Anorganische Experimentalchemie at TU München | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Anorganische Experimentalchemie an der TU München

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TESTE DEIN WISSEN

Definition: Orbitale 

Hamilton-Operator
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TESTE DEIN WISSEN
  • Raum in dem sich ein Elektron mit best. Wahrscheinlichkeit aufhält.
  • Werden mit Wellenfunktionen beschrieben
  • Hamilton-Operator gibt Energie an
  • E = T+V         T = Ekin         V = Epot
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TESTE DEIN WISSEN

Arten von chemischen Bindungen

MIK
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TESTE DEIN WISSEN

Chem. Bindung = Möglichkeit, ein Oktett zu erreichen

Ionische Bindung 

  • Heteropolare, ungerichtete Bindungen
  • Typ. Bindung zw. Metall und Nichtmetall
  • Bsp: NaCl (Kochsalz)

-> Oktett: einer gibt, eine nimmt 

Kovalente Bindung

  • Homopolare, gerichtete Bindungen
  • Typ. Bindungen zw. Nichtmetalle
  • Bsp: Wasser

-> Oktett: beide teilen

Metallische Bindung

  • Bildugsmodell: Atomrümpfe (ohne Val-El) von e^- Wolke umgeben
  • Typ. Bindung zw. Metallen

 -> Oktett: jeder gibt, Rümpfe aneinandergelagert; e^- in Wolke, die Rümpfe umgibt


Übergänge zw. Bindungsarten:

  • Halbmetall (metallisch, kovalent)
  • polare Bindungen (kovalent, ionisch)
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TESTE DEIN WISSEN

Halbmetalle

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TESTE DEIN WISSEN

Silizium (typ. Halbmetall):

  • Alpha-Silizium bildet dunkelgraue, stark glänzende, harte, spröde Kristalle
  • Beliebter Halbleiter: Leitfähigeit mit Temperatur

Halogene (typ. Nichtmetalle):

  • ABER: metallischer Charakter höher in höheren Perioden
  • Iod: metallischer Glanz

Phosphor, Arsen, Selen: 

  • Nicht-metallische Modifikation: weiß, violetter Phosphor; gelbes, graues Arsen)
  • Halbmetallische Modifikation: (schwarzer Phosphor, graues Arsen, rotes Selen)

Antimon, Bismut, Tellur und Polonium:

  • nicht-metallische Modifikationen vorhanden
  • ABER: metallische bzw. nicht-metallische überwiegen
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TESTE DEIN WISSEN

Bsp: Metalle und Packungen

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TESTE DEIN WISSEN

Hexagonal-dichteste:

  • Magnesium
  • 3.-4. Hauptgruppe außer Scandium

Kubisch-dichteste:

  • Aluminium
  • 9.-11 Gruppe außer Kobalt

Kubisch-innenzentrierte:

  • Alkalimetalle
  • 5.-6. Hauptgruppe

Kubisch-primitive:

  • Alpha-Polonium (vermutet)
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TESTE DEIN WISSEN

Legierungen

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TESTE DEIN WISSEN

Interstitielle Legierung:

  • Einlagerung in Hohlräume zw. Metallatomen
  • (Auch Nichtmetalle zB. C in Fe)

Substitutions-Legierung:

  • Substitution von Metallatomen im Gitter
  • Ähnliche Atomradien (Diff <15%) und Bindungseigenschaften

Bsp: Sterlingsilber

  • Ag 92,5 %, Cu 7,5%
  • Glänzende Oberfläche
  • Besteck
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TESTE DEIN WISSEN

Ionengitter

Elementarzelle, Koordinatenzahl
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TESTE DEIN WISSEN

➡️ Ionen-Verbindungen kristallisieren in verschiedenen Kristallgittern, durch Elementarzellen beschrieben

  • Def. Elementarzelle: kleinste, sich 3 dimensional immer wieder wiederholende Einheit im Kristallgitter
  • Def. Koordinationszahl (KZ): Anzahl der nächsten Nachbarn von Ion im Kristallgitter


  • Kugelpackungen der Ionen: 
    • größere Ionen machen Packung
    • kleinere besetzen Lücken (Oktaederlücken [OL] Tetraederlücken [TL])



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TESTE DEIN WISSEN

Oxidationszahlen

Elemente, Molekülladung, F, O, H, Ion, Metall, Halogen
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TESTE DEIN WISSEN

= Ladung, die ein Atom in einer Verbindung besäße, wäre die Verbindung ionisch

  • Elemente / Elementverbindungen haben immer OZ 0: O2, S8, He, Fe(s); (s) = solid state
  • Summe d. OZ's = entspricht Ladung d. Moleküls
  • F in Verbindungen immer OZ = -1 (außer F2)
  • ionische Verbindung: OZ = Ionenladung (LiF) Li: -1 F: +1
  • Metalle positiv (außer Auride {Goldverbindungen} Cs[+1]Au[-1] oder Carbonylmetalle Fe(CO)4^2-)
  • H: OZ = 1 (Ausnahme Hydride Na[+1]H[-1])
  • Halogene: OZ = -1 (Ausnahmen Interhalogenverbindungen, Sauerstoffbindungen)
  • O: OZ = -2 (Ausnahmen Fluorbindungen, Peroxide, Hyperoxide)
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TESTE DEIN WISSEN

Einführung

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TESTE DEIN WISSEN

Wasserstoff ist das leichteste Element

-> Vorkommen: 70 % des Universums

   0,74  % der "Erdhülle" (hauptsächlich im Meer)


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TESTE DEIN WISSEN

Physikalische Eigenschaften des H

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TESTE DEIN WISSEN
  • farb- und geruchslos 🌫, wasserunlöslich 🚫💦
  • Verflüssigung von H2 🌊:farblose Flüssigkeit 🌫 Tsiede = 20,93 K bei Normaldruck
    • galt lange als permanentes Gas, Verflüssigung sogar bei extremhohen Drücken unmöglich -> kin. Temperatur des H2 sehr niedrig (33,19 K)
  • bei Drücken von 3-4*10^6 bar: metallische Phase (zB: Jupiterkern)
  • Diffusionsvermögen und Wärmeleitfähigkeit sehr groß, schnelle Translationsbewegungen


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TESTE DEIN WISSEN

Verwendung von H

1 Verwendung
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TESTE DEIN WISSEN
  • Herstellung von Ammoniak (Düngermittel), HCl und Methanol
  • Raffinerien: zB. Hydrocracken zur Verbesserung der Qualität von Erdölprodukten
  • Raffinerien: zB. Hydrotreating, zB. hydrierende Entfernung von S, N und O2 aus Rohöl
  • Hydrierung in der organischen Chemie (Fetthärtung, Anilin- und Cyclohexansynthese)
  • Autogenes Schweißen und Schneiden (Knallgasprobe)
  • Schutzgas (Halbleitertechnologie, Metallurgie)
  • Kryogen, Lebensmittelzusatzstoff (E949), Energieträger (keine "Primärenergie"), Kühlmittel,...
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TESTE DEIN WISSEN

Metallische Hydride

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TESTE DEIN WISSEN
  • entstehen durch Reaktion mit H und Übergangsmetallen
  • nichtstöchiometrische Verbindungen: "Lösung von H im Metall"
    • H-Atome besetzen Hohlräume  zw. Atomen im Gitter des Übergangsmetalls
  • bei 300-400 K dissoziiert molekularer H2 an Palladiumoberfläche in Atome
    • werden in Palladium gelöst und bei höherer Dichte hindurch diffundieren
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TESTE DEIN WISSEN

Avogadrozahl

Def: Mol
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TESTE DEIN WISSEN

NA = 6,022 145 × 10^23 mol^−1 

Bedeutung: Ein M (Mol) = Menge einer Substanz, die so viele Elementarteilchen enthält wie Kohlenstoffatome in 12 g des Kohlenstoffisotops 12^C


Referenz: Kohlenstoffisotop 12^C = 12u 

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Anorganische Experimentalchemie Kurs an der TU München - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Definition: Orbitale 

Hamilton-Operator
A:
  • Raum in dem sich ein Elektron mit best. Wahrscheinlichkeit aufhält.
  • Werden mit Wellenfunktionen beschrieben
  • Hamilton-Operator gibt Energie an
  • E = T+V         T = Ekin         V = Epot
Q:

Arten von chemischen Bindungen

MIK
A:

Chem. Bindung = Möglichkeit, ein Oktett zu erreichen

Ionische Bindung 

  • Heteropolare, ungerichtete Bindungen
  • Typ. Bindung zw. Metall und Nichtmetall
  • Bsp: NaCl (Kochsalz)

-> Oktett: einer gibt, eine nimmt 

Kovalente Bindung

  • Homopolare, gerichtete Bindungen
  • Typ. Bindungen zw. Nichtmetalle
  • Bsp: Wasser

-> Oktett: beide teilen

Metallische Bindung

  • Bildugsmodell: Atomrümpfe (ohne Val-El) von e^- Wolke umgeben
  • Typ. Bindung zw. Metallen

 -> Oktett: jeder gibt, Rümpfe aneinandergelagert; e^- in Wolke, die Rümpfe umgibt


Übergänge zw. Bindungsarten:

  • Halbmetall (metallisch, kovalent)
  • polare Bindungen (kovalent, ionisch)
Q:

Halbmetalle

A:

Silizium (typ. Halbmetall):

  • Alpha-Silizium bildet dunkelgraue, stark glänzende, harte, spröde Kristalle
  • Beliebter Halbleiter: Leitfähigeit mit Temperatur

Halogene (typ. Nichtmetalle):

  • ABER: metallischer Charakter höher in höheren Perioden
  • Iod: metallischer Glanz

Phosphor, Arsen, Selen: 

  • Nicht-metallische Modifikation: weiß, violetter Phosphor; gelbes, graues Arsen)
  • Halbmetallische Modifikation: (schwarzer Phosphor, graues Arsen, rotes Selen)

Antimon, Bismut, Tellur und Polonium:

  • nicht-metallische Modifikationen vorhanden
  • ABER: metallische bzw. nicht-metallische überwiegen
Q:

Bsp: Metalle und Packungen

A:

Hexagonal-dichteste:

  • Magnesium
  • 3.-4. Hauptgruppe außer Scandium

Kubisch-dichteste:

  • Aluminium
  • 9.-11 Gruppe außer Kobalt

Kubisch-innenzentrierte:

  • Alkalimetalle
  • 5.-6. Hauptgruppe

Kubisch-primitive:

  • Alpha-Polonium (vermutet)
Q:

Legierungen

A:

Interstitielle Legierung:

  • Einlagerung in Hohlräume zw. Metallatomen
  • (Auch Nichtmetalle zB. C in Fe)

Substitutions-Legierung:

  • Substitution von Metallatomen im Gitter
  • Ähnliche Atomradien (Diff <15%) und Bindungseigenschaften

Bsp: Sterlingsilber

  • Ag 92,5 %, Cu 7,5%
  • Glänzende Oberfläche
  • Besteck
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Q:

Ionengitter

Elementarzelle, Koordinatenzahl
A:

➡️ Ionen-Verbindungen kristallisieren in verschiedenen Kristallgittern, durch Elementarzellen beschrieben

  • Def. Elementarzelle: kleinste, sich 3 dimensional immer wieder wiederholende Einheit im Kristallgitter
  • Def. Koordinationszahl (KZ): Anzahl der nächsten Nachbarn von Ion im Kristallgitter


  • Kugelpackungen der Ionen: 
    • größere Ionen machen Packung
    • kleinere besetzen Lücken (Oktaederlücken [OL] Tetraederlücken [TL])



Q:

Oxidationszahlen

Elemente, Molekülladung, F, O, H, Ion, Metall, Halogen
A:

= Ladung, die ein Atom in einer Verbindung besäße, wäre die Verbindung ionisch

  • Elemente / Elementverbindungen haben immer OZ 0: O2, S8, He, Fe(s); (s) = solid state
  • Summe d. OZ's = entspricht Ladung d. Moleküls
  • F in Verbindungen immer OZ = -1 (außer F2)
  • ionische Verbindung: OZ = Ionenladung (LiF) Li: -1 F: +1
  • Metalle positiv (außer Auride {Goldverbindungen} Cs[+1]Au[-1] oder Carbonylmetalle Fe(CO)4^2-)
  • H: OZ = 1 (Ausnahme Hydride Na[+1]H[-1])
  • Halogene: OZ = -1 (Ausnahmen Interhalogenverbindungen, Sauerstoffbindungen)
  • O: OZ = -2 (Ausnahmen Fluorbindungen, Peroxide, Hyperoxide)
Q:

Einführung

A:

Wasserstoff ist das leichteste Element

-> Vorkommen: 70 % des Universums

   0,74  % der "Erdhülle" (hauptsächlich im Meer)


Q:

Physikalische Eigenschaften des H

A:
  • farb- und geruchslos 🌫, wasserunlöslich 🚫💦
  • Verflüssigung von H2 🌊:farblose Flüssigkeit 🌫 Tsiede = 20,93 K bei Normaldruck
    • galt lange als permanentes Gas, Verflüssigung sogar bei extremhohen Drücken unmöglich -> kin. Temperatur des H2 sehr niedrig (33,19 K)
  • bei Drücken von 3-4*10^6 bar: metallische Phase (zB: Jupiterkern)
  • Diffusionsvermögen und Wärmeleitfähigkeit sehr groß, schnelle Translationsbewegungen


Q:

Verwendung von H

1 Verwendung
A:
  • Herstellung von Ammoniak (Düngermittel), HCl und Methanol
  • Raffinerien: zB. Hydrocracken zur Verbesserung der Qualität von Erdölprodukten
  • Raffinerien: zB. Hydrotreating, zB. hydrierende Entfernung von S, N und O2 aus Rohöl
  • Hydrierung in der organischen Chemie (Fetthärtung, Anilin- und Cyclohexansynthese)
  • Autogenes Schweißen und Schneiden (Knallgasprobe)
  • Schutzgas (Halbleitertechnologie, Metallurgie)
  • Kryogen, Lebensmittelzusatzstoff (E949), Energieträger (keine "Primärenergie"), Kühlmittel,...
Q:

Metallische Hydride

A:
  • entstehen durch Reaktion mit H und Übergangsmetallen
  • nichtstöchiometrische Verbindungen: "Lösung von H im Metall"
    • H-Atome besetzen Hohlräume  zw. Atomen im Gitter des Übergangsmetalls
  • bei 300-400 K dissoziiert molekularer H2 an Palladiumoberfläche in Atome
    • werden in Palladium gelöst und bei höherer Dichte hindurch diffundieren
Q:

Avogadrozahl

Def: Mol
A:

NA = 6,022 145 × 10^23 mol^−1 

Bedeutung: Ein M (Mol) = Menge einer Substanz, die so viele Elementarteilchen enthält wie Kohlenstoffatome in 12 g des Kohlenstoffisotops 12^C


Referenz: Kohlenstoffisotop 12^C = 12u 

Anorganische Experimentalchemie

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