Chemie an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Chemie an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

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Elektronenanzahl pro Schale
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z=2⋅n^2

  • Für die K-Schale (n=1) gilt: z=2⋅(1)2=2→ maximal 2 Elektronen.
  • Für die L-Schale (n=2) gilt: z=2⋅(2)2=8→ maximal 8 Elektronen.
  • Für die M-Schale (n=3) gilt: z=2⋅(3)2=18→ maximal 18 Elektronen



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4. Hauptgruppe, Kohlenstoffgruppe

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Die Ionisierungsenergie nimmt ausgehend von Kohlenstoff mit steigender Ordnungszahl erst ab und steigt bei Blei wieder leicht an. Dabei zählt Kohlenstoff zu den Nichtmetallen, Germanium und Silicium zu den Halbmetallen und Zinn sowie Blei zu den Metallen.

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Eigenschaften von Metallen

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  • gute Formbarkeit
  • Glanz
  • Wechselwirkung mit Licht
  • Wärmeleitfähigkeit
  • Leitfähigkeit für elektrischen Strom
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Definition Elektronegativität
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Die Elektronegativität [EN] ist das relative Maß für die Fähigkeit eines Atoms Elektronen in einer chemischen Verbindung an sich zu ziehen.

Beeinflusst wird dieses Maß vorrangig durch den Atomradius und die Kernladung.

Dabei gilt, dass eine Bindung umso polarer ist, je höher der Unterschied in der Elektronegativität der gebundenen Elemente ist.


Besitzt ein Atom eine hohe Elektronegativität so bezeichnet man es als elektronegativ. Atome mit niedriger Elektronegativität werden hingegen als elektropositiv bezeichnet.

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Nebengruppen
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  • Kupfergruppe
  • Zinkgruppe
  • Scandiumgruppe,

  • Titangruppe

  • Vanadiumgruppe

  • Chromgruppe,

  • Mangangruppe

  • Eisen- Platin-Gruppe

Sowie Lanthanide und Actinide

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Halogene 7. Hauptgruppe
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Halogene sind: Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br), Iod (I) , Astat (At) (radioaktiv), Ununseptium [neues Element Uus, Nr. 117] (radioaktiv) .  

In der Gruppe VII sind die Halogene erfasst. Ihnen fehlt nur ein Valenzelektron um eine Edelgaskonfiguration zu erreichen, weshalb sie sehr reaktiv sind. Um diese Elektron zu erhalten, müssen sie mit einem anderen Element reagieren. Halogene zählen daher zu den reaktionsfähigsten Elemeneten. Dabei ist Gruppe besitzt Flour die höchste Elektronegativität und gleichzeitig Reaktivität. Beide Eigenschaften nehmen innerhalb der Gruppe im Periodensystem von oben nach unten ab. 

Die einfachste Wahl eines Reaktionspartners fällt dabei immer auf Elemente der Gruppe 1 (Alkalimetalle), weil diese ein Elektron zu viel besitzen und dieses „gerne“ abgeben möchten. Grundsätzlich sind Halogenverbindungen flüchtige Verbindungen. Warum? Die Antwort folgt:

  • Fluor und Chlor liegt unter normalen Bedingungen gasförmig vor.
  • Brom hingegen ist flüssig, verdampft aber sofort beim einer Temperatur von 20°C (Raumtemperatur).
  • Iod ist fest aber sublimiert bei Raumtemperatur.
  • Astat ist radioaktiv und besitzt eine dermaßen hohe Zerfallsrate, dass genauere Untersuchungen noch ausstehen.  
Ferner sollten Sie sich merken, dass alle Halogene Nichtmetalle sind, obwohl Iod einen metallischen Glanz besitzt und im liquiden Zustand elektrischen Strom leitet.
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Magnetquantenzahl

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Die Magnetquantenzahl beschreibt die räumliche Ausrichtung, die das Orbital in Bezug auf äußeres Magnetfeld einnimmt.

Magnetquantenzahl: m = - l, -(l -1), ….0, …. +(l – 1), + l) 

Die Berechnung der Magnetquantenzahlen erfolgt immer in ganzzahligen Schritten. 

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Besondere Merkmale der Alkalimetalle
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Diese sind sich zueinander sehr ähnlich, daher sind sie alle besonders weiche Leichtmetalle, die eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen.

Entsprechend ihrer Zuordnung zur 1. Hauptgruppe besitzen sie nur ein Valenzelektron und daher eine sehr hohe Reaktivität mit Wasser, Luft, sowie allen Halogenen.

Die Reaktivität nimmt dabei ausgehend von Lithium exponentiell zu.

Die Ionisierungsenergie hingegen nimmt mit zunehmender Ordnungszahl ausgehend von Lithium kontinuierlich ab.
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Elektronenaffinität

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Energie, die frei oder benötigt wird, wenn an ein Atom ein Elektron unter Bildung eines negativ geladenen Ions angelagert wird.

(Die Energiebeträge der Elektronenaffinitäten sind wesentlicht kleiner als die der Ionisierungsenergien für diese Elemente. )
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Wer hat die höchste Elektronenaffinität?
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Chlor
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Spinquantenzahl s
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Mit der Spinquantenzahl lässt sich eine Aussage bezüglich der Rotation (SPIN) eines Elektron treffen.

Alle Elektronen haben gemein, dass sie um ihre eigene Drehachse rotieren. Diese Rotation erfolgt mit oder entgegen des Uhrzeigersinns.

Um beide Drehrichtungen auseinander halten zu können kennzeichnet man diese mit −12 oder +12
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3. Hauptgruppe, Borgruppe
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Die Elemente der dritten Gruppe besitzen 3 Valenzelektronen in ihrer Valenzschale und benötigen 5 weitere Elektronen für die Edelgaskonfiguration


 Alle anderen Elemente dieser Gruppe werden den Metallen zugerechnet.

Eine besondere industrielle Bedeutung kommt dabei Aluminium zu, welches beispielsweise aus der Automobilindustrie nicht mehr wegzudenken ist. Zudem besitzen alle Elemente der Borgruppe eine elektrische Leitfähigkeit, weshalb sie auch überall in der Leitertechnik anzutreffen sind. Und auch hier sticht besonders Aluminium aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit heraus → 67 % der Kupferleitfähigkeit. Obwohl es schlechter als Kupfer leitet, wird es bevorzugt eingesetzt, da es nur halb so schwer wie Kupfer ist. 

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Q:
Elektronenanzahl pro Schale
A:
z=2⋅n^2

  • Für die K-Schale (n=1) gilt: z=2⋅(1)2=2→ maximal 2 Elektronen.
  • Für die L-Schale (n=2) gilt: z=2⋅(2)2=8→ maximal 8 Elektronen.
  • Für die M-Schale (n=3) gilt: z=2⋅(3)2=18→ maximal 18 Elektronen



Q:

4. Hauptgruppe, Kohlenstoffgruppe

A:

Die Ionisierungsenergie nimmt ausgehend von Kohlenstoff mit steigender Ordnungszahl erst ab und steigt bei Blei wieder leicht an. Dabei zählt Kohlenstoff zu den Nichtmetallen, Germanium und Silicium zu den Halbmetallen und Zinn sowie Blei zu den Metallen.

Q:

Eigenschaften von Metallen

A:
  • gute Formbarkeit
  • Glanz
  • Wechselwirkung mit Licht
  • Wärmeleitfähigkeit
  • Leitfähigkeit für elektrischen Strom
Q:
Definition Elektronegativität
A:
Die Elektronegativität [EN] ist das relative Maß für die Fähigkeit eines Atoms Elektronen in einer chemischen Verbindung an sich zu ziehen.

Beeinflusst wird dieses Maß vorrangig durch den Atomradius und die Kernladung.

Dabei gilt, dass eine Bindung umso polarer ist, je höher der Unterschied in der Elektronegativität der gebundenen Elemente ist.


Besitzt ein Atom eine hohe Elektronegativität so bezeichnet man es als elektronegativ. Atome mit niedriger Elektronegativität werden hingegen als elektropositiv bezeichnet.

Q:
Nebengruppen
A:
  • Kupfergruppe
  • Zinkgruppe
  • Scandiumgruppe,

  • Titangruppe

  • Vanadiumgruppe

  • Chromgruppe,

  • Mangangruppe

  • Eisen- Platin-Gruppe

Sowie Lanthanide und Actinide

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Q:
Halogene 7. Hauptgruppe
A:
Halogene sind: Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br), Iod (I) , Astat (At) (radioaktiv), Ununseptium [neues Element Uus, Nr. 117] (radioaktiv) .  

In der Gruppe VII sind die Halogene erfasst. Ihnen fehlt nur ein Valenzelektron um eine Edelgaskonfiguration zu erreichen, weshalb sie sehr reaktiv sind. Um diese Elektron zu erhalten, müssen sie mit einem anderen Element reagieren. Halogene zählen daher zu den reaktionsfähigsten Elemeneten. Dabei ist Gruppe besitzt Flour die höchste Elektronegativität und gleichzeitig Reaktivität. Beide Eigenschaften nehmen innerhalb der Gruppe im Periodensystem von oben nach unten ab. 

Die einfachste Wahl eines Reaktionspartners fällt dabei immer auf Elemente der Gruppe 1 (Alkalimetalle), weil diese ein Elektron zu viel besitzen und dieses „gerne“ abgeben möchten. Grundsätzlich sind Halogenverbindungen flüchtige Verbindungen. Warum? Die Antwort folgt:

  • Fluor und Chlor liegt unter normalen Bedingungen gasförmig vor.
  • Brom hingegen ist flüssig, verdampft aber sofort beim einer Temperatur von 20°C (Raumtemperatur).
  • Iod ist fest aber sublimiert bei Raumtemperatur.
  • Astat ist radioaktiv und besitzt eine dermaßen hohe Zerfallsrate, dass genauere Untersuchungen noch ausstehen.  
Ferner sollten Sie sich merken, dass alle Halogene Nichtmetalle sind, obwohl Iod einen metallischen Glanz besitzt und im liquiden Zustand elektrischen Strom leitet.
Q:

Magnetquantenzahl

A:

Die Magnetquantenzahl beschreibt die räumliche Ausrichtung, die das Orbital in Bezug auf äußeres Magnetfeld einnimmt.

Magnetquantenzahl: m = - l, -(l -1), ….0, …. +(l – 1), + l) 

Die Berechnung der Magnetquantenzahlen erfolgt immer in ganzzahligen Schritten. 

Q:
Besondere Merkmale der Alkalimetalle
A:
Diese sind sich zueinander sehr ähnlich, daher sind sie alle besonders weiche Leichtmetalle, die eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen.

Entsprechend ihrer Zuordnung zur 1. Hauptgruppe besitzen sie nur ein Valenzelektron und daher eine sehr hohe Reaktivität mit Wasser, Luft, sowie allen Halogenen.

Die Reaktivität nimmt dabei ausgehend von Lithium exponentiell zu.

Die Ionisierungsenergie hingegen nimmt mit zunehmender Ordnungszahl ausgehend von Lithium kontinuierlich ab.
Q:

Elektronenaffinität

A:
Energie, die frei oder benötigt wird, wenn an ein Atom ein Elektron unter Bildung eines negativ geladenen Ions angelagert wird.

(Die Energiebeträge der Elektronenaffinitäten sind wesentlicht kleiner als die der Ionisierungsenergien für diese Elemente. )
Q:
Wer hat die höchste Elektronenaffinität?
A:
Chlor
Q:
Spinquantenzahl s
A:
Mit der Spinquantenzahl lässt sich eine Aussage bezüglich der Rotation (SPIN) eines Elektron treffen.

Alle Elektronen haben gemein, dass sie um ihre eigene Drehachse rotieren. Diese Rotation erfolgt mit oder entgegen des Uhrzeigersinns.

Um beide Drehrichtungen auseinander halten zu können kennzeichnet man diese mit −12 oder +12
Q:
3. Hauptgruppe, Borgruppe
A:

Die Elemente der dritten Gruppe besitzen 3 Valenzelektronen in ihrer Valenzschale und benötigen 5 weitere Elektronen für die Edelgaskonfiguration


 Alle anderen Elemente dieser Gruppe werden den Metallen zugerechnet.

Eine besondere industrielle Bedeutung kommt dabei Aluminium zu, welches beispielsweise aus der Automobilindustrie nicht mehr wegzudenken ist. Zudem besitzen alle Elemente der Borgruppe eine elektrische Leitfähigkeit, weshalb sie auch überall in der Leitertechnik anzutreffen sind. Und auch hier sticht besonders Aluminium aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit heraus → 67 % der Kupferleitfähigkeit. Obwohl es schlechter als Kupfer leitet, wird es bevorzugt eingesetzt, da es nur halb so schwer wie Kupfer ist. 

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