Dieses Buch beginnt daher mit dem Grundwissen der Chemie, den Grundbegriffen. Danach folgen die Fachbegriffe zu den einzelnen Teilgebieten, der allgemeinen, anorganischen und organischen Chemie, alfabetisch geordnet zum Nachschlagen.Nachschlagen, verstehen, lernen: – dieses Buch enthält, was man dazu an Grundwissen für den Chemieunterricht braucht: Fachbegriffe und Definitionen, Erklärungen,Beuispiele, Merksätze und auch einige Formeln.
Zum besseren Verständnis der einzelnen Fachbegriffe empfiehlt es sich manchmal auch, die Sachverhalte in Übungsaufgaben auszuprobieren. Diese sind z.B. in der Reihe „Üb(erleg)ungsaufgaben Chemie“ erschienen – zum Lernen im Homeschooling, durch ausprobieren, learning by doing, try and error.
Viel Erfolg beim Lernen und Anwenden, bei Tests, Klausuren und Abiturprüfungen wünscht der Autor!
Teil 1: Basiswissen Chemie
Teil 1 bietet zunächst die grundlegenden Definitionen, das Grundwissen (Grundbegriffe und erklärende Beispiele hierzu in Form von Merksätzen).
Teil 2 und 3 enthalten dann den Überblick über Fachbegriffe zur Allgemeinenund Anorganischen sowie zur Organischen Chemie in alphabetischer Ordnung.
Grundwissen: Stoffe, Stoffgemische, Stoffumwandlungen
1 Chemie ist die Lehre von Stoffen und Stoffumwandlungen.
2 Stoffe (Materialien) sind das, woraus sich wägbare Körper zusammensetzen. Beispiele: Ein Tropfen besteht aus Wasser, ein Materieklumpen aus Gestein, eine Wolke aus Luft und kleinsten Wassertröpfchen, eine 10-Cent-Münze aus Messing.
3 Stoffumwandlungen (chemische Reaktionen) sind Vorgänge, bei denen mindestens ein neuer Stoff entsteht.Beispiele: Beim Verbrennen von Kohle entsteht das Abgas Kohlendioxid, beim Rosten entsteht aus Eisen, Luft und Wasser Rostpulver.
4 Stoffe können vermengt vorliegen (als Stoffgemische aus mehreren Einzelbestandteilen) oder in Reinform (Reinstoffe). Beispiel: Salzwasser ist ein Stoffgemisch aus Salz und Wasser.
5 Reinstoffe haben immer gleichbleibende Stoffeigenschaften, an denen sie erkennbar sind. Beispiel: Reines Wasser ist immer farb- und geschmacklos, gefriert unter „Normalluftdruck“ immer bei 0°C und siedet unter Normalluftdruck immer bei +100°C.
6 Bei Stoffgemischen hängen die Stoffeigenschaften oft von den einzelnen Reinstoffen (Bestandteilen) und von deren Mischungsverhältnis im Gemisch ab.Beispiel: Wasser schmeckt mit zunehmendem Salzgehalt immer salziger, seine Siedetemperatur steigt mit zunehmendem Salzgehalt und seine Gefriertemperatur (Erstarrungspunkt) sinkt mit zunehmendem Salzgehalt ab.
7 Das Mischungsverhältnis der einzelnen Reinstoffe (Bestandteile) eines Stoffgemisches ist oft beliebig (manchmal allerdings nur beliebig innerhalb bestimmter Grenzen). Beispiel: In Wasser kann man beliebige Mengen Kochsalz auflösen, sofern man die Löslichkeitsgrenze nicht überschreitet (Sättigungskonzentration, maximal mögliche Konzentration).
8 Bei chemischen Reaktionen (Stoffumwandlungen) können Reinstoffe zu einem neuen Stoff vereinigt werden (Stoffvereinigung, Synthese), Reinstoffe in neue Reinstoffe zerlegt werden (Stoffzerlegung, Analyse) oder Stoffe umgruppiert werden: Beispiele: (Der Pfeil → bedeutet: „reagiert zu“)
Stoff A + Stoff B → Stoff AB (Stoffvereinigung) Stoff AB → Stoff A + Stoff B (Stoffzerlegung) Stoff AB + Stoff C → Stoff AC + Stoff B Stoff AB + Stoff CD → Stoff AC + Stoff BD (zwei Stoffumgruppierungen)
GrundbegriffeElement und Verbindung
Abbildungen: Gold (oben) und Schwefel (unten) sind zwei chemische Elemente(Abb. Gemeinfrei, wikimedia commons)
1 Chemisch nicht weiter zerlegbare Reinstoffe werden Elemente genannt. Sie können sich bei chemischen Reaktionen nur mit anderen Reinstoffen zu neuen Stoffen vereinigen (chemische Verbindungen bilden).
2 Chemisch zerlegbare Reinstoffe werden chemische Verbindungen genannt.
Grundgesetze der Chemie
1 Bei chemischen Reaktionen bleibt die Gesamtmasse m aller Ausgangsstoffe (Edukte) stets gleich (es geht keine Masse verloren): m (Edukte) = m (Produkte) (Gesetz der Massenerhaltung, 1. Grundgesetz der Chemie)Beispiel: Wenn sich 4,0 g Kupfer mit 1,0 g Schwefel verbinden, dann entstehen immer genau 5,0 g schwarzes Kupfer(I)-sulfid. Diese Verbindung besteht aus Kupfer und Schwefel, Reaktion: Kupfer + Schwefel → Kupfer(I)-sulfid, eine Stoffvereinigung.
2 Chemische Verbindungen entstehen aus Elementen oder deren Verbindungen immer nur in ganz bestimmten, gleichbleibenden Masseverhältnissen (Gesetz der konstanten Proportionen, 2. Grundgesetz der Chemie).Beispiel: Kupfer und Schwefel verbinden sich zu schwarzblauem Kupfer(I)-sulfid immer ziemlich genau im Masseverhältnis m (Kupfer) : m(Schwefel) = 4 : 1
Wenn also 5 g Kupfer (Symbol: Cu) und 1 g Schwefel zur Reaktion gebracht werden, dann bleibt 1 g Kupfer Cu übrig. Bei der Reaktion von 4 g Kupfer und 4 g Schwefel entstehen 5 g Kupfer(I)-sulfid und 3 g Schwefel bleiben übrig (Symbol: S; oder die 3 g S bzw. Schwefel verbrennen an Luft zu Schwefeldioxid-Gas); weitere Beispiele hierzu:
5 g Kupfer + 1 g Schwefel → 5 g Kupfer(I)-sulfid + 1 g Kupfer4 g Kupfer + 4 g Schwefel (S) → 5 g Kupfer(I)-sulfid + 3 g S 8 g Kupfer + 1 g S → 5 g Kupfer(I)-sulfid + 4 g Kupfer 1 kg Kupfer + 1 kg S → 1,25 kg Kupfer(I)-sulfid +750 kg S10 mg Kupfer + 12,5 mg S → 12,5 mg Kupfer(I)-sulfid + 10 mg S.
1 Kupfer(I)-sulfid enthält die Elemente Kupfer (Symbol: Cu) und Schwefel (Symbol: S) also immer im Masseverhältnis 4 : 1, d.h.: m (Cu) : m(S) = 4 : 1
2 Wenn zwei Elemente miteinander mehrere Verbindungen bilden können, dann stehen deren Masseverhältnisse immer im Verhältnis kleiner, ganzer Zahlen zueinander (Gesetz der multiplen Proportionen).Beispiel: Kupfer Cu und Schwefel S bilden miteinander schwarzblaues Kupfer(I)-sulfid. Es gibt aber auch eine tiefschwarze Kupfer-Schwefel-Verbindung, das Kupfer(II)-sulfid. Es enthält die Elemente Kupfer Cu und Schwefel S immer im Massenverhältnis m (Cu) : m(S) = 2 : 1. In den beiden Verbindungen verhalten sich die Massenanteile von Kupfer Cu also zueinander genau wie 4 : 2 bzw. 2 : 1: m(Cu in Kupfer(I)-sulfid) : m(Cu in Kupfer(II)-sulfid) = 2 : 1.
3 Aus dem Gesetz der multiplen Proportionen (dem Verhältnis kleiner, ganzer Zahlen) folgt, dass chemische Verbindungen und Elemente aus kleinsten, unteilbaren Stoffportionen oder Einheiten bestehen – den Atomen (Atomhypothese von Dalton). Beispiel: Es ist mit Verbindungen ähnlich wie Kachelmustern: Auch sie bestehen aus einzelnen Kacheln in ganz bestimmten Mengenverhältnissen. Für jedes Muster ist das Mengenverhältnis unterschiedlich – genau wie bei chemischen Verbindungen (denn Kachelmuster und Verbindungen bestehen beide aus kleinsten Einheiten).
Grundwissen zu Teilchen und Arten chemischer Verbindungen
1 Chemisch unzerlegbare Reinstoffe (Elemente) werden mit Elementsymbolen abgekürzt. Beispiele: Die international festgelegten Symbole der zwölf wichtigsten chemischen