Chemie WM Vo at Technische Universität Graz | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Chemie WM Vo an der Technische Universität Graz

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TESTE DEIN WISSEN

Was für Konsequnzen hat die plastische Verformung von bestimmten Bindungstypen?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  1. bei der plastischen Verformung von Metallen führt die Verschiebung der Gitterebenen

    gegeneinander nicht zu Abstoßungskräften

    • Metalle sind daher weich, dehnbar und

      verformbar

  2. die Verschiebung der Schichten eines Ionenkristalls führt zu starken

    Abstoßungskräften

    • ionogene Verbindungen sind daher hart und spröd

  3. bei der plastischen Verformung von kovalenten Atomkristallen werden kovalente Bindungen zerstört

    • die Verbindungen sind ebenfalls hart und spröd (z.B. Silizium
      oder Diamant)

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TESTE DEIN WISSEN

Warum sinkt bei steigender Temperatur in Metallen deren Leitfähigkeit?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Weil durch die erhöhte

Schwingung des Metallgitters die Elektronenbeweglichkeit eingeschränkt wird.

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TESTE DEIN WISSEN

Differenzieren Leiter, Halbleiter und Isolatoren.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Metalle:

  • das von den Orbitalen der Valenzelektronen gebildete

    Valenzband überlappt sich mit dem nächsthöheren Band

    • den Valenzelektronen stehen so in ihrer Bewegung viel unbesetzte Energieniveaus zur Verfügung


Isolatoren:

  • Leitungsband ist leer und darunter liegendes Valenzband durch breite "verbotene Zone" getrennt
    • Elektronen können nicht aus dem Valenzband in das Leitungsband gelangen


Eigenhalbleiter:

  • ist die verbotene Zone zwischen dem leeren Leitungsband und dem vollen Valenzband schmal, tritt Eigenhalbleitung auf
    • durch thermische Anregung gelangen Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband


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TESTE DEIN WISSEN

Was bedeutet Polymorphie im Bezug auf Metallbindungen?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Viele Metalle kommen abhängig von ihrer Temperatur in unterschiedlichen Kristallstrukturen vor.

Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Wie hängen die Kristallstrukturen mit den mechanischen Eigenschaften zusammen?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • die mech. Eig. stehen im engen Zusammenhang mit der Struktur 
  • die plastische Verformbarkeit beruht auf der Mglkt., die Kugelschichten zu verschieben
  • Metalle mit kubisch diskreten Strukturen sind weich und leichter verformbar
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TESTE DEIN WISSEN

Nenne typische chem. Eigenschaften von Metallen.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Reaktivität der Metalle sinkt innerhalb einer Periode des PSE von links nach rechts
  • In wässriger Lösung und in Salzen Bildung von Kationen

    (Ausnahme: Oxoanionen von hochgeladenen Metallionen)

    • Hauptgruppenmetalle: Oxidationszahl = Gruppennummer N

      in höheren Perioden auch N − 2

    • Nebengruppenmetalle: meist mehrere stabile Oxidationsstufen

  • Bildung basischer oder amphoterer Oxide (Hydroxide)

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TESTE DEIN WISSEN

Nenne die Art der Aufbereitungsverfahren für Erze:

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TESTE DEIN WISSEN
  • Pyrometallurgie: Erzaufbereitung durch Wärmezufuhr
    • (z.B. Hochofenprozess zur Darstellung von Eisen)
  • Hydrometallurgie: Erzaufbereitung durch chemische Prozesse in wässriger Lösung
    • (z.B. Gewinnung von Gold aus Erzen durch Auslaugen mit NaCN-Lösungen)
  • Elektrometallurgie: Metallaufbereitung durch Elektrolyse
    • (z.B. Aluminiumdarstellung, Natriumdarstellung durch Schmelzflusselektrolyse,Kupferraffination etc.)
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TESTE DEIN WISSEN

Durch welche konkreten Verfahren können Roherze aufbereitet werden?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Calcinieren (therm. Zersetzung von Carbonaten)
  • Rösten (erhitzen im O2 Strom)
  • Auslaugen (überführen in lösliche Komponenten)
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TESTE DEIN WISSEN

Nenne die physikalischen Eigenschaften von Eisen.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • hohe Festigkeit
  • hoher Schmelzpunkt (1535° C)
  • relativ weich
  • dehnbar
  • magnetisch
  • zweithäufigstes Metall in der Erdkruste
  • hoch angereicherte Erze
  • Eigenschaften stark von Begleitstoffen beeinflusst
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TESTE DEIN WISSEN

Wie ist Stahl definiert?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Legierung von Eisen mit verschiedenen Metallen und

einem C-Gehalt < 1,7%

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TESTE DEIN WISSEN

Nenne die chem. Eigenschaften von Eisen.

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Elektronegativität = 1,8 -> unedel
    • an feuchter CO2-hältiger Luft rasche Korrosion (rosten)
    • löslich in Säuren unter H2 Entwicklung und Bildung von Fe
  • stabile Oxidationszahlen sind +2 und +3
    • Fe(II) Salze unbeständig (schlechte Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung von Chemikalien)
    • langsame Oxidation durch Luftsauerstoff
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TESTE DEIN WISSEN

Was sind wichtige Eigenschaften von metallischen Bindungen?


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TESTE DEIN WISSEN
  • Metalle besitzen nur wenige Valenzelektronen aber hohe Koordinationszahlen
  • die Zahl der Valenzelektronen reicht nicht aus, um zu jedem Nachbaratom eine

    lokalisierte Elektronenpaarbindung auszubilden

  • die Elektronen müssen daher innerhalb des Metallgerüstes beweglich und somit

    delokalisierbar sein


2 Theoretische Modelle:

  1. Elektronengasmodell
  2. Energiebändermodell


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Q:

Was für Konsequnzen hat die plastische Verformung von bestimmten Bindungstypen?

A:
  1. bei der plastischen Verformung von Metallen führt die Verschiebung der Gitterebenen

    gegeneinander nicht zu Abstoßungskräften

    • Metalle sind daher weich, dehnbar und

      verformbar

  2. die Verschiebung der Schichten eines Ionenkristalls führt zu starken

    Abstoßungskräften

    • ionogene Verbindungen sind daher hart und spröd

  3. bei der plastischen Verformung von kovalenten Atomkristallen werden kovalente Bindungen zerstört

    • die Verbindungen sind ebenfalls hart und spröd (z.B. Silizium
      oder Diamant)

Q:

Warum sinkt bei steigender Temperatur in Metallen deren Leitfähigkeit?

A:

Weil durch die erhöhte

Schwingung des Metallgitters die Elektronenbeweglichkeit eingeschränkt wird.

Q:

Differenzieren Leiter, Halbleiter und Isolatoren.

A:

Metalle:

  • das von den Orbitalen der Valenzelektronen gebildete

    Valenzband überlappt sich mit dem nächsthöheren Band

    • den Valenzelektronen stehen so in ihrer Bewegung viel unbesetzte Energieniveaus zur Verfügung


Isolatoren:

  • Leitungsband ist leer und darunter liegendes Valenzband durch breite "verbotene Zone" getrennt
    • Elektronen können nicht aus dem Valenzband in das Leitungsband gelangen


Eigenhalbleiter:

  • ist die verbotene Zone zwischen dem leeren Leitungsband und dem vollen Valenzband schmal, tritt Eigenhalbleitung auf
    • durch thermische Anregung gelangen Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband


Q:

Was bedeutet Polymorphie im Bezug auf Metallbindungen?

A:

Viele Metalle kommen abhängig von ihrer Temperatur in unterschiedlichen Kristallstrukturen vor.

Q:

Wie hängen die Kristallstrukturen mit den mechanischen Eigenschaften zusammen?

A:
  • die mech. Eig. stehen im engen Zusammenhang mit der Struktur 
  • die plastische Verformbarkeit beruht auf der Mglkt., die Kugelschichten zu verschieben
  • Metalle mit kubisch diskreten Strukturen sind weich und leichter verformbar
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Q:

Nenne typische chem. Eigenschaften von Metallen.

A:
  • Reaktivität der Metalle sinkt innerhalb einer Periode des PSE von links nach rechts
  • In wässriger Lösung und in Salzen Bildung von Kationen

    (Ausnahme: Oxoanionen von hochgeladenen Metallionen)

    • Hauptgruppenmetalle: Oxidationszahl = Gruppennummer N

      in höheren Perioden auch N − 2

    • Nebengruppenmetalle: meist mehrere stabile Oxidationsstufen

  • Bildung basischer oder amphoterer Oxide (Hydroxide)

Q:

Nenne die Art der Aufbereitungsverfahren für Erze:

A:
  • Pyrometallurgie: Erzaufbereitung durch Wärmezufuhr
    • (z.B. Hochofenprozess zur Darstellung von Eisen)
  • Hydrometallurgie: Erzaufbereitung durch chemische Prozesse in wässriger Lösung
    • (z.B. Gewinnung von Gold aus Erzen durch Auslaugen mit NaCN-Lösungen)
  • Elektrometallurgie: Metallaufbereitung durch Elektrolyse
    • (z.B. Aluminiumdarstellung, Natriumdarstellung durch Schmelzflusselektrolyse,Kupferraffination etc.)
Q:

Durch welche konkreten Verfahren können Roherze aufbereitet werden?

A:
  • Calcinieren (therm. Zersetzung von Carbonaten)
  • Rösten (erhitzen im O2 Strom)
  • Auslaugen (überführen in lösliche Komponenten)
Q:

Nenne die physikalischen Eigenschaften von Eisen.

A:
  • hohe Festigkeit
  • hoher Schmelzpunkt (1535° C)
  • relativ weich
  • dehnbar
  • magnetisch
  • zweithäufigstes Metall in der Erdkruste
  • hoch angereicherte Erze
  • Eigenschaften stark von Begleitstoffen beeinflusst
Q:

Wie ist Stahl definiert?

A:

Legierung von Eisen mit verschiedenen Metallen und

einem C-Gehalt < 1,7%

Q:

Nenne die chem. Eigenschaften von Eisen.

A:
  • Elektronegativität = 1,8 -> unedel
    • an feuchter CO2-hältiger Luft rasche Korrosion (rosten)
    • löslich in Säuren unter H2 Entwicklung und Bildung von Fe
  • stabile Oxidationszahlen sind +2 und +3
    • Fe(II) Salze unbeständig (schlechte Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung von Chemikalien)
    • langsame Oxidation durch Luftsauerstoff
Q:

Was sind wichtige Eigenschaften von metallischen Bindungen?


A:
  • Metalle besitzen nur wenige Valenzelektronen aber hohe Koordinationszahlen
  • die Zahl der Valenzelektronen reicht nicht aus, um zu jedem Nachbaratom eine

    lokalisierte Elektronenpaarbindung auszubilden

  • die Elektronen müssen daher innerhalb des Metallgerüstes beweglich und somit

    delokalisierbar sein


2 Theoretische Modelle:

  1. Elektronengasmodell
  2. Energiebändermodell


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