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lukas.s
Gast
Periodensystem:
▪Die waagrechten Elementarreihen heißen Peroden, die senkrechten Gruppen
▪Nichtmetalle stehen im PS vorzugsweise rechts oben, Metalle eher links unten
▪Edelgase haben vollständig gefüllte s- und p-Orbitale der Valenzschale, aber nur ganz leere oder ganz gefüllte d-Orbitale
▪Bei Übergangsmetallen werden die d-Orbitale der 2.äusersten Schale gefüllt
Säuren und Base▪Die Stärke der Säure wird durch den pKs Wert definiert
▪Eine Säure ist ein Protonondonor, eine Base ein Protonenakzeptor
▪Ein Protonendonor und ein dazugehöriger Akzeptor bilden ein konjugiertes Säure-Basen-Paar z.B. Donor: HCl – ibt ein Wasserstoffion(Proton) an Akzeptor ab – Cl-
▪der PH Wert eines Puffersystems hängt in erster Linie von der Säurestärke der Puffersäure ab.
▪Eine starke Säure hat einen negativen pKs Wert, eine schwache hat einen pKS über 4,5
BSP: Salzsäure ist eine starke Säure, Essigsäure eine schwache Säure
▪Ob eine Substanz sauer oder basisch ist hängt auch vom Reaktionpartner ab
▪Der PH Wert gibt keine Auskunft über die Stärke einer Säure
▪Ein Puffer ist eine Mischung einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base
▪pH+pOH=pKw=14 pH=14-pOH ph=pKs + log (CB/CS)
Oxidation und Reduktion▪Die wichtigste Reaktion zur biologischen Energiegewinnung ist die Reduktin(Aufnahme) von eingeatmetem Luftsauerstoff zu Wasser
▪Die Zelle verwendet NADH als bioverträglichen Wasserttoffträger
▪Reduktion ist eine Aufnahme von Elektronen, Oxidation eine Abgabe von Elektronen
Das Normalpotential E0 eines konjugierten Redoxpaares ist:
▪Ein Maß für die Stärke dieses Oxidations- bzw Reduktionsmittels
▪Wird durch Koppelung dieses Redoxpaares im Standardzustand mit einer Normalwasserstoffelektrode gemessen
▪Bildet die Basis für die Definition der Spannungsreihe der Elemente
▪Ein galvanisches Element entspricht der Kombination von 2 konjugierten Redoxpaaren
Spannungsreihe der Elemente:
▪Die Elektronen fließen stets vom Redoxpaar mit negativem Normalpotential zum Redoxpaar mit positivem Normalpotential
▪Die Redoxpaare mit negativem Normalpotential stehen üblicherweise oberhalb des Wasserstoffsystems (H+/H2)
Nernst`sche Gleichung:
▪Sie erlaubt die Berechnung des elektrochemischen Potentials eines konjugierten Redoxpaares
▪konjugierte Redoxpaare sind z.B: 2H+/H2 O2/H2O Fe2+/Fe3+
Pauli Prinzip
▪Besagt, dass sich Elektronen eines Atoms in mind. einer der 4 Quantenzahlen unterscheiden müssen
▪Besagt, dass jedes Orbital eines Mehrelektronenatoms max. 2 Elektronen mit je untersch. Spinquantenzahl aufnehmen kann.
Thermodynamik
▪Das chem.Gleichgewicht ist temperaturabhängig und es ist ein dynamisches Gleichgewicht
Für chemische Reaktionen mit sehr großer Gleichgewichtskonstante K>>1 gilt:
▪Im Gleichgewicht überwiegen bei weitem die Produkte
▪Die Standard-Freie Reaktionsenthalpieänderung ist stark negativ
▪Die Reaktion ist exergonisch (=wenn freie Enthalpie negativ ist bzw. während eines Prozesses abnimmt)
▪Die Reaktion kann zur Arbeitsleistung herangezogen werden
▪Enthalpie (Energie) ist eine Zustandsfunktion, die die Höhe der umgesetzten Wärmemenge, bei kontantem Druck, angibt
▪Reaktionen mit negativer Enthalpieänderung sind exotherm, mit positiver endotherm
wenn freie Enthalpie negativ = exergonisch, wenn positiv=endergonisch
Entropie = Maß für die Unordnung eines Systems
▪Erster Hauptsatz d. Thermodynamik: Energie des Universums ist konstant
Systeme
▪System: streben nach Zustände minimaler Energie und maximaler Entropie
▪Die Entropie ist ein Maß für die molekulare Unordnung eines Systems
▪Die Entropie ist proportional der thermodynamische Wahrscheinlichkeit des Zustands des Systems
▪Die Entropie ist bei Gasen höher als bei Flüssigkeiten
▪Die Entropie für einen idealen Kristall bei 0K beträgt S=0
Gleichgewichtskonstante
▪Bei aus Teilreaktionen zusammengesetzte Reaktionen ist die GGKonstante das Produkt der GGKonstanten der Teilreaktionen
▪Bei Umkehr der Reaktionsrichtung wird aus der GGKonsatante einer Reaktion ihr Kehrwert
▪Die freie Enthalpie G wird gebildet aus Enthalpie H, Entropie S und Temperatur T
Chemische Kinetik▪Bei Reaktionen 0.Ordnung ist die Geschwindigkeit von der Konzentration unabhängig
▪Der Alkoholabbau in der Leber folgt über weite Konzentrationsbereiche einem Geschwindigkeitsgesetz 0.Ordnung
▪Die HWZ ist eine charakteristische Größe einer Kinetik erster Ordnung
Bei Reaktionen 1.Ordnung:
▪Ist die HWZ nicht konzentrationsabhängig (bzw. konentrationsunabhängig)
▪Ist die Reaktionsgeschwindigkeit proportional der Konzentration
▪Hängt die Reaktionsgeschwindigkeit nicht von der Aktivierungsenergie ab
▪Findet man bei einer Auftragung des log der Konzentration gegen die Zeit einen linearen Verlauf
▪ändern sich die Konzentrationen exponetiell mit der Zeit
▪der radioaktive Zerfall folgt einem Geschwindigkeitsgesetz 1.Ordnung
chemische Reaktiongleichungen:▪es gilt das Gesetz der Erhaltung der Masse
▪bei Reaktionen in Lösungen ist die Verwendung von Ionengleichungen sinnvoll
▪Reaktionsgleichungen gestatten Aussagen über die Massenverhältnisse bei chemischen Reaktionen.
▪Edukte stehen immer links, Produkte rechts des Reaktionspfeils
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit ist temperaturabhängig
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit steigt generell bei steigender Temperatur
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit wird bestimmt durch die Aktivierungsenergie
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit ist definiert als die zeitliche Änderung der Konzentration eines Reaktionspartners
▪Säure-/Base-Reaktionen und Lösungs- und Fällungsgleichgewichte gehören zu den 4 Grundtypen chemischer reaktionen
Chemische Bindung▪Das Ionisierungspotential ist immer positiv
▪Die Elektronenaffiniät kann sowohl positive als auch negative Werte annehmen
▪Alkalimetalle besitzen besonders niedrige Ionisierungspotentiale
▪Fluor ist das Element mit der höchsten Elektronenaffinität
▪C=C-Doppelbindungen sind starr (keine freie Drehbarkeit) und befinden sich zwischen 2 sp2-hybridisierten C-Atomen
▪sp3-hybridisierte C-Atome besitzen lokal eine tetraedische Bindungsgeometrie
▪sp2-hybridisierte C-Atome besitzen lokal eine ebene (planare) Bindungsgeometrie
▪Wasserstoffbrückenbindungen sind schwächer als kovalente Bindungen
▪Zur Ausbildung einer Wasserstoffbrückenbindung muß das Wasserstoffatom an ein elektronegatives Element wie z.B. Sauerstoff oder Stickstoff gebunden sein
▪Wasserstoffbrückenbindungen sind wesentlich stärker als Dipol-Dipol-Kräfte
▪Salze besitzen Ionenbindungen
▪Wasserstoffbrückenbindungen liegen bezüglich ihrer Stabilität zwischen kovalenten Bindungen und van der Waals-Wechselwirkungen
▪Wasserstoffbrückenbindungen sind eine wesentliche Voraussetzung für die Evolution
▪polarisierte kovalente Bindungen können zur Bildung molekularer Dipole führen
Löslichkeit▪Die molare Löslichkeit eines Salzes hängt davon ab, ob ein Ion des Salzes schon in der Lösung vorhanden ist
▪Polare Substanzen sind in Wasser gut löslich
▪In einer gesättigten Lösung geht gleich viel Substanz in Lösung wie wieder zurück in die feste Phase geht
▪Das Löslichkeitsprodukt kann nur für Substanzen angegeben werden, die sich unter Dissoziationen lösen
▪Das Löslichkeitsprodukt ist das Produkt der Gleichgewichtskonzentrationen der Ionen eines gelösten Salzes
▪Die waagrechten Elementarreihen heißen Peroden, die senkrechten Gruppen
▪Nichtmetalle stehen im PS vorzugsweise rechts oben, Metalle eher links unten
▪Edelgase haben vollständig gefüllte s- und p-Orbitale der Valenzschale, aber nur ganz leere oder ganz gefüllte d-Orbitale
▪Bei Übergangsmetallen werden die d-Orbitale der 2.äusersten Schale gefüllt
Säuren und Base▪Die Stärke der Säure wird durch den pKs Wert definiert
▪Eine Säure ist ein Protonondonor, eine Base ein Protonenakzeptor
▪Ein Protonendonor und ein dazugehöriger Akzeptor bilden ein konjugiertes Säure-Basen-Paar z.B. Donor: HCl – ibt ein Wasserstoffion(Proton) an Akzeptor ab – Cl-
▪der PH Wert eines Puffersystems hängt in erster Linie von der Säurestärke der Puffersäure ab.
▪Eine starke Säure hat einen negativen pKs Wert, eine schwache hat einen pKS über 4,5
BSP: Salzsäure ist eine starke Säure, Essigsäure eine schwache Säure
▪Ob eine Substanz sauer oder basisch ist hängt auch vom Reaktionpartner ab
▪Der PH Wert gibt keine Auskunft über die Stärke einer Säure
▪Ein Puffer ist eine Mischung einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base
▪pH+pOH=pKw=14 pH=14-pOH ph=pKs + log (CB/CS)
Oxidation und Reduktion▪Die wichtigste Reaktion zur biologischen Energiegewinnung ist die Reduktin(Aufnahme) von eingeatmetem Luftsauerstoff zu Wasser
▪Die Zelle verwendet NADH als bioverträglichen Wasserttoffträger
▪Reduktion ist eine Aufnahme von Elektronen, Oxidation eine Abgabe von Elektronen
Das Normalpotential E0 eines konjugierten Redoxpaares ist:
▪Ein Maß für die Stärke dieses Oxidations- bzw Reduktionsmittels
▪Wird durch Koppelung dieses Redoxpaares im Standardzustand mit einer Normalwasserstoffelektrode gemessen
▪Bildet die Basis für die Definition der Spannungsreihe der Elemente
▪Ein galvanisches Element entspricht der Kombination von 2 konjugierten Redoxpaaren
Spannungsreihe der Elemente:
▪Die Elektronen fließen stets vom Redoxpaar mit negativem Normalpotential zum Redoxpaar mit positivem Normalpotential
▪Die Redoxpaare mit negativem Normalpotential stehen üblicherweise oberhalb des Wasserstoffsystems (H+/H2)
Nernst`sche Gleichung:
▪Sie erlaubt die Berechnung des elektrochemischen Potentials eines konjugierten Redoxpaares
▪konjugierte Redoxpaare sind z.B: 2H+/H2 O2/H2O Fe2+/Fe3+
Pauli Prinzip
▪Besagt, dass sich Elektronen eines Atoms in mind. einer der 4 Quantenzahlen unterscheiden müssen
▪Besagt, dass jedes Orbital eines Mehrelektronenatoms max. 2 Elektronen mit je untersch. Spinquantenzahl aufnehmen kann.
Thermodynamik
▪Das chem.Gleichgewicht ist temperaturabhängig und es ist ein dynamisches Gleichgewicht
Für chemische Reaktionen mit sehr großer Gleichgewichtskonstante K>>1 gilt:
▪Im Gleichgewicht überwiegen bei weitem die Produkte
▪Die Standard-Freie Reaktionsenthalpieänderung ist stark negativ
▪Die Reaktion ist exergonisch (=wenn freie Enthalpie negativ ist bzw. während eines Prozesses abnimmt)
▪Die Reaktion kann zur Arbeitsleistung herangezogen werden
▪Enthalpie (Energie) ist eine Zustandsfunktion, die die Höhe der umgesetzten Wärmemenge, bei kontantem Druck, angibt
▪Reaktionen mit negativer Enthalpieänderung sind exotherm, mit positiver endotherm
wenn freie Enthalpie negativ = exergonisch, wenn positiv=endergonisch
Entropie = Maß für die Unordnung eines Systems
▪Erster Hauptsatz d. Thermodynamik: Energie des Universums ist konstant
Systeme
▪System: streben nach Zustände minimaler Energie und maximaler Entropie
▪Die Entropie ist ein Maß für die molekulare Unordnung eines Systems
▪Die Entropie ist proportional der thermodynamische Wahrscheinlichkeit des Zustands des Systems
▪Die Entropie ist bei Gasen höher als bei Flüssigkeiten
▪Die Entropie für einen idealen Kristall bei 0K beträgt S=0
Gleichgewichtskonstante
▪Bei aus Teilreaktionen zusammengesetzte Reaktionen ist die GGKonstante das Produkt der GGKonstanten der Teilreaktionen
▪Bei Umkehr der Reaktionsrichtung wird aus der GGKonsatante einer Reaktion ihr Kehrwert
▪Die freie Enthalpie G wird gebildet aus Enthalpie H, Entropie S und Temperatur T
Chemische Kinetik▪Bei Reaktionen 0.Ordnung ist die Geschwindigkeit von der Konzentration unabhängig
▪Der Alkoholabbau in der Leber folgt über weite Konzentrationsbereiche einem Geschwindigkeitsgesetz 0.Ordnung
▪Die HWZ ist eine charakteristische Größe einer Kinetik erster Ordnung
Bei Reaktionen 1.Ordnung:
▪Ist die HWZ nicht konzentrationsabhängig (bzw. konentrationsunabhängig)
▪Ist die Reaktionsgeschwindigkeit proportional der Konzentration
▪Hängt die Reaktionsgeschwindigkeit nicht von der Aktivierungsenergie ab
▪Findet man bei einer Auftragung des log der Konzentration gegen die Zeit einen linearen Verlauf
▪ändern sich die Konzentrationen exponetiell mit der Zeit
▪der radioaktive Zerfall folgt einem Geschwindigkeitsgesetz 1.Ordnung
chemische Reaktiongleichungen:▪es gilt das Gesetz der Erhaltung der Masse
▪bei Reaktionen in Lösungen ist die Verwendung von Ionengleichungen sinnvoll
▪Reaktionsgleichungen gestatten Aussagen über die Massenverhältnisse bei chemischen Reaktionen.
▪Edukte stehen immer links, Produkte rechts des Reaktionspfeils
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit ist temperaturabhängig
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit steigt generell bei steigender Temperatur
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit wird bestimmt durch die Aktivierungsenergie
▪Die Reaktionsgeschwindigkeit ist definiert als die zeitliche Änderung der Konzentration eines Reaktionspartners
▪Säure-/Base-Reaktionen und Lösungs- und Fällungsgleichgewichte gehören zu den 4 Grundtypen chemischer reaktionen
Chemische Bindung▪Das Ionisierungspotential ist immer positiv
▪Die Elektronenaffiniät kann sowohl positive als auch negative Werte annehmen
▪Alkalimetalle besitzen besonders niedrige Ionisierungspotentiale
▪Fluor ist das Element mit der höchsten Elektronenaffinität
▪C=C-Doppelbindungen sind starr (keine freie Drehbarkeit) und befinden sich zwischen 2 sp2-hybridisierten C-Atomen
▪sp3-hybridisierte C-Atome besitzen lokal eine tetraedische Bindungsgeometrie
▪sp2-hybridisierte C-Atome besitzen lokal eine ebene (planare) Bindungsgeometrie
▪Wasserstoffbrückenbindungen sind schwächer als kovalente Bindungen
▪Zur Ausbildung einer Wasserstoffbrückenbindung muß das Wasserstoffatom an ein elektronegatives Element wie z.B. Sauerstoff oder Stickstoff gebunden sein
▪Wasserstoffbrückenbindungen sind wesentlich stärker als Dipol-Dipol-Kräfte
▪Salze besitzen Ionenbindungen
▪Wasserstoffbrückenbindungen liegen bezüglich ihrer Stabilität zwischen kovalenten Bindungen und van der Waals-Wechselwirkungen
▪Wasserstoffbrückenbindungen sind eine wesentliche Voraussetzung für die Evolution
▪polarisierte kovalente Bindungen können zur Bildung molekularer Dipole führen
Löslichkeit▪Die molare Löslichkeit eines Salzes hängt davon ab, ob ein Ion des Salzes schon in der Lösung vorhanden ist
▪Polare Substanzen sind in Wasser gut löslich
▪In einer gesättigten Lösung geht gleich viel Substanz in Lösung wie wieder zurück in die feste Phase geht
▪Das Löslichkeitsprodukt kann nur für Substanzen angegeben werden, die sich unter Dissoziationen lösen
▪Das Löslichkeitsprodukt ist das Produkt der Gleichgewichtskonzentrationen der Ionen eines gelösten Salzes
