Naturwissenschaften an der
Kopernikusschule Freigericht
Schuljahr 2014/2015
Lernkontrolle Chemie am Mon. 11.5.2015
Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen (Buch S. 45-57).
Die reinen Stoffe unserer Umgebung bestehen aus verschiedenen kleinsten Teilchen. Bei einem chemischen Element sind dies Atome (außer bei H, N, O, F, Cl, Br, I, den diese Elemente liegen als "Zwillingsteilchen" - zweiatomiges Molekül H2, N2, O2 ... vor). Manche Verbindungen bestehen aus miteinander verbundenen Atomen, z.B. Wasser H2O. Das kleinste Teilchen ist bei der Verbindung Wasser also kein Wasseratom, sondern eine Atomgruppe aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, ein Molekül. Salze bestehen aus geladenen kleinsten Teilchen, den Ionen. In vielen Materialien sind mehrere Stoffe auf spezielle Art miteinander vermischt, z.B. in Milch, Glas, Butter .... Sie erhalten dadurch ihre besonderen Eigenschaften.
Die Aggregatzustände: physikalische Übergänge zwischen festem, flüssigem und gasförmigem Zustand bei ein und dem selben Stoff.
Bei chemischen Reaktionen verändern sich die Stoffeigenschaften, da neue Stoffe entstehen (Buch S. 96-97). Dagegen ist eine Änderung des Aggregatzustandes (schmelzen, verdampfen, erstarren, sublimieren ...) nur eine vorübergehende Zustandsänderung und somit ein physikalischer Vorgang. Bei Rückkehr zu den Ausgangsbedingungen, z.B. der ursprünglichen Temperatur, zeigt der Stoff wieder die gleichen Stoffeigenschaften und seinen ursprünglichen Aggregatzustand. Die Stoffeigenschaften und der Stoff sind unverändert ----> ES HAT DAHER KEINE CHEMISCHE REAKTION STATTGEFUNDEN!
Film: Typisches Verhalten der verschiedenen Aggregatzustände
Film zu den Eigenschaften der Aggregatzustände
Animationen:
Schmelz- und Siedepunkt im Teilchenmodell
Atombau und Periodensystem (Buch S. 187-199)
Atombau und Periodensystem (PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE): Wie sind
Elemente und Verbindungen aufgebaut?
Nach dem Rutherford´schen Atommodell bestehen Atome aus einem Atomkern und einer Atomhülle. Der Atomkern enthält die positiv geladenen Protonen und die ungeladenen Neutronen, während die Atomhülle nur die fast masselosen, negativ geladenen Elektronen enthält.
Wieviele Protonen, Neutronen und Elektronen hat ein bestimmtes Atom?
Kernladungszahl / Ordnungszahl (unten links am Symbol): gibt an, wieviele Protonen im Kern zu finden sind. Sie gibt außerdem an, wieviele Elektronen insgesamt auf den Schalen der Atomhülle zu finden sind!
Massenzahl (oben links am Symbol, meist eine Kommazahl): gibt die Gesamtzahl aller Kernteilchen, also Protonen und Neutronen, an.
Die Differenz von Massenzahl und Kernladungszahl gibt dir die Anzahl der Neutronen im Kern an.
Atombau interaktiv:
Im Detail: Was geschieht beim Versuch auf der Atomebene?
Das Ergebnis des Rutherford´schen Streuexperimentes
Aufbau der Elektronenhülle
Nach dem Atommodell von Niels Bohr existieren in der Atomhülle einzelne Energieniveaus für Elektronen, die wir uns wie Schalen vorstellen können. Der Kern ist von maximal sieben unterschiedlich großen Elektronen-enthaltenden Schalen umgeben, welche zusammen die Atomhülle bilden. Die negativ geladenen Elektronen unterschiedlicher Schalen besitzen unterschiedliche Energie, da sie dem Anziehungsfeld des positiv geladenen Atomkerns verschieden stark ausgesetzt sind. Die Elektronen werden von der Natur nach bestimmten Regeln auf die unterschiedlichen Schalen verteilt.
Merke dir:
Auf der innersten (kernnahen) Schale befinden sich nie mehr als zwei Elektronen! Es gibt nie mehr als acht Elektronen auf der jeweils äußersten Schale der Atomhülle eines Atoms. NIEMALS !!!!
Zusammenhang zwischen dem Periodensystem der Elemente und Atombau
Verschiedene Elemente und der Aufbau ihrer Atome (interaktive Animation, die zu frei wählbaren Elementen des Periodensystem jeweils den Aufbau der Atome zeigt) . Hier kann man sehen wie die Elektronen auf den Schalen der Atomhülle verteilt werden!
1.) Schau unbedingt einmal nach einander mehrere Elemente einer Hauptgruppe (Spalte) an! Was fällt dabei auf?
2.) Was verändert sich beim Sprung von einer Schale zur Nächsten?
Ergebnis:
- Die Anzahl der Außenelektronen stimmt mit der Hauptgruppennummer überein!
- Die Periode (Zeile) des betrachteten Elements stimmt mit der Anzahl der mit Elektronen besetzten Schalen überein!
Chemische Reaktionen
Wir haben als nächstes wiederholt, was bei der chemischen Reaktion von Natrium mit Chlor geschieht. Es kommt zu einen Elektronenübergang des einen Valenzelektrons der Natriumatome zu Chloratomen. Dadurch bilden sich Ionen, jeweils ein einfach positiv geladenes Natriumion und ein einfach negativ geladenes Chlorion. Die neue entstandene Verbindung Natriumchlorid besteht also aus Na+-Ionen und Cl- -Ionen.
SIEHE Unterricht in der Klasse H9a (Schuljahr 2013/2014): http://kopernikusschule.jimdo.com/startseite/dr-bauer/ch-h9a/
Reaktionen von Metallen mit gelösten, wässrigen Metallverbindungen: Korrosion und Batterien
Strom aus einer Zitrone: die Zitronenbatterie bei Wissen macht Ah!
ANIMATION: Was geschieht mit einem Eisennagel, der in Kupfersulfatlösung steht?
Immer, wenn ein unedles Metall mit der Lösung eines edleren Metalls in Kontakt kommt, scheidet sich das edlere Metall ab und das unedlere wird aufgelöst (geht in Form von Ionen in Lösung).
Welches Metall ist unedel, welches ist edel?
Batterien
Wenn das unedle Metall nicht direkt in einer Lösung eines edleren Metalls steht, sondern davon getrennt, dann kann die Elektronenübertragung über einen metallischen Leiter erfolgen. Voraussetzung
ist allerdings, dass hierbei ein geschlossener Stromkreis existiert. Auf diese Art wird ein elektrischer Strom erzeugt und nutzbar gemacht - wir haben im Unterricht am 9.10.2013 eine einfache
Batterie gebaut!
ANIMATION: Was geschieht bei der Zink / Kupfer-Batterie (Daniell-Element) ?
Siehe doch einmal im Buch nach, oder bei Prof. Blume:
Lernkontrolle Chemie am Mon. 11.5.2015
