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Anorganische Chemie

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Chemie

Die anorganische Chemie oder Anorganik ist ein Teilgebiet der Chemie, das sich mit allen anorganischen Verbindungen beschäftigt. Diese anorganischen Stoffe umfassen bis auf ein paar Ausnahmen alle kohlenstofffreien Stoffe. Die anorganische Chemie ist somit eine große eigenständige Fachrichtung neben den anderen Fachrichtungen Analytische Chemie, Organische Chemie, Physikalische Chemie und Biochemie

Dieser Artikel gehört zum Fach Chemie und erweitert das Themengebiet Anorganische Chemie.



Abgrenzung der Anorganischen Chemie



Die anorganische Chemie befasst sich mit allen Stoffen der unbelebten Natur, das heißt mit allen Elementen und allen anderen chemischen Verbindungen, bis auf die organischen Kohlenstoffverbindungen. Die Anorganik befasst sich außerdem ganz nach der Definition der Chemie, mit dem Aufbau, den Eigenschaften und der Umwandlung dieser Stoffe. Die Bandbreite dieser Stoffe ist riesig, mit mehreren hunderttausend bekannten Verbindungen.


Anorganische Kohlenstoffverbindungen


Auch wenn die Kohlenstoffverbindungen generell als organische Stoffe bezeichnet werden, gibt es doch ein paar Ausnahmen, die zu der Anorganik zählen und nicht zu vernachlässigen sind. Diese Kohlenstoffverbindungen werden als anorganische Stoffe betrachtet, da sie entweder strukturell den anderen anorganischen Stoffen ähneln oder nicht auf durch Lebenskraft erzeugten Stoffen basieren. Es folgt eine Liste mit den wichtigsten anorganischen Verbindungen:


  • Wasserstofffreie Verbindungen des Kohlenstoffs mit den Chalkogenen (6. Hauptgruppe)
    • z.B. Kohlenstoffdioxid oder Kohlenstoffmonoxid
  • Kohlensäure und ihre Salze, die Carbonate
  • Carbide
    • z.B. Wolframcarbid (WC), was in Kugelschreiberminen verwendet wird
  • Ionische Cyanide, Cyanate und Thiocyanate
  • Blausäure (HCN) als Grenzfall zwischen anorganischer und organischer Chemie



Die wichtigsten Themen in der Anorganischen Chemie



In der anorganischen Chemie gibt es einige Themen, die für Chemieschüler*innen von großer Bedeutung sind.
Um dir einen möglichst umfangreichen Überblick über die Anorganik und all ihre Facetten zu geben, kannst du auf StudySmarter folgendes lernen:


Chemische Bindungen


Hast du dich schon immer mal gefragt, wieso Stoffe zusammenhalten oder wieso manche Stoffe biegsam sind und andere wiederum spröde? All das lässt sich durch chemische Bindungen erklären! Auf StudySmarter lernst du alles zu den Primärbindungen, die die Bindungen im Molekül beschreiben und du erfährst, was eine Sekundärbindung ist. Wenn du dich für die Ionische Bindung, Metallische Bindung oder Kovalente Bindung interessierst, bist du hier genau richtig.

Komplexchemie


Lerne alles rund um den großen Bereich der Komplexchemie. Mit dem Aufbau von Komplexen, der Nomenklatur von anionischen, kationischen und neutralen Komplexen, sowie der Farbigkeit von Komplexen findest du hier alles, was du wissen musst. Lässt dich das Thema Komplexchemie nicht locker, kannst du dein Wissen durch den Artikel zur Ligandenfeldtheorie erweitern.



Nanoteilchen


Nanoteilchen sind Teilchen im nanoskaligen Bereich. Aufgrund ihrer geringen Größe haben sie ganz besondere Eigenschaften im Gegensatz zu normalen Materialien. Durch genaue Modifikation und Veränderung der Struktur von Nanoteilchen können sie für bestimmte Zwecke optimiert werden und finden so unter anderem in der Medizin eine immer größer werdende Bedeutung. Auf StudySmarter lernst du alles zu Nanoteilchen, was sie so besonders macht und wofür sie gebraucht werden.



Periodensystem


Das Periodensystem der Elemente (kurz: PSE) ist das mit Abstand wichtigste Werkzeug in der Chemie. Einem/Einer Chemiker*in erlaubt das Periodensystem grob vorherzusagen, wieso Elemente reagieren, welche Primärbindung die Elemente wahrscheinlich eingehen werden und wie stabil die Verbindung sein wird. Du lernst alles vom Aufbau der Atome über den Aufbau des Periodensystems mit Gruppen und Perioden bis hin zu den Elementen der einzelnen Hauptgruppen.


Redoxreaktion


Eine Redoxreaktion, beziehungsweise eine Reduktions-Oxidations-Reaktion, ist eine Reaktion, die durch den Austausch von Elektronen zwischen den Reaktionspartnern abläuft. Die relevanteste Redoxreaktion im alltäglichen Leben ist wahrscheinlich die Verbrennung. Doch auch die Prozesse der Elektrochemie, wie sie beispielsweise in deinem Lithium-Ionen-Akku ablaufen, sind Redoxreaktionen. Mit StudySmarter lernst du alles zum Thema Redoxreaktion und Oxidationszahlen und du erfährst, was die Reduktion und die Oxidation unterscheidet.



Säure-Base-Reaktionen


Säuren und Basen begegnen uns überall im Alltag. Säuren treffen wir in unserem Körper, unseren Softdrinks oder auch im sauren Regen an. Basen wie Natronlauge benutzen wir unter anderem, um unsere Hände zu waschen. Hier lernst du alles rund um die Säure-Base-Reaktion. Interessiert dich, was Säuren und Basen ausmacht oder was der Unterschied zwischen starken Säuren und schwachen Säuren sowie starken Basen und schwachen Basen ist, bist du hier genau richtig.


Silikone


Silikone bilden die Brücke zwischen anorganischen und organischen Kunststoffen. Ob in Backförmchen, Teigschabern oder Dichtungen kommen Silikone oftmals im Alltag vor. Durch ihre Hitzeresistenz und Elastizität eignen sie sich gut für die Anwendung in der Küche. Auf StudySmarter lernst du, wie Silikone aufgebaut sind, welche Arten von Silikonen es gibt und wofür sie gut sind.






Anorganische Chemie – Das Wichtigste auf einen Blick



  • Die Anorganische Chemie befasst sich, bis auf ein paar Ausnahmen, mit allen kohlenstofffreien Verbindungen, den anorganischen Stoffen.
  • Die wichtigsten Grundlagen der Anorganischen Chemie bilden folgende Themen ab:

Häufig gestellte Fragen zum Thema Anorganische Chemie

Die organische Chemie befasst sich mit allen Kohlenstoffverbindungen. Im Gegenteil dazu befasst sich die anorganische Chemie mit allen kohlenstofffreien Verbindungen. Es gibt heutzutage zahlreiche Überschneidungen zwischen den Fachgebieten, wie beispielsweise metallorganische Verbindungen, die Metalle, klassisch anorganische Stoffe, und organische Verbindungen zusammenbringen. Ebenso gibt es Kohlenstoffverbindungen, die aufgrund ihrer Struktur oder ihrer Herkunft fern der belebten Welt, zu der anorganischen Chemie gezählt werden.

Die anorganische Chemie ist jener Fachbereich der Chemie, der sich mit den anorganischen Stoffen befasst. Die anorganischen Stoffe sind, bis auf ein paar Ausnahmen, alle kohlenstofffreien Verbindungen.

Bis auf ein paar Ausnahmen sind alle kohlenstofffreien Verbindungen anorganisch. Die Ausnahmen für kohlenstoffhaltige anorganische Verbindung bilden unter anderem die wasserstofffreien Verbindungen des Kohlenstoffs mit den Chalkogenen (6. Hauptgruppe), die Kohlensäure und ihre Salze, die Carbide, die ionischen Cyanide, Cyanate und Thiocyanate, sowie die Blausäure, die genau genommen einen Grenzfall zwischen der anorganischen Chemie und organischen Chemie bildet. Ebenso gibt es Silikone oder metallorganische Verbindungen, die eine Überschneidung zwischen anorganischen und organischen Stoffen bilden.

Finales Anorganische Chemie Quiz

Frage

Ergänze folgenden Satz mit dem richtigen Begriff: 


Die Summe der Oxidationszahlen muss der Ladung des ____ entsprechen.

Antwort anzeigen

Antwort

Atoms

Frage anzeigen

Frage

Was gibt die Oxidationszahl an? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Oxidationszahl ist eine gedachte Ladung, die man erhält, wenn man die Bindungselektronen jeweils dem Atom mit der größeren Elektronegativität zuordnet.

Frage anzeigen

Frage

Nenne 6 Regeln zur Festlegung der Oxidationszahl.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Elemente haben die Oxidationszahl 0
  2. In Molekülen ist die Summe aller Oxidationszahlen 0
  3. Bei Ionen ist die Oxidationszahl gleich der Ladung
  4. Metalle haben stets eine positive Oxidationszahl
  5. H-Atom: +1
  6. O-Atom: –2
Frage anzeigen

Frage

Nenne die 5 Schritte zur Formulierung der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Aufstellen des Redoxpaares mit stöchiometrischen Koeffizienten 
  2. Elektronenausgleich durch Vergleich der Oxidationszahlen (Fakto- ren und Indexzahlen beachten!) 
  3. Falls nötig: Ladungsausgleich mit H3O+-Ionen (im Sauren) oder OH–-Ionen (im Alkalischen)
  4. Falls nötig: Stoffausgleich mit H2O-Teilchen 
  5. Überprüfen der Teilgleichung
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Frage

Erkläre den Begriff Redoxreaktion.

Antwort anzeigen

Antwort

Als Redoxreaktionen werden Reaktionen bezeichnet, bei denen ein Elektronenübergang erfolgt. Dabei bedeutet Oxidation eine Elektronenabgabe und Reduktion eine Elektronenaufnahme.

Frage anzeigen

Frage

Was gibt die Oxidationszahl an? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Oxidationszahl ist eine gedachte Ladung, die man erhält, wenn man die Bindungselektronen jeweils dem Atom mit der größeren Elektronegativität zuordnet.

Frage anzeigen

Frage

Nenne 6 Regeln zur Festlegung der Oxidationszahl.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Elemente haben die Oxidationszahl 0
  2. In Molekülen ist die Summe aller Oxidationszahlen 0
  3. Bei Ionen ist die Oxidationszahl gleich der Ladung
  4. Metalle haben stets eine positive Oxidationszahl
  5. H-Atom: +1
  6. O-Atom: –2
Frage anzeigen

Frage

Nenne die 5 Schritte zur Formulierung der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Aufstellen des Redoxpaares mit stöchiometrischen Koeffizienten 
  2. Elektronenausgleich durch Vergleich der Oxidationszahlen (Fakto- ren und Indexzahlen beachten!) 
  3. Falls nötig: Ladungsausgleich mit H3O+-Ionen (im Sauren) oder OH–-Ionen (im Alkalischen)
  4. Falls nötig: Stoffausgleich mit H2O-Teilchen 
  5. Überprüfen der Teilgleichung
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Frage

Was sind die Halogene?

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Antwort

Halogene sind Elemente der 7. Hauptgruppe des Periodensystems.

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Frage

Welche Elemente gehören zu den Halogenen?

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Antwort


Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat gehören zu der Gruppe der Halogene.


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Frage

Warum gehören die Halogene zu den reaktionsfreudigen Elementen?

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Antwort

Die Halogene besitzen bereits sieben Außenelektronen. Damit fehlt ihnen nur ein Valenzelektron um die Valenzschale voll zu besetzten.

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Frage

Wofür wird das Halogen Fluor verwendet?

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Antwort

Fluor wird in Form von fluorhaltigen Verbindungen z.B.  bei der Antihaftbeschichtung von Pfannen eingesetzt.

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Frage

Wofür wird das Halogen Chlor verwendet?

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Antwort

Chlor wird hauptsächlich zur Synthese organischer Produkte eingesetzt, sowie als Bleich- und Desinfektionsmittel.


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Frage

Wo lässt sich das Halogen Chlor in der Natur finden?

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Antwort

Chlor findet man in Kochsalz und vielen anderen Salzen. Vor allem aber im Meerwasser.

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Frage

Wofür wird das Halogen Iod verwendet?

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Antwort

Iod wird vor allem zur Herstellung von Arzneimitteln und Desinfektionsmitteln verwendet. Zudem ist Iod auch in Halogenlampen zu finden.


Frage anzeigen

Frage

Wo lässt sich Iod in der Natur finden?

Antwort anzeigen

Antwort

Iod findet man vor allem als Iodide bei Meereslebewesen, vor allem bei Algen und in der Schilddrüse des menschlichen Körpers.

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Frage

Wie kann man Halogene herstellen?

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Antwort

Besonders häufig werden die Halogene durch eine Elektrolyse aus Natriumsalzen gewonnen oder durch chemische Vorgänge wie etwa die Zugabe von Chlorgas.

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Frage

Wie kann man Halogene nachweisen?

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Antwort

Zum Nachweis von Halogenen in Salzen werden die Beilsteinprobe und die Silbernitratprobe verwendet.

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Frage

Was passiert bei der Beilsteinprobe?

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Antwort

Das Ende eines Kupferdrahts wird am Ende zu einer Öse geformt und in eine Flamme gehalten. Wenn die Flamme grün wird sind halogenhaltige Verbindungen vorhanden.

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Frage

Was passiert bei der Silbernitratprobe?

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Antwort

Die in Wasser aufgelösten Salze und Salpetersäure werden mit Silbernitratlösung gemischt um Halogene nachzuweisen. Dabei entstehen Silbersalze, die verschiedene Färbungen annehmen. Weiß bedeutet Chlorid, hellgelb bedeutete Bromid und Gelb bedeutet Iodid.

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Frage

Was sind Erdalkalimetalle?

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Antwort

Erdalkalimetalle sind die Elemente der 2. Hauptgruppe des Periodensystems.

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Frage

Welche Elemente gehören zu den Erdalkalimetallen?

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Antwort

Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba) und Radium (Ra) gehören zu den Erdalkalimetallen.

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Frage

Warum kommen Erdalkalimetalle in der Natur nicht in Reinform vor?

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Antwort

Da die Erdalkalimetalle nur zwei Außenelektronen besitzen, welche sie abgeben möchten, kommen sie in der Natur vor allem als Ionenverbindungen in Form von Salzen und Gesteinen vor.

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Frage

Wofür wird das Erdalkalimetall Beryllium verwendet?

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Antwort

Beryllium wird vor allem in Legierungen im Flugzeugbau und der Raumfahrt verwendet und ist ein Bestandteil in Smaragden.

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Frage

Wofür wird das Erdalkalimetall Magnesium verwendet?

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Antwort

  • Es kommt in Wunderkerzen zum Einsatz.
  • Früher wurde es in der Fotographie als Blitzpulver benutzt.
  • Menschen benötigen etwa 250 mg Magnesium pro Tag gegen Muskelkrämpfe.
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Frage

Wo findet man das Erdalkalimetall Calcium in der Natur?

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Antwort

In der Natur findet man Calcium in Calciumverbindungen wie Marmor, Gips und Kreide und damit auch in Gebirgen wie den Alpen.

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Frage

Wofür wird das Erdalkalimetall Calcium vom Menschen benötigt?

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Antwort

Der Mensch benötigt Calcium für den Bau der Knochen und Zähne, sowie für die Funktionsfähigkeit der Muskeln.

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Frage

Wofür werden die Erdalkalimetalle Strontium und Barium eingesetzt? 


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Antwort

  • Aufgrund der Farbgebung werden Strontium und Barium hauptsächlich in der Pyrotechnik bei Feuerwerken eingesetzt.
  • Bariumsulfat kommt beim Röntgen als Kontrastmittel zum Einsatz.
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Frage

Was ist Radium?

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Antwort

Radium ist ein radioaktives Erdalkalimetall, dass 1898 von Marie Curie entdeckt wurde. Es kann im Dunkeln leuchten.

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Frage

Wie werden Erdalkalimetalle gewonnen?

Antwort anzeigen

Antwort

Erdalkalimetalle werden vor allem durch die Schmelzflusselektrolyse gewonnen. Dabei wird eine Salzschmelze als Elektrolyt eingesetzt.

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Frage

Wie können Erdalkalimetalle nachgewiesen werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Mit Hilfe von Feuer können die Erdalkalimetalle nachgewiesen werden. Calcium färbt die Flamme ziegelrot, Strontium intensiv Rot, Barium gelb-grün und Radium karminrot.

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Frage

Wie reagieren die Erdalkalimetalle auf Wasser?

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Antwort

  • Beryllium wird in Wasser passiviert, bildet also eine Schutzschicht 
  • Bei Magnesium löst sich die Passivierungsschicht in heißem Wasser auf
  • Die anderen Erdalkalimetalle reagieren dagegen bei Kontakt mit Wasser sehr extrem.
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Frage

Wie reagieren die Erdalkalimetalle auf Luft?

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Antwort

  • Beryllium und Magnesium werden passiviert. 
  • Calcium, Strontium, Barium und Radium laufen an der Luft schnell an und sind in Staubform selbstentzündlich.
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Frage

Mit welchen Stoffen reagieren Erdalkalimetalle besonders gut?

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Antwort

Erdalkalimetalle reagieren insgesamt besonders gut mit Nichtmetallen, wie etwa Sauerstoff oder den Halogenen.

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Frage

Was ist ein Isotop?

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Antwort


Isotope sind Atomsorten, die gleich viele Protonen besitzen, sich jedoch in der Anzahl der Neutronen im Kern unterscheiden.


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Frage

Wie erkennt man ein Isotop im Periodensystem?

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Antwort

Indem man die Ordnungszahl von der Massezahl subtrahiert, kann man erkennen ob ein Isotop vorhanden ist.

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Frage

Woraus setzt sich die Massezahl zusammen?

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Antwort

Die Massezahl setzt sich aus der Masse der Protonen und Neutronen zusammen.

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Frage

Wo befindet sich die Ordnungszahl im Periodensystem? 


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Antwort

Die Ordnungszahl im Periodensystem befindet sich links oberhalb des Elementsymbols.

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Frage

Wo befindet sich die Massezahl im Periodensystem?

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Antwort

Die Massezahl im Periodensystem findet man je nach Art des Periodensystems rechts oberhalb des Elementsymbols oder unterhalb des Elementsymbols.

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Frage

Wie verändert sich die chemische Reaktion wenn ein Isotop vorliegt?

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Antwort


Chemische Reaktionen werden durch Isotope nicht verändert. Vor allem die Elektronenzahl spielt dabei eine wichtige Rolle.


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Frage

Wie lautet der Name eines Wasserstoffs mit einem Neutron? 


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Antwort

Das H-2 Isotop wird Deuterium genannt und mit einem D abgekürzt

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Frage

Wie lautet der Name eines Wasserstoffs mit zwei Neutronen?

Antwort anzeigen

Antwort

Das H-3 Isotop wird Tritium oder überschwerer Wasserstoff genannt und mit einem T abgekürzt.

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Frage


Was passiert, wenn ein Atom zu wenige oder zu viele Neutronen im Kern besitzt?


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Antwort

Ein Atom mit zu vielen oder zu wenigen Atomen wird instabil und zerfällt über einen bestimmten Zeitraum.

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Frage

Wie nennt man den instabilen Kern eines Isotops noch?

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Antwort

Instabile Kerne nennt man auch radioaktive Kerne, da sie beim Zerfall radioaktive Strahlung abgeben.

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Frage

Welches Element besitzt die meisten stabilen Isotope?

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Antwort

Zinn besitzt mit 10 Stück die meisten stabilen Isotope.

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Frage

Welches Element besitzt die meisten Isotope (sowohl stabile, als auch instabile)?

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Antwort


Xenon besitzt mit 24 Stück die meisten Isotope insgesamt.


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Frage

Was ist die Radiocarbonmethode?

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Antwort

Bei der Radiocarbonmethode wird der Zerfall des C-14 Isotops in einem Organismus gemessen und damit der Todeszeitpunkt festgestellt.

Frage anzeigen

Frage

Wie viele Isotope sind heutzutage bekannt?

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Antwort

Insgesamt sind heute etwa 300 stabile und mehr als 2400 instabile Isotope bekannt

Frage anzeigen

Frage

Wo findet man Magnesium in der Natur?

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Antwort

Etwa 4 % der Erdkruste bestehen aus Magnesium. Auch im Blattfarbstoff Chlorophyll ist Magnesium enthalten.

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Frage

Woher kommt der Name Van der Waals?

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Antwort

Von dem niederländischen Physiker namens Johannes Diderik van der Waals.

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