🧪 Chemie

Einleitung

Die Grundbausteine unseres Universums und gleichzeitig der zentrale Punkt in der Chemie sind Atome und Moleküle. Die Chemie weist hierbei Schnittpunkte mit anderen Fachbereichen auf: Mathematik, Biologie, Physik und Geowissenschaften.

Die Chemie unterteilt sich in einige Bereiche: anorganische, organische, physikalische, angewandte, analytische Chemie oder z. B. in die Bio- bzw. Kernchemie.

Atommodelle

Weil die Realität sehr komplex ist, verwendet man Modelle (in der Chemie => Atommodelle). Richtig oder Falsch gibt es nicht, die Modelle beschreiben etwas gut oder schlecht. Viele Annahmen und Theorien basieren auf diesen Modellen. Grenzen von Modellen verhindern falsche Ergebnisse. In der anorganischen Chemie sind die wichtigsten Modelle zum Beschreiben von Atomen das Schalenmodell und das Orbitallmodell.

Atome galten früher als unteilbar, ist heute jedoch widerlegt. Ein Atom besteht aus drei Bausteinen:

Baustein	Symbol	Ladung	Ort	Aufgabe
Proton	p / p^+	positiv	Atomkern	- Klassifizierung in Periodensystem - Anzahl ist die Ordnungszahl
Elektron	e / e^-	negativ	Atomhülle	- übernimmt Bindung von Atomen - geht Wechselwirkungen mit anderen Elektronen ein
Neutron	n	neutral	Atomkern	- Stabilisierung von Atomkern - Klassifizierung in Periodensystem - verhindert Abstoßung von Protonen

Ordnungszahl

Die Ordnungszahl beschreibt die Position im Periodensystem und die Eigenschaften des Elementes. Sie entspricht der Anzahl der Protonen eines Atoms.

Ion

Ein Ion liegt vor, wenn ein Atom unterschiedliche Anzahl an Elektronen und Protonen aufweist. Ione können elektrischen Strom leiten. Man unterscheidet zwischen zwei Varianten von Ionen:

Art des Ion	Anzahl	Ladung des Ion	Richtung des Stromfluss
Anion	Elektronen > Protonen	negatives Ion	zur Anode (Pluspol)
Kation	Elektronen < Protonen	positives Ion	zur Kathode (Minuspol)

Ione ordnen sich gitterförmig in Festkörper - in einer Art Gitterstruktur - an: Platz und Abstand sind fest. Die Gitterstruktur erzeugt die Stabilität des Festkörpers. Ionen sind wasserlöslich und daher gut in Blut und Trinkwasser transportierbar. Um Ladungen auszugleichen, lagern sich Ione zusammen: Kation mit positiver Ladung sucht sich Anion mit negativer Ladung. Ionen treten meist als Salze auf.

Ion	sucht	Ion
Anion mit ... zwei negativen Ladungen	--> -->	Kation mit ... zwei positiven Ladungen
Anion mit ... zwei negativen Ladungen	--> -->	2 Kationen mit ... je einer positiven Ladung

Isotop

Ein Element kann entweder ein Reinelement (keine Isotope) oder Mischelement (weitere Isotope) sein. In der Natur gibt es 22 Reinelemente. Ein Isotop eines Elements weist folgende Eigenschaften auf:

• stets gleiche Protonenzahl, aber andere Neutronenzahl (andere Massezahl)
• kann von radioaktiven Zerfall (Abgabe von Strahlung) betroffen sein (instabil) oder nicht (stabil)
• Die folgende Tabelle zeigt das grobe Verhältnis von Protonen zu Neutronen, damit ein Isotop als "stabil" bezeichnet wird:

  Ordnungszahl	Verhältnis von Protonen zu Neutronen
  niedrig	1:1
  hoch	1:1,5

Radiocarbonmethode (C14-Methode)

Da einige Isotope zerfallen, wird dieser Effekt benutzt, um das Alter von Organismen zu bestimmen.

Massenspektrometrie

Bei der Massenspektrometrie werden Teilchen nach Masse getrennt, um anschließend die Maße zu bestimmen.

Der Ablauf findet wie folgt statt:

• Probe in Gasphase führen (z. B. verdampfen)
• Gasmolekühle ionisieren (elektrisch Laden)
• Beschleunigung in elektrischem Feld, dadurch auch abgelenkt
• Abhängig von Masse ändert sich die Flugbahn bzw. die Schnelligkeit

Hinweis

Sollten schwerwiegende Fehler in der Zusammenfassung sein, bitte hier per E-Mail kontaktieren.