verwenden H2 und O2
• Gruppe 1A: AlkalimetalleLi, Na, K, Rb, Cs
• Gruppe 2A: ErdalkalimetalleBe, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
• Gruppe 3A: ErdmetalleB, Al, Ga, In, Tl Al widersteht Korrosion Gallium ist eines der wenigen Metallen, die bei Raumtemperatur flüssig sein können.
• Edelsteine & Minerale • Saphir: Al2O3 mit Fe3+ or Ti3+ Verunreinigung macht die blaue Farbe              wohingegen V3+ violet macht.• Rubin: Al2O3 mit Cr3+ Verunreinigung
• Gruppe 4A: C, Si, Ge, Sn, Pb Quarz, SiO2
• Gruppe 5A: N, P, As, Sb, Bi
• Phosphor • Phosphor wurde durch Brandt erstmals 1669 von Urin isoliert
• Gruppe 6A: ChalkogeneO, S, Se, Te, Po Elementare S hat eine Ring Struktur.
• Gruppe 7A: HalogeneF, Cl, Br, I, At
• Gruppe 8A: EdelgaseHe, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
• Transition Elements, Übergangselemente 3-12 Nebengruppe
• Lanthanoide und Actinoide außerhalb des PS
• Farben von Transition Metall Stoffen Eisen      orangeKobalt       rotNickel        grünKupfer      blauZink       durchsichtig
• • Verbindungen sind Zusammensetzungen von 2 oder mehr Elementen mit bestimmten Massenanteilen. • Bei der Bildung einer Verbindung gehen die Eigenschaften jedes Elements verloren.
• MOLEKÜLE • MOLEKÜLE sind die kleinsten Teile eines Reinstoffs, die noch dieselben Eigenschaftenbesitzen.
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• ZWEIATOMIGE MOLEKÜLE H2, N2, O2 (aber auch O3), F2, Cl2, Br2, I2
• ELEMENTE DIE ALS POLYATOMARE MOLEKÜLE EXISTIEREN Weißes P4 und polymerischer roter Phosphor S8 Schwefelmoleküle
• • ION • ION ist ein elektrisch geladenes Teilchen, das aus einem oder mehreren Atomen besteht.• Nach Abgabe eines Elektrons entsteht ein KATION dieses ist positiv geladen.• Nach Aufnahme eines Elektrons entsteht ein ANION dieses ist negativ geladen.
• KATION •Nach Abgabe eines Elektrons entsteht ein KATION dieses ist positiv geladen. •Atom gibt ein oder mehrere Elektronen ab. 
• Anion • Nach Aufnahme eines Elektrons entsteht ein ANION dieses ist negativ geladen. • Atom nimmt ein oder mehrere Elektronen auf.
• VORAUSSAGEN VON IONEN LADUNGEN • Metalle (Mg) Abgabe von Elektronen -> Kationen• Nicht-metalle (F) Aufnahme von Elektronen-> Anionen
• Aufnahme oder Abgabe von Elektronen Bei der Aufnahme oder Abgabe von Elektronenhat ein Atom dieselbe Zahl von Elektronen wiedas nächste Atom der Gruppe 8A.
• METALLE M -> n e- + Mn+n = periodische GruppeÜbergangmetalle-> M2+ oder M3+ sind häufig
• NICHTMETALLE Nichtmetall + n e- -> Xn- n = 8 - Gruppen Nr.Name → Stamm + id
• Salpetersäure HNO3
• Nitrat-Ion NO3-
• Ammonium-Ion NH4+Eines der wenigen häufig vorkommenden mehratomigen Kationen.
• Carbonat-Ion CO32-
• Bicarbonat-Ion Hydrogencarbonat-Ion HCO3-
• Phosphat-Ion PO43-
• Acetat-Ion CH3CO2-
• Sulfat-Ion SO42-
• Sulfit-Ion SO32-
• Nitrat-Ion NO3-
• Nitrit-Ion NO2-

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