Allgemeine Chemie
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Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

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Alt 14.06.2007, 23:03   #1   Druckbare Version zeigen
Ishildur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Hallo zusammen
Ich habe gerade mit einem Grundkurs in Chemie angefangen und schon jetzt gibst da einige Dinge, welche ich überhaupt nicht nachvollziehen kann:

1. Folgende Reaktionsgleichung
2Mg + O2 -> 2MgO

Wenn ich nun die beteiligten Elemente im Periodensystem betrachte stelle ich folgendes fest: Mg = 2 Valenzelektronen, O = 6 Valenzelektronen

Woher kann ich nun erkennen, ob es sich dabei um eine kovalente oder um eine Ionenverbinung handelt?

2. Folgende Reaktionsgleichung
S + O2 -> SO2

Also erstens steht in meinem Chemiebuch, dass ein Schwefelmolekül aus 8 Schwefelatomen besteht. Müsste dann die Gleichung nicht so aussehen?

S8 + 8O2 -> 8SO2

Wieso besteht ein Schwefelmolekül überhaupt aus 8 und nicht aus 2 Atomen, wie bspw. auch das Sauerstoffmolekül, dessen Atome sich in der selben Hauptgruppe befinden?

Schwefel und Sauerstoff haben ja beide 6 Valenzelektronen. Wieso reagiert denn nun ein Schwefelatom mit 2 Sauerstoffatomen? Es währe doch genausogut umgekehrt möglich?

3. Elektronenpaarabstossungsmodell
Ein Zitat aus meinem Chemiebuch:
Zitat:
Befinden sich die Elektronen in einem Elektronenoktett, so sind sie paarweise um den Atomkern angeordnet. In einer Modellvorstellung nimmt man an, dass sich die 4 gleich geladenen Elektronenpaare gegenseitig abstossen und einen Platz um den Atomkern einnehmen, an dem die gegenseitige Abstossung am geringsten ist. In diesm Elektronenpaarabstossungsmodell halten sich die Elektronenpaare an den Ecken eines Tetraeders auf, wobei der Atomkern sich im Zentrum dieses Tetraeders befindet.
Also ich dachte, die Elektronen kreisen um den Atomkern und sind nicht einfach irgendwo angeordnet? Was denn nun?

dass sich die 4 gleich geladenen Elektronenpaare gegenseitig abstossen... Also ich dachte, alle Elektronen sind negativ geladen, während die Protonen positiv geladen sind? Was denn nun?

Hoffe ihr könnt mir helfen, bin echt gerade ein wenig verwirrt!

Mfg Ishildur
Ishildur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.06.2007, 23:14   #2   Druckbare Version zeigen
NilsM Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.285
AW: Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Zitat:
Folgende Reaktionsgleichung
2Mg + O2 -> 2MgO

Wenn ich nun die beteiligten Elemente im Periodensystem betrachte stelle ich folgendes fest: Mg = 2 Valenzelektronen, O = 6 Valenzelektronen

Woher kann ich nun erkennen, ob es sich dabei um eine kovalente oder um eine Ionenverbinung handelt?
Die Elektronegativitätsdifferenz (Pauling) ist größer als 2,0.
Deshalb kann man diese Bindung als nahezu 100%ig ionisch betrachten.
Zitat:
. Folgende Reaktionsgleichung
S + O2 -> SO2

Also erstens steht in meinem Chemiebuch, dass ein Schwefelmolekül aus 8 Schwefelatomen besteht. Müsste dann die Gleichung nicht so aussehen?

S8 + 8O2 -> 8SO2

Wieso besteht ein Schwefelmolekül überhaupt aus 8 und nicht aus 2 Atomen, wie bspw. auch das Sauerstoffmolekül, dessen Atome sich in der selben Hauptgruppe befinden?
Schwefel kommt in verschiedenen Modifikationen vor. Eine davon ist S8, es gibt aber auch S12 bis zu S36. Z.T. sind diese Modifikationen Ringförmig, z.T. lange Ketten. Das hängt hauptsächlich von der Temperatur ab.
Die Reaktionsgleichung lässt diese Modifikation aussen vor, denn für die Redoxreaktion ist es unwichtig in welcher Modifikation Schwefel vorliegt.
Zitat:
3. Elektronenpaarabstossungsmodell
Ein Zitat aus meinem Chemiebuch:
Zitat:
Befinden sich die Elektronen in einem Elektronenoktett, so sind sie paarweise um den Atomkern angeordnet. In einer Modellvorstellung nimmt man an, dass sich die 4 gleich geladenen Elektronenpaare gegenseitig abstossen und einen Platz um den Atomkern einnehmen, an dem die gegenseitige Abstossung am geringsten ist. In diesm Elektronenpaarabstossungsmodell halten sich die Elektronenpaare an den Ecken eines Tetraeders auf, wobei der Atomkern sich im Zentrum dieses Tetraeders befindet.
Also ich dachte, die Elektronen kreisen um den Atomkern und sind nicht einfach irgendwo angeordnet? Was denn nun?
Die sp3-Hybridorbitale sind tetraedrisch angeordnet. Die Elektronen "kreisen" nicht, wie zB Planeten um den Kern sondern nehmen ganz spezielle Energieniveaus ein. Ausgehend von diesen Niveaus kann man Bereiche benennen in denen sich das Elektron mit nahezu 99% Wahrscheinlichkeit aufhält. Diese Bereiche nennt man dann Orbitale und ordnet sie so an, dass sie möglichst weit weg voneinander weg sind.
Zitat:
dass sich die 4 gleich geladenen Elektronenpaare gegenseitig abstossen... Also ich dachte, alle Elektronen sind negativ geladen, während die Protonen positiv geladen sind? Was denn nun?
Ich verstehe deine Frage nicht.


mfg
NilsM
NilsM ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 15.06.2007, 00:29   #3   Druckbare Version zeigen
fj Männlich
Mitglied
Beiträge: 161
AW: Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Hoffe ihr könnt mir helfen, bin echt gerade ein wenig verwirrt!

Mfg Ishildur[/QUOTE]

Bis auf Deine letzte Frage, die ich auch nicht verstehe,
sind Deine Fragen alle sehr treffend! Denn sie berühren
die Tatsache, dass die "vereinfachte" Schulchemie, die jeder
zuerst lernt, eben eine (extrem nützliche) Krücke ist.
Auch die Hochschul- und professionelle Chemie arbeitet weiter
mit diesen und etwas verfeinerten "Krücken" (z.B. die genannte Hybridisierung), da die streng korrekte (quantentheoretische) Beschreibung dessen, was Elektronen im Feld von einem oder mehreren Atomkernen so treiben und bewirken einfach sehr kompliziert und unanschaulich ist.
Das ist ja in anderen Naturwissenschaften ähnlich, aber vielleicht nicht so extrem. Jeder Geograph behandelt die Erde als Kugel solange es geht, obwohl sie ein kompliziert zu beschreibendes kartoffelartiges Geodid ist, auf dem sich Längen- und Breitengrade nicht so verhalten, wie das ursprünglich gelernt wurde.
Sinn meiner Ausführungen: Es ist nützlich sich klar zu machen, dass im Grundkurs Modellvorstellungen vermittelt werden, die ihre Grenzen haben, deren genaue Lage man aber erst so einige Semester (bzw. Bücher) später begreifen kann.

Was nicht heißt, dass zu Deinen genannten Problemen nicht auch ein paar "einfache" Antworten reichen. Zum Beispiel ist
Schwefel ja trotz gleicher Valenzelektronenkonfiguration ein größeres Atom: Energie und Geometrie der Bindungen sind da schon verschieden...

Gruß, F.
fj ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2007, 00:47   #4   Druckbare Version zeigen
Ishildur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
AW: Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Hey danke vielmals, für eure Ausführungen.
Zu meiner letzten Frage: dass sich die 4 gleich geladenen Elektronenpaare gegenseitig abstossen...

Gibt es denn unterschiedlich geladene Elektronen? Ich dachte, jedes Elektron ist identisch zu allen Anderen, ich wusste bzw. weiss nichts darüber, dass es da Unterschiede gibt?!

Es gibt da noch etwas Anderes, was ich nicht verstehe:
Folgende Aufgabe:

Zitat:
Wie lautet die Reaktionsgleichung bei der Verbrennung von Aluminium?
Die Lösung lautet:
4Al+3O2 -> 2Al2O3

Die Molekülmengen kann ich bestimmen, allerdings nicht die einzelnen Mengen der Atome(tiefgestellte Zahlen)

Woher kann ich wissen, dass sich Aluminium und Sauerstoff zu Dialuminiumtrioxid Al2O3 verbindet und nicht bspw. zu Trialuminiumdioxid? Al3O2?

Mfg Ishildur
Ishildur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2007, 09:58   #5   Druckbare Version zeigen
rai69 Männlich
Mitglied
Beiträge: 341
AW: Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Zitat:
Zitat von Ishildur Beitrag anzeigen
Zu meiner letzten Frage: dass sich die 4 gleich geladenen Elektronenpaare gegenseitig abstossen...

Gibt es denn unterschiedlich geladene Elektronen? Ich dachte, jedes Elektron ist identisch zu allen Anderen, ich wusste bzw. weiss nichts darüber, dass es da Unterschiede gibt?!
Ich verstehe deine Frage noch immer nicht ganz kann dir aber versichern, dass alle Elektronen eine negative Ladung tragen, deren Betrag unter gleichen Bedingungen immer gleich ist.

Stört dich jetzt, dass sich die Elektronen in einem Elektronenpaar scheinbar nicht abstoßen? Auch dieses ist wieder ein Modellvorstellung, denn die einzelnen Elektronen im Elektronenpaar befinden nicht in räumlicher Nähe zueinander, sondern ihre Aufenthaltswahrscheinlichkeit liegt im gleichen Orbital; ihre Energie ist ähnlich. Im "geometrischen Körper" Orbital versuchen die beiden Elektronen stets die max. Entfernung voneinander zu erreichen.

Zitat:
Zitat von Ishildur Beitrag anzeigen
Es gibt da noch etwas Anderes, was ich nicht verstehe:
Folgende Aufgabe:

Die Lösung lautet:
4Al+3O2 -> 2Al2O3

Die Molekülmengen kann ich bestimmen, allerdings nicht die einzelnen Mengen der Atome(tiefgestellte Zahlen)

Woher kann ich wissen, dass sich Aluminium und Sauerstoff zu Dialuminiumtrioxid Al2O3 verbindet und nicht bspw. zu Trialuminiumdioxid? Al3O2?
Die Elektronegativität gibt Auskunft über die Neigung Elektronen abzugeben bzw. aufzunehmen. Demnach solltest du - ganz vereinfacht gesagt - dir die Elektronegativitäten ansehen und dann entscheiden, welcher Reaktionspartner oxidiert und welcher reduziert wird.
Ganz allgemein kann man auch sagen, dass Metalle fast immer oxidiert werden, diese Neigung nimmt mit zunehmender HG-Nr. immer weiter ab, gleichzeitig erhöht sich in dieser Richtung die Neigung, als Oxidationsmittel (das selbst reduziert wird) zu fungieren.
rai69 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2007, 12:10   #6   Druckbare Version zeigen
fj Männlich
Mitglied
Beiträge: 161
AW: Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Al2O3 heißt ja, dass pro Formeleinheit nur zwei Aluminium(ionen) aber drei Sauerstoff(ionen) notwendig sind.
Ionen hab ich in Klammern geschrieben, weil man bei Reaktionen von Metallen (links bzw unten im PSE) mit Nichtmetallen (re ob i PSE) zunächst mal annimmt, es würden Ionen entstehen.
Die stöchiometrische Wertigkeit ergibt sich dann aus der Zahl der abgegebenen Elektronen (beim Metall) bzw. der aufgenommenen Elektronen beim Nichtmetall. Aluminium ist 3-wertig, da es 3e- abgibt, Sauerstoff 2-wertig, da es 2 e- aufnimmt. Damit ist logisch, dass es nicht Al3O2 geben kann, da dann neun Elektronen von Al abgegeben würden, aber nur vier von O aufgenommen.

Woher weiß man, wieviel Elektronen abgegeben/aufgenommen werden?
Vereinfacht: die (Hauptgruppen-)Metalle geben häufig alle Valenzelektronen (sind ja nicht viele) ab. Die Nichtmetalle nehmen soviele Elektronen auf, bis sie (wie die Edelgase) eine abgeschlossene Valenzschale haben.

Eigentlich müsste das alles in Deinem Buch stehen.

Gruß, F.
fj ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.06.2007, 16:54   #7   Druckbare Version zeigen
Ishildur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
AW: Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Hallo zusammen
Ich habe da nochmal ein paar Fragen:

1. Nun habe ich in meinem Chemiebuch folgende Stoffzusammensetzung gesehen:

IF7 Wenn ich mir die beiden Stoffe im Periodensystem ansehe, dann fällt mir auf, dass sich beide in der 7. Hauptgruppe befinden und somit je 7 Valenzelektronen haben. Wieso um alles in der Welt heisst die Formel dann nicht IF? Denn beie Elemente brauchen bloss 1 Elektronenpaar um eine Vollständige Schale zu bilden.

2. Nach Brönsted-Lowry sind Säuren Substanzen, die Protonen abgeben können. Aber wenn ein Atom Protonen abgibt, dann ist es doch schliesslich ein anderes Element?

Basen sind Substanzen, welche Protonen aufnehmen können. Wenn nun aber eine Substanz Protonen aufnimmt, dann sind doch plötzlich mehr Protonen als Neutronen vorhanden, was zu einer Spaltung des Kerns führen würde?

Eine weitere Frage: Bei Metallbindungen, geben die Atome ihre Elektronen auf der äussersten Schale komplett ab. Dies würde doch aber bedeuten, dass die Ansziehungskraft durch die Protonen , welche nun auf weniger Elektronen verteilt ist, dazu führen würde, dass jene verbleibende Elektronen in den Kern fallen würden?

Ich habe gestern in einem Versuch, Stahlwolle angezündet. Dabei ist mir aufgefallen, dass sich dunkelgrauer Rauch gebildet hat. Die chemische Formel lautet Fe + H2 -> Fe2O3 Nun kann man sagen, dass das Eisen sich ja nicht mit purem Sauerstoff, sondern mit Atemluft verbunden hat, was bedeutet, dass dadurch Stickstoff freigesetzt wurde. Soviel ich weiss, ist allerdings Stickstoff unsichtbar. Wie kann sich also bei diesem Verbrennungsvorgang Rauch entwickeln?

Also ich verstehe wirklich gar nichts mehr!
Ishildur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.06.2007, 19:53   #8   Druckbare Version zeigen
fj Männlich
Mitglied
Beiträge: 161
AW: Einige grundlegende Verständnisprobleme...

Zitat:
Zitat von Ishildur Beitrag anzeigen
1. Nun habe ich in meinem Chemiebuch folgende Stoffzusammensetzung gesehen:
IF7 Wenn ich mir die beiden Stoffe im Periodensystem ansehe, dann fällt mir auf, dass sich beide in der 7. Hauptgruppe befinden und somit je 7 Valenzelektronen haben. Wieso um alles in der Welt heisst die Formel dann nicht IF? Denn beie Elemente brauchen bloss 1 Elektronenpaar um eine Vollständige Schale zu bilden.
Keine Panik, du hast Recht: http://de.wikipedia.org/wiki/Iodfluorid
Es gibt eben noch weitere Phänomene, für deren Interpretation
etwas differenziertere Modelle nötig sind. Bei IF7 wäre glaube ich die simpelste Erklärung, dass die extrem reaktiven Fluoratome hier das Iod quasi ausplündern wie sie es mit Metallatomen machen würden. Dem Iod werden so alle 7 Valenzelektronen geklaut. Die 7 Flouridionen können aber von diesem dann 7-fach positiven Iodid-Kation nicht weg, sondern bleiben dran gebunden.
Zitat:
2. Nach Brönsted-Lowry sind Säuren Substanzen, die Protonen abgeben können. Aber wenn ein Atom Protonen abgibt, dann ist es doch schliesslich ein anderes Element?
Atome sind da nicht gemeint, sondern Moleküle, die
mindestens ein H enthalten. Das missverständliche ist, dass ein positiv geladenes H-Atom auch "Proton" genannt werden kann. Aber es ist kein Proton eines anderen Atomkerns gemeint.
Zitat:
Basen sind Substanzen, welche Protonen aufnehmen können. Wenn nun aber eine Substanz Protonen aufnimmt, dann sind doch plötzlich mehr Protonen als Neutronen vorhanden, was zu einer Spaltung des Kerns führen würde?
Auch hier geht es um die Aufname von eigenständigen H+Ionen.
Zitat:
Dies würde doch aber bedeuten, dass die Ansziehungskraft durch die Protonen , welche nun auf weniger Elektronen verteilt ist, dazu führen würde, dass jene verbleibende Elektronen in den Kern fallen würden?
Dass die Elektronen nicht in den Kern Fallen lässt sich mit den einfachen Modellen wie Planetenmodell sowieso nicht erklären.
Das Problem wurde erst mit einer ganz neuen Physik (Quantenphysik) gelöst. In dieser Physik gibt es eine sog. Unschärfe als Naturgesetz. Das bedeutet, dass das Elektron im Atom kein Punktteilchen ist, dass in den Kern fallen kann, sondern etwas mehr "Wolkenhaftes", eine stehende Materiewelle.
Zitat:
Die chemische Formel lautet Fe + H2 -> Fe2O3
Die Formel ist Unsinn. Wie kommst Du darauf?
Zitat:
Soviel ich weiss, ist allerdings Stickstoff unsichtbar. Wie kann sich also bei diesem Verbrennungsvorgang Rauch entwickeln?
Der verbleibende Stickstoff bleibt auch unsichtbar. Der Rauch besteht wohl aus kleinen Feststoffpartikel Fe3O4.

Gruß, F.
fj ist offline   Mit Zitat antworten
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