Glossar zum Chemieunterricht

Glossar Chemieunterricht Sekundarstufe II

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Die folgende Tabelle enthält die Fachbegriffe in chronologischer Abfolge des Unterrichts. Zur alphabetischen Sortierung bitte hier klicken.

Sekundarstufe II

Allgemeine Chemie Teildisziplin der Chemie, die sich mit den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten der Chemie befasst
Analytische Chemie Sie befasst sich mit der Aufklärung der chemischen Zusammensetzung von Stoffen
Qualitative Analyse Sie gibt Aufschluss über die in einer Substanzprobe enthaltenen Elemente oder Elementgruppen
Quantitative Analyse Untersuchung der Mengenverhältnisse von Elementen oder Elementgruppen in einer Substanzprobe
Vorprobe Als Vorproben in der analytischen Chemie sind solche einfachen Reaktionen geeignet, die ohne einen Trennungsgang durchzuführen Aussagen über eine unbekannte Substanz ermöglichen
Störstoffe Sind bestimmte Teilchen, die den normalerweise positiv zu erwartenden Nachweis anderer Teilchen verhindern und damit der Analytik ein falsches Ergebnis vorgaukeln
Verkürzte Ionengleichung Reaktionsschema, welches nur die tatsächlich an einer Reaktion teilnehmenden Ionen enthält
Gitterenergie Sie wird frei, wenn gasförmige Ionen aus dem Unendlichen kommend ein Ionengitter bilden
Trennungsgang Ist eine systematische Auftrennung eines Substanzgemisches mit Hilfe sogenannter Gruppenreagenzien, mit Hilfe derer eine ganze Reihe von Teilchen in bestimmter Weise reagiert (meist durch Niederschlagsbildung). Beim wohl bekanntesten Trennungsgang mit Schwefelwasserstoff werden beispielsweise in Abhängigkeit vom pH-Wert der Untersuchungslösung Metallsulfide gefällt und anschließend identifiziert
Komplex Ein Zentralteilchen (meist ein Metallion) ist von einer charakteristischen Zahl von Liganden (meist neutrale Moleküle oder Anionen) symmetrisch umgeben
Knallgasprobe Nachweisreaktion für Wasserstoff durch die exotherme Bildung von Wasser mit Sauerstoff
Glimmspanprobe Nachweisreaktion für Sauerstoff durch Aufflammen eines glimmenden Holzspans
Reaktionskinetik Sie befasst sich mit dem zeitlichen Ablauf chemischer Reaktionen und untersucht die Variablen, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen (Zerteilungsgrad, Temperatur, Konzentration, Druck)
RGT-Regel Erhöht man die Reaktionstemperatur einer Reaktion um 10 Grad, so erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Zwei- bis Vierfache (Faustregel)
Konzentrations-Zeit-Diagramm Zeit-Umsatz-Kurve; Diagramm, in dem man die Konzentrationen der an einer chemischen Reaktion teilnehmenden Stoffe gegen die Reaktionszeit aufträgt
Reaktionsgeschwindigkeit Quotienten aus umgesetzter Stoffmenge und der dazu benötigten Zeit (unabhängig von den an der Reaktion beteiligten Stoffen); delta c/delta t
Anfangsgeschwindigkeit Steigung der Tangente am Ursprung im Konzentrations-Zeit-Diagramm
Momentangeschwindigkeit Steigung einer Tangente bei einer bestimmten Zeit t
Durchschnittsgeschwindigkeit Steigung einer Sekante in einem bestimmten Zeitintervall
Zeitgesetz Geschwindigkeitsgleichung einer chemischen Reaktion; in ihr erscheinen die Geschwindigkeitskonstante k und die Konzentrationen der in einer bestimmten Potenz ins Zeitgesetz eingehenden Teilchen
bimolekulare Reaktion Elementarreaktion, bei der zwei Teilchen zusammenstoßen
Geschwindigkeitskonstante Die Reaktionsgeschwindigkeit einer Reaktion ist proportional dem Produkt der Konzentrationen der Edukte. Die Proportionalitätskonstante in diesem Zeitgesetz einer bestimmten Reaktion ist die Geschwindigkeitskonstante k. Sie ist eine für die Reaktion charakteristische Konstante, die stark temperaturabhängig ist
Molekularität Sie bezeichnet die Zahl der bei einer Elementarreaktion zusammenstoßenden Teilchen; monomolekulare, bimolekulare, trimolekulare Reaktionen
Reaktionsordnung Summe der Exponenten der Konzentrationen der im Zeitgesetz erscheinenden Teilchen; sie gibt an, in welcher Potenz die Konzentration der Reaktanden zur Reaktionsgeschwindigkeit proportional ist; Unterscheidung Gesamtreaktionsordnung und Reaktionsordnung bezüglich des Stoffes A, B ...
Stoßtheorie Sie beschreibt die Theorie einer chemischen Elementarreaktion, die die Mindestenergie der Teilchen sowie ihre räumliche Orientierung bei einem Zusammenstoß einbezieht
Arrheniusgleichung k = A * e-EA/R*T
Aktivierungsenergie Die Energie, die zwei zusammenstoßende Teilchen besitzen müssen, um miteinander zu reagieren anstatt unverändert voneinander abzuprallen
aktivierter Komplex Theorie eines Übergangszustandes, bei dem alte Bindungen noch nicht ganz gelöst und neue Bindungen noch nicht vollständig geknüpft sind
Elementarreaktion In Elementarreaktionen werden die Teilchen angegeben, die tatsächlich miteinander zusammenstoßen bzw. zerfallen
Reaktionsmechanismus Summe aller Elementarreaktionen, die von der Edukt- auf die Produktseite führen
monomolekulare Reaktion Zerfallsreaktion, bei der also kein Zusammenstoß von Teilchen stattfindet
Halbwertzeit Die Zeitspanne, in der die Konzentration eines Edukts jeweils um die Hälfte abnimmt; Symbol t1/2
Katalysator Ein Stoff, der bereits in geringer Menge (sogenannter katalytischer Menge) die Geschwindigkeit einer bestimmten Reaktion erhöht. Nach der Reaktion liegt er in unveränderter Form wieder vor. Er greift durch seine große Oberfläche wirksam in den Reaktionsmechanismus ein, d.h. er ermöglicht einen schnelleren Weg zu den Produkten
Heterogenkatalyse Der Katalysator liegt in anderer Phase vor als das zu katalysierende System
Homogenkatalyse Katalysator und zu katalysierendes System liegen in gleicher Phase vor
Hydrierung Anlagerung von Wasserstoff an ungesättigte organische Verbindungen
Adsorption Bindung von Gasen und Dämpfen an der Oberfläche von Feststoffen mit großer Oberfläche
Autokatalyse Ein Reaktionsprodukt wirkt offenbar als Katalysator einer Reaktion und katalysiert sozusagen seine eigene Bildung
Inhibitor Er verlangsamt eine Reaktion bzw. verhindert sie
Katalysatorgift Eine Substanz, die einen Katalysator unwirksam macht
Clock-Reaktion Chemischer Reaktionszyklus, bei dem schlagartig, sozusagen vorhersagbar bei einem bestimmten Umsatzzeitpunkt eine sichtbare Reaktion eintritt
Löslichkeitsprodukt Das Produkt der Ionenkonzentrationen eines schwer löslichen Salzes ist in gesättigten Lösungen konstant; das Löslichkeitsprodukt ist die Massenwirkungskonstante für das Löslichkeitsgleichgewicht eines schwer löslichen Salzes
Positiver Salzeffekt Die Zugabe von Salzen zu einer Lösung erhöht die Löslichkeit von schwer löslichen Verbindungen
Chemisches Gleichgewicht Zwischen den Konzentrationen der Edukte und Produkte stellt sich ein bestimmtes Verhältnis ein, welches sowohl von der Edukt- als auch von der Produktseite erreichbar ist.
dynamisches Gleichgewicht Beim chemischen Gleichgewicht handelt es sich um ein dynamisches Gleichgewicht; äußerlich scheint eine Reaktion zum Stillstand gekommen zu sein, jedoch finden im Reaktionsgemisch weiterhin Umsetzungen von Edukt zu Produkt und umgekehrt statt
Reversible Reaktion umkehrbare Reaktion; Gegenteil: irreversible Reaktion
Prinzip von Le Chatelier
Prinzip vom kleinsten Zwang
Übt man auf ein im chemischen Gleichgewicht befindliches System einen äußeren Zwang aus (Konzentrations-, Temperatur-, Druckänderung), so verschiebt es sich derart, dass es diesem Zwang ausweicht, ihn also vermindert
Massenwirkungsgesetz Im Gleichgewichtszustand ist das Verhältnis des Produkts der Konzentrationen der Produkte zum Produkt der Konzentrationen der Edukte für eine bestimmte Temperatur konstant. Die Konstante heißt Gleichgewichtskonstante oder Massenwirkungskonstante K
Gleichgewichtskonstante siehe Massenwirkungsgesetz
Massenwirkungskonstante siehe Massenwirkungsgesetz
Autoklav Verschließbares Metallgefäß für Laborarbeiten unter hohem Druck und bei hoher Temperatur; wird auch beim Sterilisieren benutzt
Haber-Bosch-Verfahren industrielles anorganisches Verfahren zur Herstellung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff
Hochofenprozess Prozess zur Herstellung von Roheisen aus Eisenerz mit Hilfe eines Reduktionsmittels (Koks)
Boudouard-Gleichgewicht Chemisches Gleichgewicht, welches beispielsweise beim Hochofenprozess auftaucht: Kohlendioxid und Kohlenstoff wandeln sich endotherm in Kohlenmonoxid um, welches wie Koks als Reduktionsmittel für die Reduktion des Eisenerzes dient
Enthalpie Wärmeinhalt eines Stoffes bei konstantem Druck
innere Energie Wärmeinhalt eines Stoffes bei konstanter Temperatur
Standardbildungsenthalpie Die Wärme, die bei der Bildung von einem Mol einer Verbindung aus den Elementen im Standardzustand aufgenommen oder abgegeben wird
Standardreaktionsenthalpie Die Wärme, die pro Formelumsatz bei beliebigen chemischen Reaktionen im Standardzustand aufgenommen oder abgegeben wird
Kalorimeter Ein gegen Wärmeverluste gesichertes Gefäß, auch kalorimetrische Bombe genannt
Hess´scher Satz Die bei einer Folge von chemischen Reaktionen auftretenden Enthalpieänderungen sind nur vom Anfangs- und Endzustand eines Systems abhängig. Sie ist nicht vom Weg abhängig, der zur Erzielung des Vorganges gewählt wird
Entropie Maß für den Grad der Unordnung in einem System; ihre Zunahme begünstigt den freiwilligen und spontanen Ablauf von chemischen Reaktionen, denn eine statistische Verteilung von Teilchen ist wahrscheinlicher als eine regelmäßige Anordnung
exergonisch freiwillige und spontane chemische Reaktion; negatives Delta G
endergonisch Gegenteil einer exergonischen Reaktion; freiwillige und spontane chemische Reaktion in umgekehrter Reaktionsrichtung
Energieerhaltungssatz Energie bleibt immer erhalten, d.h. sie kann weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden
Erster Hauptsatz der Thermodynamik siehe auch Energieerhaltungssatz
Ein "perpetuum mobile" erster Art ist unmöglich: eine Maschine, die ohne Aufnahme von Arbeit, Wärme oder energiereichen Substanzen in beliebiger Menge Arbeit abgibt
auch: In einem abgeschlossenen System ist die Energie konstant
auch: In einem geschlossenen System ist die Änderung seiner Gesamtenergie, die sich auf die Änderung seiner Inneren Energie U und seiner äußeren potentiellen und kinetischen Energie Epot und Ekin verteilt, durch die Summe aus zugeführter Arbeit und zugeführter Wärme gegeben
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Es ist unmöglich, eine periodisch arbeitende Maschine zu bauen, die nichts weiter bewirkt als Abkühlung ihrer Umgebung und Hebung einer Last
auch: Im abgeschlossenen System kann die Entropie nur zunehmen oder konstant bleiben, aber nicht abnehmen
Dritter Hauptsatz der Thermodynamik Die Entropie reiner kristallisierter Stoffe ohne Fehlordnung wird am absoluten Nullpunkt gleich Null
Dalton´sche Atomhypothese 1. Elemente bestehen aus Atomen und sind untrennbare feste Massekugeln
2. Atome lassen sich unverändert aus Verbindungen zurückgewinnen
3. Atome eines Elements sind untereinander gleich
4. Die Vereinigung von Atomen zu Molekülen erfolgt paarweise
Bohr´sche Postulate 1. Die Anzahl stabiler Energiebahnen für Elektronen ist begrenzt
2. Der Umlauf von Elektronen auf diesen Bahnen erfolgt strahlungslos
3. Elektronen absorbieren oder emittieren nur diskrete Energiequanten und nicht beliebige Energiebeträge
Energiequanten Ganz diskreter Energiebetrag: Energie kann nur in Portionen abgegeben oder aufgenommen werden
Heisenberg´sche Unschärferelation Es ist prinzipiell unmöglich, Ort und Impuls eines Elektrons zu einem bestimmten Zeitpunkt exakt zu messen, denn jede Messung verändert den energetischen Zustand des Elektrons und somit seine Bahn
Quantenzahlen Die Hauptquantenzahl beschreibt den Energiebereich einer Hauptschale
Die Nebenquantenzahl oder Drehimpulsquantenzahl bezeichnet die Art der Unterschalen bzw. Orbitale
Die magnetische Quantenzahl beschreibt, dass bei gleicher Nebenquantenzahl mehrere Zustände möglich sind, je nachdem, wie die Ebene der Elektronenbahn zur Richtung des Magnetfeldes liegt
Die Spinquantenzahl beschreibt die Eigenrotation des Elektrons (seinen Spin)
Orbitale Orbitale sind Räume mit einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit für Elektronen von 90% (nach der Teilchentheorie) bzw. Bereiche höchster Elektronendichte der Elektronenwolke (nach der Wellentheorie)
Pauli-Prinzip Zwei Elektronen eines Atoms können nie den gleichen Zustand besitzen; sie müssen sich in wenigstens einer der vier Quantenzahlen unterscheiden
Termschema
Energieniveauschema
Beschreibung der energetischen Abfolge der Orbitale der einzelnen Hauptenergieniveaus
Welle - Teilchen - Dualismus Eigenartige Doppelnatur des Elektrons: Sowohl seine Teilchennatur (Masse und Ladung bestimmbar) als auch seine Welleneigenschaften (Beugungserscheinungen) lassen sich experimentell nachweisen
Elektronen sind also weder Welle noch Teilchen
Hund´sche Regel Bei der Besetzung von Orbitalen gleicher Energie mit Elektronen (entarteter Orbitale) wird zunächst jedes Orbital einfach besetzt (mit Elektronen parallelen Spins), bevor jeweils das zweite Elektron mit antiparallelem Spin dazukommt; voll und halbvoll besetzte Orbitale zeichnen sich durch eine besondere Stabilität aus
Hauptgruppenelemente sog. sp-Elemente: Bei ihnen wird die Valenzschale mit bis zu acht Elektronen gefüllt: Edelgasschale (jeweils 8 Elemente)
Nebengruppenelemente sog. d-Elemente: Bei ihnen wird die jeweils vorletzte Schale mit Elektronen gefüllt (jeweils 10 Elemente)
Lanthaniden und Aktiniden sog. f-Elemente: Bei ihnen wird die jeweils vorvorletzte Schale mit Elektronen gefüllt (jeweils 14 Elemente)
Edelgaskonfiguration Die Elektronenkonfiguration ns2p6 ist ein sehr energiearmer und damit stabiler Zustand, der daher bei der Verbindungsbildung bevorzugt ist
Bindung Linus Pauling: Wenn zwei oder mehrere Atome oder Atomgruppen so fest durch irgendwelche Kräfte zusammen gehalten werden, dass es angebracht erscheint, das Ganze als selbständiges vollkommen neues Molekül zu betrachten, dann spricht man von chemischer Bindung
Chemische Bindung siehe Bindung
Bindungstypen Die Bindungstypen Atombindung und Ionenbindung sind zwei Extreme, wobei beim Übergang von der Atombindung zur Ionenbindung eine schrittweise Verlagerung des gemeinsamen Bindungselektronenpaares auf einen Bindungspartner zu beobachten ist. Der häufigste Fall ist daher die polare Atombindung zwischen diesen extremen Bindungstypen, denn reine Atombindung bzw. Ionenbindung sind eher die Ausnahmen
Kugelpackung Stapelt man Kugelschichten von Metallatomen in hexagonaler Weise, so dass sie sich berühren, so erhält man dichteste Kugelpackungen von 74% Raumerfüllung; man unterscheidet die hexagonal dichteste und die kubisch dichteste Kugelpackung mit jeweils der Koordinationszahl 12, die kubisch raumzentrierte Kugelpackung besitzt dagegen nur die Koordinationszahl 8
Ionengitter Die Zusammenlagerung von Kationen und Anionen zu einem festen Gitterverband, in dem jedes Ion seinen festen Gitterplatz besitzt; insgesamt werden streng geometrische Figuren erreicht, und die sogenannte Gitterenergie wird frei
Koordinationszahl Die Anzahl der nächsten Nachbarn in einem Gitter, z.B. die Zahl der Kationen, die ein Anionen umgeben bzw. die Zahl der Anionen, die ein Kation umgeben
Oktettaufweitung Phänomen, dass ab der 3. Periode Atome mehr als 4 Bindungselektronenpaare um sich scharen und dabei durchaus stabile Moleküle bilden können
Dipol Ein Dipolmolekül ist ein Molekül mit einem negativen und einem positiven Ladungsschwerpunkt; fallen beide Ladungsschwerpunkte zusammen, handelt es sich nicht um einen Dipol, d.h. ein magnetisches Moment ist nicht festzustellen
Dipolmoment Die Polarität von Atombindungen erzeugt im elektrischen Feld eine Ausrichtung der Moleküle aufgrund unterschiedlicher Elektronegativitäten; aus der gemessenen Dielektrizitätskonstante lässt sich das sog. Dipolmoment berechnen; Angabe in Debye (D)
VSEPR-Modell Bindungsmodell nach Gillespie, welches die Molekülgeometrie von Molekülen bzw. Komplexen gut zu erklären vermag; Abkürzung für "valence shell electron pair repulsion" = Elektronenpaarabstoßung in der Valenzschale
Bindungslänge Abstand vom Atomkernmittelpunkt des einen Atoms eines Moleküls zum Atomkernmittelpunkt des anderen Atoms; gemessen in pm
Oktettregel Der Edelgaszustand eines Atoms ist ein begünstigter stabiler Zustand; die Anzahl der Bindungselektronenpaare eines Atoms ist auf vier begrenzt; zahlreiche Ausnahmen von dieser Regel, die streng genommen nur für Elemente der ersten Achterperiode des PSE gilt
Formalladungen Willkürlich einem Atom zugewiesene elektrische Ladungen, die sich ergeben, wenn Bindungselektronen gleichmäßig auf die beteiligten Atome einer Bindung verteilt werden
Grenzstrukturen Möglichkeit der Formulierung mehrerer energetisch gleichwertiger VB-Grenzformeln, die alle nicht der Realität entsprechen, sondern eher als Grenzzustände zu verstehen sind; der wahre Zustand eines Moleküls / Ions liegt irgendwo dazwischen
Valence Bond - Theorie (VB) Nach diesem Bindungsmodell sind für die Ausbildung von Atombindungen nur die einsamen Valenzelektronen befähigt
Hybridisierung Der Versuch einer mathematischen Beschreibung experimentell gefundener Daten (mathematische Kombination der Wellenfunktionen). Am Beispiel Methan CH4 erklärt stellt man sich vor, dass durch Energiezufuhr zum Grundzustand des C-Atoms in einem angeregten Zustand vier gleiche einfach besetzte sp3-Hybridorbitale entstehen. Diese verschmelzen mit vier s-Orbitalen von Wasserstoffatomen zu einem tetraedrischen Methanmolekül
sp3-Hybridisierung s. Hybridisierung: erklärt bei Alkanen die Ausbildung von Einfachbindungen (Sigma-Bindungen)
sp2-Hybridisierung s. Hybridisierung: erklärt bei Alkenen die Ausbildung einer Doppelbindung, bestehend aus einer Sigma- und einer Pi-Bindung
sp-Hybridisierung s. Hybridisierung: erklärt bei Alkinen die Ausbildung einer Dreifachbindung, bestehend aus einer Sigma- und zwei Pi-Bindungen
Molecular Orbital - Theorie (MO) Der Energiegehalt von Elektronen im Molekül wurde mit Hilfe der Schrödingergleichung berechnet. Die MO-Theorie ist ein Bindungsmodell, welches davon ausgeht, dass bei der Bindungs- und Verbindungsbildung Atomorbitale überlappen, wobei sowohl bindende (energiearme) als auch antibindende (energiereiche) Molekülorbitale entstehen; die Gesamtzahl der Orbitale bleibt gleich, jedes MO kann mit max. zwei Elektronen besetzt werden.
Die MO-Theorie vermag besondere Teilchen bindungstheoretisch erklären, bei denen die VB-Theorie versagt
Bindungsenergie Die Bindungsenergie ist die Energie, die frei wird beim Ausbilden einer Bindung zwischen zwei Atomen, bzw. die nötig ist zur Spaltung einer Bindung
Zwischenmolekulare Kräfte Anziehungskräfte, die zwischen einzelnen Molekülen bestehen und nicht auf echten elektrischen Ladungen beruhen wie etwa bei der Ionenbindung; Zunahme dieser Kräfte mit der molaren Masse; Beispiel eines Sonderfalls: Wasserstoffbrücken
Van-der-Waals - Kräfte s. zwischenmolekulare Kräfte
Wasserstoffbrücken Sonderfall von zwischenmolekularen Kräften, bei denen immer Wasserstoffatome und deren sehr elektropositive Teilladung eine Rolle spielt; Wasserstoffatome werden daher gerne von elektronegativen Atomen in Nachbarmolekülen angezogen (Sauerstoff, Stickstoff, Halogen), was zu starken van-der-Waals - Kräften führt (Beispiel Alkohole, Carbonsäuren)
Elektronengas Theorie, nach der in der metallischen Bindung Metallatome ihre freien Valenzelektronen zu einem "Pool" frei beweglicher Elektronen zwischen den positiven Atomrümpfen zur Verfügung stellen, die für die elektrische Leitfähigkeit von Metallen verantwortlich sind
hexagonal dichteste Kugelpackung ABA-Schichtenfolge bei Schichten von Metallatomen; Koordinationszahl 12: Magnesiumtyp
kubisch dichteste Kugelpackung ABC-Schichtenfolge bei Schichten von Metallatomen; Koordinationszahl 12: Kupfertyp
Bändermodell MO-Theorie für die "metallische Bindung": N Atomorbitale überlappen zu N Molekülorbitalen, die energetisch so dicht zusammen liegen, dass man sie zu Energiebändern zusammenfasst; zwischen diesen liegen sogenannte "verbotene Zonen"
Metallische Bindung s. Bändermodell, Elektronengas
Komplexbildungskonstante vergleichbar der Gleichgewichtskonstanten, hier bezogen auf Komplexbildungsreaktionen zwischen Komplexatom/-ion und Ligand(en)
Mehrzähniger Ligand Verbindungen wie EDTA, von welcher mehrere Atome (Zähne) dem Zentralatom/-ion freie Elektronenpaare zur Komplexbindung zur Verfügung stellen
Ligand Bei der Theorie von Komplexen scharen sich mehrere Liganden um ein zentrales Teilchen, also ein Atom oder häufiger ein Ion; Liganden können Neutralmoleküle oder Anionen sein
Donorbindung auch Komplexbindung genannt: Freie Elektronenpaare werden von einer Lewis-Base (Elektronenpaardonator, Ligand) einer Lewis-Säure (Elektronenpaarakzeptor, Zentralatom/-ion) zur Bindung zur Verfügung gestellt
Achtzehn-Elektronenregel gilt für Nebengruppenelemente; vergleichbar der Oktettregel bei Hauptgruppenelementen
Säure Brönstedt-Definition: Säuren sind Protonendonatoren, d.h. sie können an andere Substanzen (Basen) Protonen abgeben
Base Brönstedt-Definition: Basen sind Protonenakzeptoren, d.h. sie nehmen von anderen Substanzen (Säuren) Protonen auf
Protonenakzeptor Protonenfänger, s. Säure
Protolyse Brönstedt: eine Protonenübertragungsreaktion von einer Säure auf eine Base; Gleichgewichtsreaktion
Donator-Akzeptor-Prinzip Die Funktion einer Substanz als Protonendonator ist an das Vorhandensein eines Protonenakzeptors geknüpft
amphotere Substanzen
Ampholyt
Sie können sich als Protonendonatoren und -akzeptoren verhalten, sind also sogenannte Ampholyte
Ampholyt
amphotere Substanz
Substanzen, die sowohl Protonen abgeben als auch solche aufnehmen können: Beispiele sind Wasser sowie Ammoniak
korrespondierendes Säure-Base-Paar An jedem Säure-Base-Gleichgewicht sind zwei Säure-Base-Paare beteiligt: eine Säure geht durch Abgabe eines Protons in die korrespondierende Base über, eine Base geht durch Aufnahme eines Protons in die korrespondierende Säure über
Autoprotolyse Eigenprotolyse eines Ampholyten
Säuredefinition (Liebig) Säuren enthalten Wasserstoff, der durch Metalle ersetzt werden kann, sowie einen Säurerest, der unwesentlich für die Funktion als Säure ist
elektrolytische Dissoziation, Theorie der (Arrhenius) Elektrolyte (Säuren, Basen, Salze) dissoziieren beim Lösen in Wasser mehr oder weniger stark in Ionen
Säuredefinition (Arrhenius) Säuren sind Stoffe, die in wässriger Lösung unter Abgabe von H+-Ionen dissoziieren
Basendefinition (Arrhenius) Basen sind Stoffe, die in wässriger Lösung unter Abgabe von OH--Ionen dissoziieren
Neutralisation Die Reaktion von Hydroniumionen und Hydroxidionen zu neutralem Wasser
Oxoniumion H3O+-Ion
Hydroniumion hydratisiertes Oxoniumion
Ionenprodukt des Wassers c(H3O+) * c(OH-) = 10-14 mol2/l2
pH-Wert Der pH-Wert (potentia hydrogenii) ist der negative dekadische Logarithmus der Hydroniumionenkonzentration
Protolysegrad Symbol alpha; der Quotient der Anzahl dissoziierter Moleküle durch die Gesamtzahl aller Moleküle
Massenwirkungsgesetz von Guldberg und Waage(MWG) In einem Gleichgewichtssystem ist der Quotient aus dem Produkt der Konzentrationen der Produkte und dem Produkt der Konzentrationen der Edukte konstant; die Konstante heißt Gleichgewichtskonstante oder Massenwirkungskonstante K
Massenwirkungskonstante
Gleichgewichtskonstante
s. Massenwirkungsgesetz, chemisches Gleichgewicht
Gleichgewichtskonstante
Massenwirkungskonstante
s. Massenwirkungsgesetz
Säurekonstante Die Dissoziationskonstante der Säure Ks; der dekadische Logarithmus der Säurekonstante ist der pKs-Wert
Basenkonstante Die Dissoziationskonstante der Base Kb; der dekadische Logarithmus der Basenkonstante ist der pKb-Wert
pKs-Wert Der pKs-Wert ist ein direktes Maß für die Säurestärke. Ein Vergleich von Säurestärken ist nur bei Reaktion mit dem gleichen Protonenakzeptor, hier dem Wasser, möglich. In anderen Lösungsmitteln ergeben sich andere Säurestärke-Abstufungen
pKb-Wert Der pKb-Wert ist ein direktes Maß für die Basestärke; s. pKs-Wert
nivellierender Effekt des Lösungsmittels Da stärkere Säuren als H3O+ in Wasser alle vollständig zu diesem Hydroniumion reagieren, lässt das Lösungsmittel Wasser Unterschiede in den Säurestärken von Säuren wie Perchlorsäure, Schwefelsäure oder Salzsäure verschwinden; wässrige Lösungen dieser Säuren haben also in etwa den gleichen pH-Wert
Indikatoren Indikatoren sind Farbstoffe (organische Moleküle), die je nach pH-Wert ihre Farbe ändern können. Es handelt sich dabei jeweils um schwache organische Säuren, deren korrespondierende Basen andere Färbungen besitzen
Universalindikator Gemisch aus mehreren verschiedenen Indikatoren, so dass je nach pH-Wert viele Färbungen auftreten
Titration Bei einer Säure-Base-Titration bestimmt man die Menge einer Säure oder Base, indem man das Volumen einer Base oder Säure bekannter Konzentration ermittelt, das zur vollständigen Neutralisation nötig ist.
Die Titration ist ein wichtiges maßanalytisches Verfahren. Ihr Endpunkt, der Äquivalenzpunkt, kann durch Indikatoren erkannt werden.
Äquivalenzpunkt Endpunkt einer Säure-Base-Titration; an diesem Punkt sind die nach dem Reaktionsschema geforderten stöchiometrischen Mengen an Säure und Base vorhanden (äquivalente Mengen)
potentiometrische Titration Titration mit Hilfe einer pH-Messelektrode zur Bestimmung des Äquivalenzpunktes
Halbtitration Methode zur Bestimmung des pKs-Wertes schwacher Säuren: Punkt, an dem 50% der Säure durch Base neutralisiert sind
Puffergemische (-lösungen) Puffergemische vermögen Hydronium- und Hydroxidionen, die in eine Lösung eingebracht werden, in gewissen Grenzen abzufangen und in ihrer Wirkung unschädlich zu machen; sie wirken damit jeder pH-Änderung entgegen
Pufferkapazität Der Begriff drückt aus, dass Puffergemische nur in gewissen Grenzen in der Lage sind, Zusätze von Säuren oder Laugen abzupuffern und so einen gegebenen pH-Wert konstant zu halten; wird diese Pufferkapazität überschritten, ist die Pufferwirkung aufgehoben
Salzprotolyse Reaktionen der Ionen eines Salzes mit Wasser, in deren Verlauf entweder Hydroniumionen oder Hydroxidionen freigesetzt werden; sauer oder basisch wirkende Salze
Oxidation Elektronenabgabe des Reduktionsmittels
Reduktion Elektronenaufnahme des Oxidationsmittels
Oxidationszahl Die Oxidationszahl ist ein Hilfsmittel zum Einrichten von Redoxgleichungen; sie gibt die Ladung an, die ein Atom eines Elements hätte, wenn man es als Ion betrachtete. Zur Ermittlung dieser fiktiven Ladungszahl ordnet man bindende Elektronen dem jeweils stärker elektronegativen Bindungspartner einer Atombindung zu
Disproportionierung Reaktion mit gleichzeitiger Oxidation und Reduktin ein und desselben Elementes; vgl. Synproportionierung
Synproportionierung Atome mit höherer und niedrigerer Oxidationszahl gehen in ein Atom mit mittlerer Oxidationsstufe über; vgl. Disproportionierung
Spannung Ist der Druck, mit dem Elektronen in einen Draht gezwungen werden (gemessen in Volt, Symbol U)
Ladung Ist die fließende Elektrizitätsmenge (gemessen in Coulomb, Symbol Q)
Stromstärke Ist die geflossene Ladungsmenge pro Zeiteinheit (gemessen in Ampère, Symbol I)
Widerstand Ist verantwortlich für die Behinderung der Ladungsträger in ihrer Bewegung, kommt zustande durch schwingende Metallatome bzw. interionische Wechselwirkungen (gemessen in Ohm, Symbol R)
Leitfähigkeit, elektrolytische Kehrwert des Widerstands (gemessen in Siemens, Symbol G)
Redoxpaar Atome und Ionen eines Elements nennt man zusammen ein Redoxpaar (vgl. korrespondierendes Säure-Base-Paar)
Lösungsdruck Der Drang von Atomen eines Elements, als Ionen in Lösung zu gehen (besonders hoch bei unedlen Metallen)
Abscheidungsdruck Der Drang von Ionen eines Elements, sich in elementarer Form als Atome abzuscheiden (besonders hoch bei edlen Metallen)
Halbzelle Metallstab, der in die Lösung seiner Ionen taucht
galvanische Zelle
galvanisches Element
leitende Verbindung zwischen zwei Halbzellen, verbunden über eine Salzbrücke oder ein Diaphragma
Anode Elektrode, an der ein Oxidationsvorgang abläuft: aufsteigende Elektronen
Kathode Elektrode, an der ein Reduktionsvorgang abläuft: absteigende Elektronen
Zellensymbol schematische Schreibweise für ein galvanisches Element aus zwei räumlich getrennten Halbzellen und der elektrisch leitenden Verbindung eines Stromschlüssels oder eines Diaphragmas
Lokalelement kurzgeschlossenes galvanisches Element; direkter Übergang von Elektronen des unedleren Metalls auf das edlere Metall
Donatorhalbzelle Die Halbzelle eines galvanischen Elements, an der der größere Lösungsdruck herrscht
Akzeptorhalbzelle Die Halbzelle eines galvanischen Elements, an der der größere Abscheidungsdruck herrscht
elektromotorische Kraft (EMK) das elektrische Potential eines galvanischen Elements, d.h. die auftretende Potentialdifferenz zwischen zwei Halbzellen
Standard-EMK Die gemessene Potentialdifferenz zwischen zwei Halbzellen eines galvanischen Elements, falls bei Standardbedingungen gemessen wird
Standardbedingungen Temperatur 298 K(elvin), Druck 101325 Pa(scal), Konzentration 1 mol/l, ideale Lösung
Standardredoxpotential das für eine bestimmte Halbzelle gegen die Standardwasserstoffelektrode gemessene Potential, also eigentlich auch wieder eine Potentialdifferenz
Standardwasserstoffelektrode Sie ist eine Referenzelektrode. Sie besteht aus Wasserstoffgas, das bei einem Druck von 101325 Pa eine platinierte Platinelektrode umspült, die in eine Salzsäurelösung der Konzentration 1 mol/l eintaucht. Ihr Einzelredoxpotential wird mit E0 = 0,00 V festgelegt
Gibbs-Energie freie molare Standardreaktionsenthalpie Delta G0; diese Größe besitzt bei freiwilligen spontanen Reaktionen einen negativen Wert
Elektrode erster Art Kombination einer Metallelektrode und einer Lösung, die Ionen dieses Metalls enthält
Königswasser Gemisch aus drei Teilen konzentrierter Salzsäure und einem Teil konzentrierter Salpetersäure; stark oxidierende Säure
Nernstsche Gleichung Sie beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Redoxpotentials
Konzentrationskette galvanisches Element aus zwei gleichen Halbzellen unterschiedlicher Konzentration
Elektrode zweiter Art Elektroden wie die Kalomelelektrode, bei denen die potentialbestimmenden Ionen der Elektrolytlösung mit zwei festen Nachbarphasen im Gleichgewicht stehen, heißen Elektroden zweiter Art
Einstabmesskette Kombination von Mess- und Referenzelektrode in einem Bauteil, leitend verbunden durch eine Elektrolytlösung (KCl oder KNO3)
Korrosion
Säurekorrosion
elektrolytische Korrosion
Die von der Oberfläche ausgehende Zerstörung eines Metalls durch elektrochemische Reaktionen mit seiner Umgebung
Passivierung Schutz eines relativ unedlen Metalls vor Korrosion durch eine oberflächliche Oxidschicht, die edler ist als das zu schützende Metall
Opferanode (kathodischer Schutz) Schutz eines unedlen und damit rostempfindlichen Metalls durch leitende Verbindung mit einem noch unedleren Metall, welches durch Oxidation geopfert wird und damit das edlere Metall vor einer Oxidation bewahrt
Galvanisieren Überziehen eines Metalls mit einer widerstandsfähigen Schicht eines anderen Metalls zum Schutz vor Korrosion; z.B. elektrolytisches Verzinken
Primärelemente
Batterien
nicht wieder aufladbare Batterien
Sekundärelemente
Akkumulatoren
Sind die zur Stromerzeugung genutzten chemischen Reaktionen durch Stromumkehrung wieder rückgängig zu machen, spricht man von Sekundärelementen bzw. Akkumulatoren
Brennstoffzelle Ihre Wirkung beruht auf der Umkehrung der Elektrolyse des Wassers, also der endothermen Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff: Die Elektronen fließen unter Verrichtung von Arbeit über einen äußeren Stromkreis zur Kathode und werden dort von einem Oxidationsmittel, in unserem Beispiel Sauerstoff, aufgenommen
Wirkungsgrad Quotient aus Nutzen (Sekundärenergie) und Aufwand (Primärenergie)
Elektrolyse Spaltung eines Elektrolyten in seine Bestandteile durch die Wirkung des elektrischen Stromes: Bei der elektrolytischen Leitung wandern Kationen zur Kathode und Anionen zur Anode und werden dort durch elektrochemische Reaktionen entladen: anodische Oxidation, kathodische Reduktion
Überspannung Differenz zwischen der experimentell bestimmten und der theoretisch erwarteten Zersetzungsspannung
Zersetzungsspannung Die Spannung, bei der eine Elektrolyse richtig einsetzt; auch Abscheidungsspannung genannt. Ihr Wert wird durch Extrapolation aus der Strom-Spannungs-Kurve entnommen
Memory-Effekt Nachteil von Ni/Cd - Batterien bzw. Akkus
Der Effekt zeigt sich dadurch, dass die Batterie immer schneller scheinbar entladen wird und nur noch die Kapazität hat, die der Differenz zwischen Ladung und tatsächlicher Entladung entspricht. Ist der Effekt einmal eingetreten, ist er durch häufigeres Laden und Entladen nur teilweise wieder aufzuheben
Gegenstromdestillation Ein Teil des Kondensats fließt dem heißen Dampf entgegen; Verfahren zur besseren Trennung eines Gemisches (Bsp. fraktionierte Destillation von Erdöl)
Cracken
thermisches Cracken
katalytisches Cracken
Spaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe über einen Radikalkettenmechanismus bzw. hohe Temperaturen; es kommt zum Bruch von C-C - Bindungen sowie durch Dehydrierung zu ungesättigten Kohlenwasserstoffen
Oktanzahl Maß für die Klopffestigkeit eines Kraftstoffes; die entscheidende Einflußgröße ist das mengenmäßige Verhältnis der in ihrer Klopffestigkeit unterschiedlichen Verbindungen eines Kraftstoffgemisches
Schlagende Wetter Explosive Methan - Luft - Gemische
hydrophil wasserliebend
hydrophob wasserabweisend
lipophil fettliebend
lipophob fettabweisend
Konformere Konformationsisomere, die durch Drehung um Einfachbindungen "entstehen": Beispiel: gestaffelte und eklyptische Form des Ethans
Konformationsisomerie Form der Isomerie, die auf der freien Drehbarkeit von C-C - Bindungen beruht
funktionelle Gruppe Atome oder Atomgruppierungen, die für die charakteristischen Eigenschaften einer Substanzklasse verantwortlich sind, z.B. die OH-Gruppe der Alkohole
Trivialname Handelsname, gebräuchlicher Name einer Substanz
Konstitutionsisomerie Form der Isomerie, die bei gleicher Anzahl und Art der Atome auf unterschiedlicher Abfolge von Atomen einer Verbindung beruht: Wer ist wie mit wem verbunden?
primäres Kohlenstoffatom Kohlenstoffatom, welches nur noch mit einem weiteren C-Atom direkt verbunden ist; vgl. sekundäre, tertiäre, quartäre Kohlenstoffatome
IR-Spektroskopie Infrarotspektroskopie: instrumentelles Verfahren zur Strukturaufklärung von Substanzen, die im Infrarotbereich in charakteristischer Weise Licht absorbieren
UV-Spektroskopie Ultraviolett-Spektroskopie: instrumentelles Verfahren zur Strukturaufklärung von Substanzen, die im UV-Bereich in charakteristischer Weise Licht absorbieren
NMR-Spektroskopie nuclear magnetic resonance = kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie: instrumentelles Verfahren zur Strukturaufklärung von Molekülen: Je nach Umgebung im Molekül erzeugen beispielsweise Protonen charakteristische Signale im Magnetfeld
photochemische Reaktion chemische Reaktion, die durch Lichteinfluss ausgelöst wird
Substitution
radikalische Substitution
nucleophile Substitution
elektrophile Substitution
Eine Reaktion, bei der im organischen Molekül ein Atom oder eine Atomgruppe gegen ein anderes Atom oder eine Atomgruppe ausgetauscht wird
Radikal Teilchen mit einem ungepaarten einsamen Elektron
Homolyse homolytische Spaltung einer Bindung, d.h. jeder Partner einer Atombindung behält ein einsames Elektron dieser Bindung; vgl. heterolytische Spaltung bzw. Heterolyse
Heterolyse s. Homolyse: Hier werden bei einer Spaltung einer Bindung beide Elektronen von einem Bindungspartner übernommen, es treten elektrische Ladungen auf
Rekombination Verbindung zweier Radikale unter Ausbildung einer Einfachbindung
Stellungsisomerie Form der Isomerie, die auf der unterschiedlichen Stellung der funktionellen Gruppen am Kohlenstoffgerüst beruht
Induktiver Effekt (I-Effekt) Durch Elektronegativitätsunterschiede in organischen Molekülen werden Ladungsdichteverschiebungen bewirkt, die sich über mehrere Kohlenstoffatome auswirken können:
positiver induktiver Effekt (+I - Effekt): elektronendrückender Effekt
negativer induktiver Effekt (-I - Effekt): elektronenziehender Effekt
Selektivität Fähigkeit eines Radikals, seinen Bindungspartner auswählen zu können:
Faustregel: hohe Reaktivität eines Teilchens bedeutet gleichzeitig geringe Selektivität
FCKW Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe
cis-trans-Isomerie Form der Stereoisomerie, die auf der Aufhebung der freien Drehbarkeit bei Doppelbindungen beruht
kumulierte Doppelbindungen direkte Abfolge von C-C - Doppelbindungen
alternierende Doppelbindungen
konjugierte Doppelbindungen
gleichmäßige Abfolge von C-C - Einfach- und Doppelbindungen
isolierte Doppelbindungen C-C - Doppelbindungen, durch mehrere Einfachbindungen voneinander räumlich getrennt
Elektrophil elektronensuchendes Teilchen, also ein Kation oder ein Atom mit einer positiven Partialladung
Nucleophil kernsuchendes Teilchen, also ein Anion oder ein Atom mit einer negativen Partialladung
Dehydrierung Abspaltung von Wasserstoff (führt bei Alkanen zu Alkenen bzw. Alkinen)
Dehydratisierung Abspaltung von Wasserstoff (führt bei Alkoholen zu Alkenen)
Carbeniumion Teilchen mit einer echten positiven Ladung an einem Kohlenstoffatom; vgl. Carbanion
Carbanion Teilchen mit einer echten negativen Ladung an einem Kohlenstoffatom; vgl. Carbeniumion
Carben Teilchen mit einem Elektronensextett durch ein freies Elektronenpaar am Kohlenstoffatom
Addukt Additionsprodukt
Addition
elektrophile Addition
nucleophile Addition
radikalische Addition
Anlagerung von Atomen oder Atomgruppen ohne gleichzeitige Abspaltung anderer Atome oder Atomgruppen; tritt bei C-C - Mehrfachbindungen auf
Konkurrenzreaktionen mehrere Teilchen streiten sich um das reagierende Substrat, so dass mehrere Produkte entstehen können; energetische, elektronische und sterische Gründe entscheiden über die tatsächlich ablaufenden Reaktionen
Markownikow, Regel von ~ Bei der Addition von z.B. Halogenwasserstoffsäuren an unsymmetrisch substituierte Olefine (Alkene) tritt der Wasserstoff immer an das C-Atom der Doppelbindung, welches schon die meisten Wasserstoffatome trägt (Begründung: es wird immer das stabilste Carbeniumion im Zwischenzustand gebildet)
delokalisierte Pi-Elektronen Ladungsdichte von Pi - Elektronen über einen größeren Bereich eines Moleküls verteilt, Doppelbindungen sind nicht auf bestimmte Kohlenstoffatome lokalisierbar
Mesomerie
Mesomere Grenzstrukturen
Mesomere Grenzstrukturen geben keine real existierenden Teilchen wieder, sondern Grenzzustände, die nie erreicht werden. Der wahre Zustand eines Teilchens liegt irgendwo zwischen diesen Grenzzuständen. Diese Erscheinung, die bei Substanzen mit konjugierten Doppelbindungen auftritt, nennt man Mesomerie
Mesomerieenergie Energiebetrag, um den das Molekül energieärmer und damit stabiler ist als die formulierbaren Grenzzustände
Hückel-Regel Voraussetzung zum Vorliegen einer aromatischen Verbindung ist die Erfüllung dieser Regel, die besagt, dass 4n+2 Pi - Elektronen (über das Molekül delokalisiert) vorliegen müssen
kondensierte Aromaten Benzolringe, die über zwei gemeinsame Kohlenstoffatome mit einander verbunden sind: Beispiele Naphthalin und Anthracen
Aromat Verbindung, die bestimmte Kriterien erfüllen muss, z.B. die Erfüllung der Hückel-Regel, aber auch ebenes cyclisches System konjugierter Doppelbindungen, Freiwerden von Mesomerieenergie, gleiche Bindungslängen bei den betroffenen C-Atomen und Auftreten eines Ringstromes bei NMR-Spektroskopie
SSS-Regel Substitution in der Seitenkette bei Siedehitze und Sonnenlicht
KKK-Regel Substitution am aromatischen Kern (Ring) mit Katalysator und Kälte
Lewis-Säure Elektronenpaarakzeptor, d.h. Verbindung mit Elektronenpaarlücke, z.B. AlBr3
Substituent erster Ordnung dirigiert bei einer aromatischen Zweitsubstitution den Zweitsubstituenten in o- oder p-Stellung; dazu gehören Donorsubstituenten (+I, +M) sowie Halogenatome
Substituent zweiter Ordnung dirigiert bei einer aromatischen Zweitsubstitution den Zweitsubstituenten in m-Stellung; dazu gehören Akzeptorsubstituenten (desaktivierende Substituenten) mit Ausnahme der Halogenatome
Mesomerer Effekt (M-Effekt) Substituenten beteiligen sich am mesomeren System delokalisierter Pi-Elektronen in positiver Weise, indem sie freie Elektronenpaare dem mesomeren System zur Verfügung stellen (positiver mesomerer Effekt, +M).
Substituenten beteiligen sich am mesomeren System delokalisierter Pi-Elektronen in negativer Weise, indem sie dem mesomeren System delokalisierter Pi-Elektronen Elektronendichte entziehen (negativer mesomerer Effekt, -M)
Nitrierung Einführen von Nitrogruppen in den aromatischen Ring; als Elektrophil dient das NO2+-Teilchen
Sulfonierung Einführung von Sulfonsäuregruppen in den aromatischen Ring; als Elektrophile können SO3 oder HSO3+ dienen
Alkylierung
Friedel-Crafts-Alkylierung
Einführung von Alkylgruppen in den aromatischen Ring mit Hilfe einer Lewis-Säure
Isomerie Erscheinung von Verbindungen gleicher Summen- aber verschiedener Strukturformel
Isomere Verbindungen mit gleicher Summen-, aber verschiedener Strukturformel
Eliminierung Eine Reaktion, bei der Atome oder Atomgruppen aus einem Molekül abgespalten werden, ohne durch andere Atome oder Atomgruppen ersetzt zu werden (führt bei Halogenalkanen zu Alkenen)
Heteroaromat Aromatisches Ringsystem mit einem Heteroatom (Fremdatom) statt eines Kohlenstoffatoms; Beispiel Pyridin C5H5N
monomolekulare nucleophile Substitution SN1-Reaktion, die in einer Zweischrittreaktion intermediär und geschwindigkeitsbestimmend ein Carbeniumion bildet; im zweiten Teilschritt wird dann das Nucleophil schnell addiert (Bildung eines Racemats)
bimolekulare nucleophile Substitution SN2-Reaktion, die über einen Übergangszustand läuft, wo alte Bindungen noch nicht vollständig gelöst, neue Bindungen noch nicht vollständig geknüpft sind (Waldensche Umkehr, Regenschirm-Mechanismus)
Waldensche Umkehr s. bimolekulare nucleophile Substitution
Williamson - Ethersynthese Reaktion eines Alkylhalogenids mit Alkoholat unter Bildung eines Ethers
mehrwertiger Alkohol Enthält mehrere OH-Gruppen, Beispiel Glycerin
primärer Alkohol Enthält die OH-Gruppe an einem primären Kohlenstoffatom; vgl. sekundärer Alkohol bzw. tertiärer Alkohol
Aldehyde Oxidationsprodukte primärer Alkohole, charakteristische funktionelle Gruppe ist die Aldehydgruppe CHO
Ketone Oxidationsprodukte sekundärer Alkohole, charakteristische funktionelle Gruppe ist die Carbonylgruppe CO (mit Doppelbindung)
Fehling-Reakion typische Nachweisreaktion auf oxidierbare Aldehyde: mit alkalischer Kupfer(II)-tartratlösung bildet sich u.a. rotes Kupfer(I)-oxid
Silberspiegelprobe typische Nachweisreaktion auf oxidierbare Aldehyde: ammoniakalische Silbernitratlösung wird dabei zu elementarem Silber reduziert
Phenole Substanzklasse mit OH-Gruppe direkt am aromatischen Ringsystem, Beispiele sind die Verbindungen Phenol, Resorcin und Hydrochinon
Carboxylgruppe typische funktionelle Gruppe der Carbonsäuren (COOH-Gruppe)
Acetale entstehen durch säurekatalysierte nucleophile Addition von Alkoholen an Aldehyde
Ketale entstehen durch säurekatalysierte nucleophile Addition von Alkoholen an Ketone
Homologe Reihe Reihe von Substanzen der gleichen Substanzklasse, die sich nur in der Anzahl ihrer Kettenglieder unterscheidet, z.B. Homologe Reihe der Alkane, der Alkene, der Alkohole usw.
Monocarbonsäure enthält nur eine Carboxylgruppe
Dicarbonsäure enthält zwei Carboxylgruppen
Ester entsteht durch chemische Reaktion eines Alkohols und einer Säure, in der Regel einer Carbonsäure; als weiteres Produkt dieser Gleichgewichtsreaktion entsteht Wasser
Kondensation zwei Moleküle werden unter Abspaltung eines niedermolekularen Stoffes wie Wasser oder HCl miteinander verbunden
Veresterung Bildung eines Esters aus Alkohol und Säure
Esterspaltung Spaltung eines Esters durch Hydrolyse zu Alkohol und Säure
Fette Glycerinester der höheren Fettsäuren
Amine Substanzen mit Aminogruppe NH2
Nitroverbindungen Substanzen mit Nitrogruppe NO2
Aminosäure Substanz mit basischer Aminogruppe und saurer Carboxylgruppe
Kunststoffe
Polymere
Kunststoffe sind in ihren wesentlichen Bestandteilen organischer Natur, nämlich die sogenannten Monomere.
Sie sind aus Makromolekülen aufgebaut und entstehen durch Abwandlung von Naturprodukten oder chemische Synthesen
Makromoleküle Riesenmoleküle, langkettig unverzweigt, verzweigt oder dreidimensional vernetzt
Monomere niedermolekulare Bausteine der Polymere
Polymere mehrdeutiger Begriff für "Kunststoffe" allgemein, aber auch für durch Polymerisation entstandene "Kunststoffe"
Dimer entstanden aus zwei Monomerbausteinen
Polykondensation Polyreaktion: Makromoleküle entstehen dadurch, dass viele Monomere unter Abspaltung kleiner niedermolekularer Verbindungen miteinander verbunden werden. Voraussetzung für diese Stufenreaktion sind bifunktionelle Ausgangsstoffe
bifunktionelle Ausgangsstoffe Diese Monomere besitzen zwei funktionelle Gruppen, die sie zu Polykondensationen befähigen
Phenoplaste Phenol-Formaldehyd-Harze
Aminoplaste z.B. Harnstoff - Formaldehyd - Harze oder Melamin - Formaldehyd - Harze
Oligomere nennt man die Aneinanderkettung von einer überschaubaren Anzahl von Monomerbausteinen; Vorstufe eines Polymers; im Bereich der Zuckerchemie bezeichnet man als Oligosaccharide solche Zucker, die aus bis zu sechs Monosaccharidbausteinen bestehen
Polyester entstehen z.B. durch Polykondensation von Dialkoholen mit Dicarbonsäuren, oder aus Dicarbonsäureestern und Dialkoholen (Umesterung)
Polyamide entstehen durch Polykondensation von Dicarbonsäuren mit Diaminen
Duroplaste Klassifizierung von Kunststoffen nach ihren Eigenschaften hart, beständig, schlagzäh, wenig wärmeverformbar, engmaschig vernetzt
Thermoplaste Polymere, die bei Temperaturerhöhung ein Erweichungsintervall besitzen und sich dann in jede beliebige Form bringen lassen: plastische Verformbarkeit (z.B. im Extruder, Kalander, beim Spritzgießen): reversibler Vorgang
Elastomere gummielastische Kunststoffe, die nicht plastisch verformbar sind; räumlich verknüpfte Ketten, oder weitmaschig vernetzte Ketten
Polymerisation
radikalische Polymerisation
kationische Polymerisation
anionische Polymerisation
Voraussetzung für Polymerisation sind ein oder mehrere ungesättigte Gruppen (z.B. Alkene oder substituierte Alkene) sowie Radikale, Kationen oder Anionen als Katalysatoren
Nitrile Substanzen mit CN - Dreifachbindung
Strukturelement
Struktureinheit
kleinste ständig wiederkehrende Einheit im Polymermolekül
Monomereinheit kleinste ständig wiederkehrende Einheit im Polymermolekül bezogen auf die zugrunde liegenden Monomere
Homopolymere Polymere, die nur aus einer Monomereinheit bestehen (PE, PVC, PS ...)
Copolymere Polymere aus mehreren Monomeren entstanden
Polymerisationsgrad Anzahl der in einem Polymer aufeinanderfolgenden Monomereinheiten;
Quotient aus der Molekülmasse des Polymeren und der Molekülmasse des Monomeren
Primärstruktur von Kunststoffen Sie beschreibt die Konstitution und die Konfiguration eines einzelnen Makromoleküls
alternierende Copolymere Zwei Monomereinheiten A und B wechseln sich regelmäßig im Makromolekül ab
statistische Copolymere Zwei oder mehrere Monomereinheiten wechseln sich in statistischer Weise im Makromolekül ab
Taktizität von Polymeren
isotaktische Anordnung
syndiotaktische Anordnung
ataktische Anordnung
Sie ist ein Ausdruck der verschiedenen Konfigurationen einer funktionellen Gruppen am asymmetrischen Kohlenstoffatom in einer Polymerkette
isotaktisch Konfiguration der asymmetrischen Kohlenstoffatome in einer Polymerkette ist in jeder Struktureinheit gleich
syndiotaktisch Konfiguration der asymmetrischen Kohlenstoffatome in einer Polymerkette wechselt in jeder Struktureinheit
ataktisch Konfiguration der asymmetrischen Kohlenstoffatome in einer Polymerkette wechselt statistisch
Sekundärstruktur von Polymeren Sie beschreibt die Konformation eines einzelnen Makromoleküls (aufgrund der freien Drehbarkeit um Einfachbindungen): Helix, gefaltetete Kette, Knäuelstruktur
Tertiärstruktur von Polymeren Sie beschreibt die gegenseitige Anordnung einzelner Makromoleküle innerhalb eines Makromolekülverbandes ("Spaghettistruktur", "Micellstrukturen")
Polyaddition Bei der Polyaddition lagern sich Monomere durch Verknüpfung zweier funktioneller Gruppen zusammen, wobei Wasserstoffatome wandern; es kommt nicht zu Abspaltungen kleiner Moleküle; Produkte sind Polyurethane und Epoxidharze
Werkstoff-Recycling direktes Umschmelzen gebrauchter Thermoplaste zu "neuen" Produkten; Recycling-Verfahren, welches kostenintensiv ist, da sortenreine Kunststoffe benötigt werden
Rohstoff-Recycling Rückspaltung gebrauchter Kunststoffe in chemische und petrochemische Rohstoffe; universelles Recycling-Verfahren für vermischte Kunststoffe
Energetische Verwertung von Kunststoffen Verheizen von Kunststoffabfall in Müllverbrennungsanlagen zur Energiegewinnung
man-made fibres Synthesefasern wie Nylon, Perlon oder Dralon
Silikone kunststoffartige Produkte mit vielfältigen Eigenschaften für Dichtungsmassen, Lacke und Schaumregulatoren für Waschmittel; Zentrales Element ist aber nicht der Kohlenstoff, sondern Silicium
Micelle ein in Wasser emulgiertes Teilchenaggregat, zum Beispiel Fetttröpfchen umhüllt von Seifenanionen und in Schwebe gehalten in wässriger Lösung
essentielle Fettsäuren wichtig für den Stoffwechsel des Menschen, Fettsäuren, die nicht vom Körper selbst synthetisiert werden können, sondern die er aufnehmen muss
Jodzahl Sie gibt den Jodverbrauch in g bei der Anlagerung an Fett an bezogen auf 100 g Fett (Maß für den Gehalt an Doppelbindungen)
Verseifungszahl Sie gibt die Menge an Kalilauge an, die zur Verseifung (Esterspaltung) von 1 g Fett notwendig ist
Fetthärtung katalytische Addition von Wasserstoff an die die ungesättigten Fettsäuren der Fette; dadurch entstehen gesättigte Fette
Seifen Natrium- und Kaliumsalze der höheren langkettigen Fettsäuren
Tenside grenzflächenaktive Stoffe; sie setzen die Oberflächenspannung des Wassers herab und ermöglichen dadurch die Waschwirkung
kolloidale Lösung Teilchenaggregate in Lösung, die größer sind als Atome und Moleküle und kleiner als die Poren eines Filters; solche Lösungen von Kolloiden zeigen eine Trübung
Tyndall-Effekt Phänomen, dass kolloidale Lösungen im Licht eine Trübung zeigen, hervorgerufen durch große Teilchenaggregate; Lichtstrahlen werden an Seifenteilchen z.B. gestreut
anionische Tenside grenzflächenaktive Substanz, bei der das Tensidmolekül eine anionische Endgruppe trägt, z.B. das Seifenanion
kationische Tenside grenzflächenaktive Substanz, bei der das Tensidmolekül eine kationische Endgruppe trägt, z.B. quartäre Ammoniumsalze
Amphotenside
Betaine
grenzflächenaktive Substanz mit kationischer und anionischer Endgruppe zugleich
Kalkseife wasserunlöslicher Stoff, der sich beim Waschen in hartem Wasser ohne Enthärtersubstanz auf den Textilien festsetzt und so einen Grauschleier erzeugt und zu hohem Seifenverbrauch führt; Calciumionen bilden mit den Seifenanionen diese feste Substanz
Gesamthärte des Wassers Summe der als Carbonate, Sulfate, Chloride, Nitrate und Phosphate gebundenen Erdalkalielemente, insbesondere von Calcium und Magnesium
Enthärter-Substanz macht das Waschwasser "weicher": z.B. NTP (Pentanatriumtriphosphat), NTA (Nitrilotriessigsäure) oder EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure)
Niotensid nichtionisches Tensid: Fettalkoholpolyglykolether oder Alkylphenolpolyglykolether
optische Aufheller sind in Vollwaschmitteln enthalten: Sie lassen sich beim Waschen auf die Textilie auftragen (Haftung durch Wasserstoffbrücken) und wandeln die UV-Strahlen der Sonne in sichtbares bläuliches Licht um; subjektiv empfindet das menschliche Auge die Wäsche dann als sauberer
Emission von Licht Aussendung von Licht nach Anregung von Elektronen in Molekülen oder Atomen; dieser zusätzliche Energiebetrag der Anregung wird nach dem Prinzip des Energieminimums schnell wieder abgegeben: Emissionsspektren
Absorption von Licht Ein Absorptionsspektrum stellt die Energieaufnahme einer Substanz in Abhängigkeit von der Wellenlänge oder Frequenz des Lichtes dar
chromophore Gruppe farbgebende Gruppen eines Farbstoffes: die Farbigkeit von Verbindungen beruht auf der Anwesenheit delokalisierter Pi-Elektronen. Gruppen mit Mehrfachbindungen bezeichnet man daher als chromophore Gruppen
auxochrome Gruppen farbvertiefende Gruppen: sie verstärken die Farbigkeit der chromophoren Gruppen dadurch, dass sie durch freie Elektronenpaare sich am mesomeren System konjugierter Doppelbindungen positiv beteiligen
bathochromer Effekt Je ausgedehnter das chromophore System ist, desto mehr verschiebt sich das Absorptionsmaximum in den längerwelligen Bereich (Möglichkeit zur ausgedehnten Mesomerie)
Farbstoff löst sich in dem zu färbenden Medium oder wird in Lösung verarbeitet
Pigment farbige Substanz, die im Anwendungsmedium nicht löslich ist: wird meist durch ein Bindemittel aufgezogen
Azofarbstoffe kräftig farbige Substanzen mit N-N - Doppelbindung als charakteristische funktionelle und chromophore Gruppe
Diazotierung Reaktion als Vorstufe zur Bildung eines Azofarbstoffes, wobei ein aromatisches Amin in salzsaurer Lösung unter 5 Grad Celsius mit Hilfe von salpetriger Säure in ein lösliches Benzoldiazoniumsalz überführt wird
Kupplungsreaktion Folgeschritt einer Diazotierung: das vorgebildete Benzoldiazoniumkation kuppelt als Elektrophil mit einem Phenol oder aromatischen Amin (als Nucleophil) und bildet dabei einen Azofarbstoff
Triphenylmethanfarbstoffe Substanzen wie Phenolphthalein, Fluoreszein oder Kristallviolett, die das Grundgerüst des Triphenylmethans besitzen
Indigo Küpenfarbstoff zur Färbung von Jeans: die wasserlösliche Küpe (reduzierte Form des Indigo: Leukindigo) wird dabei auf die Baumwollfaser aufgezogen und oxidiert an der Luft zum blauvioletten Indigoblau
Chromatographie Trennverfahren, bei dem ein Gemisch mit Hilfe einer mobilen Phase über eine feste stationäre Phase geführt wird: Verfahren Dünnschichtchromatographie, Säulenchromatographie, Gaschromatographie
Nulleffekt beim Geiger-Müller-Zählrohr als natürliche radioaktive Strahlung messbar in Form von Knacktönen
Alpha-Zerfall Radioaktiver Prozess, bei dem alpha-Teilchen emittiert werden: alpha-Teilchen bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen und besitzen somit die Masse des Heliums von 4u; alpha-Teilchen sind positiv geladene Heliumkerne
Betazerfall Radioaktiver Prozess, bei dem entweder ein Elektron emittiert wird, so dass sich die Ordnungszahl eines radioaktiven Nuklids erhöht (beta-minus-Zerfall) oder ein Positron emittiert wird, so dass sich die Ordnungszahl eines radioaktiven Nuklids erniedrigt (beta-plus-Zerfall)
Epsilon-Zerfall Neutroneneinfang
Isotope sind Nuklide gleicher Protonenzahl im Atomkern bei verschiedener Neutronenzahl und daher verschiedener Massenzahl
verschiedene Nuklide ein und desselben Elements
Radioaktivität die Eigenschaft radioaktiver Kerne (Nuklide), solange Strahlung auszusenden, bis durch Zerfall ein stabiles Nuklid entstanden ist
Antiteilchen zu fast allen Elementarteilchen gibt es sogenannte Antiteilchen: diese besitzen gleiche Masse und Lebensdauer, aber entgegengesetzten Spin und teilweise auch entgegengesetzte elektrische Ladung; treffen Teilchen und ihre Antiteilchen zusammen, zerstrahlen sie unter Aussendung der sogenannten Vernichtungsstrahlung; Antiteilchen des Elektrons ist das Positron, das des Protons das Antiproton, das des Neutrons das Antineutron
Quarks die uns bekannten Elementarteilchen Protonen und Neutronen bestehen aus noch kleineren Teilchen, den sogenannten Quarks: Protonen beispielsweise bestehen aus zwei up-Quarks und einem down-Quark, Neutronen dagegen aus zwei down-Quarks und einem up-Quark; daneben existieren noch vier verschiedene Sorten von Quarks: strange, charm, top und bottom
Teilchenbeschleuniger
Linearbeschleuniger
Zyklotron
Gewaltige Anlage, in der geladene Teilchen fast bis zur Lichtgeschwindigkeit durch starke magnetische und elektrische Felder beschleunigt werden, um dann auf ein Ziel zu treffen und Bruchstücke zu erzeugen
starke Kraft hält den Atomkern zusammen; sie bindet Quarks zu Protonen und Neutronen zusammen und diese wiederum zu Atomkernen
schwache Kraft wirkt zwischen elektronenähnlichen Teilchen und den Kernteilchen
Elektromagnetismus (elektromagnetische Kraft, Coulombkraft) verantwortlich für die Bindung der Elektronen an den Atomkern: elektrisch entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an, gleichnamige Ladungen stoßen sich ab
Gravitation (Schwerkraft) gegenseitige Anziehung von Massen aneinander
Kernfusion Verschmelzung zweier leichter Kerne zu einem schweren Teilchen unter Energiegewinn (Energie um eine Zehnerpotenz höher als bei herkömmlichen Kernspaltungen)
Moderator ist in Kernkraftwerken dafür verantwortlich, dass die bei der Kernspaltung freiwerdenden schnellen Neutronen abgebremst (moderiert) werden, damit die Kettenreaktion weiterlaufen kann; geeignet sind Wasser, schweres Wasser, Graphit, Beryllium
Aktivität Zahl der Atomkernzerfälle pro Sekunde; gemessen in Bequerel (Bq)
Dosis Quotient aus absorbierter Strahlungsenergie und Masse der bestrahlten Materie; Unterscheidung zwischen der Energiedosis - gemessen in Gray (Gy, alte Einheit war das rad) und der Äquivalentdosis - gemessen in Sievert (Sv), die eine auf die gleiche biologische Wirkung normierte Dosis ist (alte Einheit war das rem)
Dosisleistung pro Zeiteinheit absorbierte Dosis, gemessen in Sv/h oder Sv/d oder Sv/a
regenerative Energien Solarenergie, geothermische Energie, Gezeitenenergie, Windenergie, Meereswärme, Biomasse, Wasserkraft: also erneuerbare Energien
asymmetrisches Kohlenstoffatom an ein solches Kohlenstoffatom sind vier verschiedene Substituenten gebunden (kein Symmetriezentrum im Molekül vorhanden), daher ist die Möglichkeit der optischen Isomerie gegeben
optische Isomerie Spezialfall der Stereoisomerie, die darin besteht, dass die sogenannten optischen Isomere oder auch Enantiomere unterschiedliches Verhalten gegenüber linear polarisiertem Licht zeigen
Stereoisomerie Stereoisomere unterscheiden sich bei gleicher Summenformel und Konstitution nur in der räumlichen Anordnung der Atome, also in ihrer Konfiguration
Enantiomere
chirale Moleküle
Substanzmoleküle, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten, also durch Drehung allein nicht zur Deckung zu bringen sind: z.B. D- und L-Weinsäure (oder die rechte und die linke Hand)
optische Aktivität Durchstrahlt man die Lösung eines Enantiomeren mit linear polarisiertem Licht, so wird die Polarisationsebene des Lichtes um einen bestimmten Winkel nach links oder rechts gedreht; das andere Enantiomere dreht diese um den gleichen Betrag in die entgegengesetzte Richtung
Racemat äquimolares Gemisch von zwei Enantiomeren
Diastereomere sind Stereoisomere, die sich nicht wie Bild und Spiegelbild verhalten, also z.B. D-Weinsäure und meso-Weinsäure
Monosaccharide Einfachzucker wie z.B. Glucose, Fructose, Galaktose
Disaccharide Zweifachzucker wie z.B. Saccharose, Maltose, Lactose
Polysaccharide Vielfachzucker wie z.B. Stärke oder Cellulose
Aldose Zucker mit Aldehydfunktion
Ketose Zucker mit Ketofunktion
D-Zucker bei ihnen steht die OH-Gruppe am untersten asymmetrischen Kohlenstoffatom rechts (Fischer-Projektion)
L-Zucker bei ihnen steht die OH-Gruppe am untersten asymmetrischen Kohlenstoffatom links
Hexose Zucker mit sechs Kohlenstoffatomen
Mutarotation Zeit bis zur Einstellung des Enddrehwinkels (Gleichgewichtseinstellung) bei wässrigen Lösungen der Anomere Alpha-D-Glucose und Beta-D-Glucose
Fischer-Formel Strukturformel der Monosaccharide in der Kettenform
Haworth-Formel Strukturformel der Zucker in der Ringformel; entstanden durch intramolekulare Halbacetalbildung aus Aldehyd- bzw. Ketogruppe und einer glucosidischen OH-Gruppe
Furanose Fünfringzucker, Name leitet sich vom Furan her
Pyranose Sechsringzucker, Name leitet sich vom Pyran her

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Die folgende Tabelle enthält die Fachbegriffe in alphabetischer Reihenfolge.

Klicke auf den Anfangsbuchstaben des gesuchten Wortes im Glossar, und die entsprechenden Einträge werden gezeigt.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Sekundarstufe II

A
Acetale entstehen durch säurekatalysierte nucleophile Addition von Alkoholen an Aldehyde
Achtzehn-Elektronenregel gilt für Nebengruppenelemente; vergleichbar der Oktettregel bei Hauptgruppenelementen
Abscheidungsdruck Der Drang von Ionen eines Elements, sich in elementarer Form als Atome abzuscheiden (besonders hoch bei edlen Metallen)
Absorption von Licht Ein Absorptionsspektrum stellt die Energieaufnahme einer Substanz in Abhängigkeit von der Wellenlänge oder Frequenz des Lichtes dar
Addition
elektrophile Addition
nucleophile Addition
radikalische Addition
Anlagerung von Atomen oder Atomgruppen ohne gleichzeitige Abspaltung anderer Atome oder Atomgruppen; tritt bei C-C - Mehrfachbindungen auf
Addukt Additionsprodukt
Adsorption Bindung von Gasen und Dämpfen an der Oberfläche von Feststoffen mit großer Oberfläche
Äquivalenzpunkt Endpunkt einer Säure-Base-Titration; an diesem Punkt sind die nach dem Reaktionsschema geforderten stöchiometrischen Mengen an Säure und Base vorhanden (äquivalente Mengen)
aktivierter Komplex Theorie eines Übergangszustandes, bei dem alte Bindungen noch nicht ganz gelöst und neue Bindungen noch nicht vollständig geknüpft sind
Aktivierungsenergie Die Energie, die zwei zusammenstoßende Teilchen besitzen müssen, um miteinander zu reagieren anstatt unverändert voneinander abzuprallen
Aktivität Zahl der Atomkernzerfälle pro Sekunde; gemessen in Bequerel (Bq)
Akzeptorhalbzelle Die Halbzelle eines galvanischen Elements, an der der größere Abscheidungsdruck herrscht
Aldehyde Oxidationsprodukte primärer Alkohole, charakteristische funktionelle Gruppe ist die Aldehydgruppe CHO
Aldose Zucker mit Aldehydfunktion
Alkylierung
Friedel-Crafts-Alkylierung
Einführung von Alkylgruppen in den aromatischen Ring mit Hilfe einer Lewis-Säure
Allgemeine Chemie Teildisziplin der Chemie, die sich mit den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten der Chemie befasst
Alpha-Zerfall Radioaktiver Prozess, bei dem alpha-Teilchen emittiert werden: alpha-Teilchen bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen und besitzen somit die Masse des Heliums von 4u; alpha-Teilchen sind positiv geladene Heliumkerne
alternierende Copolymere Zwei Monomereinheiten A und B wechseln sich regelmäßig im Makromolekül ab
alternierende Doppelbindungen
konjugierte Doppelbindungen
gleichmäßige Abfolge von C-C - Einfach- und Doppelbindungen
Amine Substanzen mit Aminogruppe NH2
Aminoplaste z.B. Harnstoff - Formaldehyd - Harze oder Melamin - Formaldehyd - Harze
Aminosäure Substanz mit basischer Aminogruppe und saurer Carboxylgruppe
Ampholyt
amphotere Substanz
Substanzen, die sowohl Protonen abgeben als auch solche aufnehmen können: Beispiele sind Wasser sowie Ammoniak
Amphotenside
Betaine
grenzflächenaktive Substanz mit kationischer und anionischer Endgruppe zugleich
amphotere Substanzen
Ampholyt
Sie können sich als Protonendonatoren und -akzeptoren verhalten, sind also sogenannte Ampholyte
Analytische Chemie Sie befasst sich mit der Aufklärung der chemischen Zusammensetzung von Stoffen
Anfangsgeschwindigkeit Steigung der Tangente am Ursprung im Konzentrations-Zeit-Diagramm
anionische Tenside grenzflächenaktive Substanz, bei der das Tensidmolekül eine anionische Endgruppe trägt, z.B. das Seifenanion
Anode Elektrode, an der ein Oxidationsvorgang abläuft: aufsteigende Elektronen
Antiteilchen zu fast allen Elementarteilchen gibt es sogenannte Antiteilchen: diese besitzen gleiche Masse und Lebensdauer, aber entgegengesetzten Spin und teilweise auch entgegengesetzte elektrische Ladung; treffen Teilchen und ihre Antiteilchen zusammen, zerstrahlen sie unter Aussendung der sogenannten Vernichtungsstrahlung; Antiteilchen des Elektrons ist das Positron, das des Protons das Antiproton, das des Neutrons das Antineutron
Aromat Verbindung, die bestimmte Kriterien erfüllen muss, z.B. die Erfüllung der Hückel-Regel, aber auch ebenes cyclisches System konjugierter Doppelbindungen, Freiwerden von Mesomerieenergie, gleiche Bindungslängen bei den betroffenen C-Atomen und Auftreten eines Ringstromes bei NMR-Spektroskopie
Arrheniusgleichung k = A * e-EA/R*T
asymmetrisches Kohlenstoffatom an ein solches Kohlenstoffatom sind vier verschiedene Substituenten gebunden (kein Symmetriezentrum im Molekül vorhanden), daher ist die Möglichkeit der optischen Isomerie gegeben
ataktisch Konfiguration der asymmetrischen Kohlenstoffatome in einer Polymerkette wechselt statistisch
Autokatalyse Ein Reaktionsprodukt wirkt offenbar als Katalysator einer Reaktion und katalysiert sozusagen seine eigene Bildung
Autoklav Verschließbares Metallgefäß für Laborarbeiten unter hohem Druck und bei hoher Temperatur; wird auch beim Sterilisieren benutzt
Autoprotolyse Eigenprotolyse eines Ampholyten
auxochrome Gruppen farbvertiefende Gruppen: sie verstärken die Farbigkeit der chromophoren Gruppen dadurch, dass sie durch freie Elektronenpaare sich am mesomeren System konjugierter Doppelbindungen positiv beteiligen
Azofarbstoffe kräftig farbige Substanzen mit N-N - Doppelbindung als charakteristische funktionelle und chromophore Gruppe
B
Bändermodell MO-Theorie für die "metallische Bindung": N Atomorbitale überlappen zu N Molekülorbitalen, die energetisch so dicht zusammen liegen, dass man sie zu Energiebändern zusammenfasst; zwischen diesen liegen sogenannte "verbotene Zonen"
Basendefinition (Arrhenius) Basen sind Stoffe, die in wässriger Lösung unter Abgabe von OH--Ionen dissoziieren
Basendefinition (Brönstedt) Basen sind Protonenakzeptoren, d.h. sie nehmen von anderen Substanzen (Säuren) Protonen auf
Basenkonstante Die Dissoziationskonstante der Base Kb; der dekadische Logarithmus der Basenkonstante ist der pKb-Wert
bathochromer Effekt Je ausgedehnter das chromophore System ist, desto mehr verschiebt sich das Absorptionsmaximum in den längerwelligen Bereich (Möglichkeit zur ausgedehnten Mesomerie)
Betazerfall Radioaktiver Prozess, bei dem entweder ein Elektron emittiert wird, so dass sich die Ordnungszahl eines radioaktiven Nuklids erhöht (beta-minus-Zerfall) oder ein Positron emittiert wird, so dass sich die Ordnungszahl eines radioaktiven Nuklids erniedrigt (beta-plus-Zerfall)
bifunktionelle Ausgangsstoffe Diese Monomere besitzen zwei funktionelle Gruppen, die sie zu Polykondensationen befähigen
bimolekulare Reaktion Elementarreaktion, bei der zwei Teilchen zusammenstoßen
bimolekulare nucleophile Substitution SN2-Reaktion, die über einen Übergangszustand läuft, wo alte Bindungen noch nicht vollständig gelöst, neue Bindungen noch nicht vollständig geknüpft sind (Waldensche Umkehr, Regenschirm-Mechanismus)
Bindung Linus Pauling: Wenn zwei oder mehrere Atome oder Atomgruppen so fest durch irgendwelche Kräfte zusammen gehalten werden, dass es angebracht erscheint, das Ganze als selbständiges vollkommen neues Molekül zu betrachten, dann spricht man von chemischer Bindung
Bindungsenergie Die Bindungsenergie ist die Energie, die frei wird beim Ausbilden einer Bindung zwischen zwei Atomen, bzw. die nötig ist zur Spaltung einer Bindung
Bindungslänge Abstand vom Atomkernmittelpunkt des einen Atoms eines Moleküls zum Atomkernmittelpunkt des anderen Atoms; gemessen in pm
Bindungstypen Die Bindungstypen Atombindung und Ionenbindung sind zwei Extreme, wobei beim Übergang von der Atombindung zur Ionenbindung eine schrittweise Verlagerung des gemeinsamen Bindungselektronenpaares auf einen Bindungspartner zu beobachten ist. Der häufigste Fall ist daher die polare Atombindung zwischen diesen extremen Bindungstypen, denn reine Atombindung bzw. Ionenbindung sind eher die Ausnahmen
Bohr´sche Postulate 1. Die Anzahl stabiler Energiebahnen für Elektronen ist begrenzt
2. Der Umlauf von Elektronen auf diesen Bahnen erfolgt strahlungslos
3. Elektronen absorbieren oder emittieren nur diskrete Energiequanten und nicht beliebige Energiebeträge
Boudouard-Gleichgewicht Chemisches Gleichgewicht, welches beispielsweise beim Hochofenprozess auftaucht: Kohlendioxid und Kohlenstoff wandeln sich endotherm in Kohlenmonoxid um, welches wie Koks als Reduktionsmittel für die Reduktion des Eisenerzes dient
Brennstoffzelle Ihre Wirkung beruht auf der Umkehrung der Elektrolyse des Wassers, also der endothermen Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff: Die Elektronen fließen unter Verrichtung von Arbeit über einen äußeren Stromkreis zur Kathode und werden dort von einem Oxidationsmittel, in unserem Beispiel Sauerstoff, aufgenommen
C
Carbanion Teilchen mit einer echten negativen Ladung an einem Kohlenstoffatom; vgl. Carbeniumion
Carben Teilchen mit einem Elektronensextett durch ein freies Elektronenpaar am Kohlenstoffatom
Carbeniumion Teilchen mit einer echten positiven Ladung an einem Kohlenstoffatom; vgl. Carbanion
Carboxylgruppe typische funktionelle Gruppe der Carbonsäuren (COOH-Gruppe)
Chemische Bindung siehe Bindung
Chemisches Gleichgewicht Zwischen den Konzentrationen der Edukte und Produkte stellt sich ein bestimmtes Verhältnis ein, welches sowohl von der Edukt- als auch von der Produktseite erreichbar ist.
Chromatographie Trennverfahren, bei dem ein Gemisch mit Hilfe einer mobilen Phase über eine feste stationäre Phase geführt wird: Verfahren Dünnschichtchromatographie, Säulenchromatographie, Gaschromatographie
chromophore Gruppe farbgebende Gruppen eines Farbstoffes: die Farbigkeit von Verbindungen beruht auf der Anwesenheit delokalisierter Pi-Elektronen. Gruppen mit Mehrfachbindungen bezeichnet man daher als chromophore Gruppen
cis-trans-Isomerie Form der Stereoisomerie, die auf der Aufhebung der freien Drehbarkeit bei Doppelbindungen beruht
Clock-Reaktion Chemischer Reaktionszyklus, bei dem schlagartig, sozusagen vorhersagbar bei einem bestimmten Umsatzzeitpunkt eine sichtbare Reaktion eintritt
Copolymere Polymere aus mehreren Monomeren entstanden
Cracken
thermisches Cracken
katalytisches Cracken
Spaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe über einen Radikalkettenmechanismus bzw. hohe Temperaturen; es kommt zum Bruch von C-C - Bindungen sowie durch Dehydrierung zu ungesättigten Kohlenwasserstoffen
D
Dalton´sche Atomhypothese 1. Elemente bestehen aus Atomen und sind untrennbare feste Massekugeln
2. Atome lassen sich unverändert aus Verbindungen zurückgewinnen
3. Atome eines Elements sind untereinander gleich
4. Die Vereinigung von Atomen zu Molekülen erfolgt paarweise
Dehydratisierung Abspaltung von Wasserstoff (führt bei Alkoholen zu Alkenen)
Dehydrierung Abspaltung von Wasserstoff (führt bei Alkanen zu Alkenen bzw. Alkinen)
delokalisierte Pi-Elektronen Ladungsdichte von Pi - Elektronen über einen größeren Bereich eines Moleküls verteilt, Doppelbindungen sind nicht auf bestimmte Kohlenstoffatome lokalisierbar
Diastereomere sind Stereoisomere, die sich nicht wie Bild und Spiegelbild verhalten, also z.B. D-Weinsäure und meso-Weinsäure
Diazotierung Reaktion als Vorstufe zur Bildung eines Azofarbstoffes, wobei ein aromatisches Amin in salzsaurer Lösung unter 5 Grad Celsius mit Hilfe von salpetriger Säure in ein lösliches Benzoldiazoniumsalz überführt wird
Dicarbonsäure enthält zwei Carboxylgruppen
Dimer entstanden aus zwei Monomerbausteinen
Dipol Ein Dipolmolekül ist ein Molekül mit einem negativen und einem positiven Ladungsschwerpunkt; fallen beide Ladungsschwerpunkte zusammen, handelt es sich nicht um einen Dipol, d.h. ein magnetisches Moment ist nicht festzustellen
Disaccharide Zweifachzucker wie z.B. Saccharose, Maltose, Lactose
Disproportionierung Reaktion mit gleichzeitiger Oxidation und Reduktin ein und desselben Elementes; vgl. Synproportionierung
Dipolmoment Die Polarität von Atombindungen erzeugt im elektrischen Feld eine Ausrichtung der Moleküle aufgrund unterschiedlicher Elektronegativitäten; aus der gemessenen Dielektrizitätskonstante lässt sich das sog. Dipolmoment berechnen; Angabe in Debye (D)
Donator-Akzeptor-Prinzip Die Funktion einer Substanz als Protonendonator ist an das Vorhandensein eines Protonenakzeptors geknüpft
Donatorhalbzelle Die Halbzelle eines galvanischen Elements, an der der größere Lösungsdruck herrscht
Donorbindung auch Komplexbindung genannt: Freie Elektronenpaare werden von einer Lewis-Base (Elektronenpaardonator, Ligand) einer Lewis-Säure (Elektronenpaarakzeptor, Zentralatom/-ion) zur Bindung zur Verfügung gestellt
Dosis Quotient aus absorbierter Strahlungsenergie und Masse der bestrahlten Materie; Unterscheidung zwischen der Energiedosis - gemessen in Gray (Gy, alte Einheit war das rad) und der Äquivalentdosis - gemessen in Sievert (Sv), die eine auf die gleiche biologische Wirkung normierte Dosis ist (alte Einheit war das rem)
Dritter Hauptsatz der Thermodynamik Die Entropie reiner kristallisierter Stoffe ohne Fehlordnung wird am absoluten Nullpunkt gleich Null
Durchschnittsgeschwindigkeit Steigung einer Sekante in einem bestimmten Zeitintervall
Duroplaste Klassifizierung von Kunststoffen nach ihren Eigenschaften hart, beständig, schlagzäh, wenig wärmeverformbar, engmaschig vernetzt
dynamisches Gleichgewicht Beim chemischen Gleichgewicht handelt es sich um ein dynamisches Gleichgewicht; äußerlich scheint eine Reaktion zum Stillstand gekommen zu sein, jedoch finden im Reaktionsgemisch weiterhin Umsetzungen von Edukt zu Produkt und umgekehrt statt
D-Zucker bei ihnen steht die OH-Gruppe am untersten asymmetrischen Kohlenstoffatom rechts (Fischer-Projektion)
E
Edelgaskonfiguration Die Elektronenkonfiguration ns2p6 ist ein sehr energiearmer und damit stabiler Zustand, der daher bei der Verbindungsbildung bevorzugt ist
Einstabmesskette Kombination von Mess- und Referenzelektrode in einem Bauteil, leitend verbunden durch eine Elektrolytlösung (KCl oder KNO3)
Elastomere gummielastische Kunststoffe, die nicht plastisch verformbar sind; räumlich verknüpfte Ketten, oder weitmaschig vernetzte Ketten
Elektrode erster Art Kombination einer Metallelektrode und einer Lösung, die Ionen dieses Metalls enthält
Elektrode zweiter Art Elektroden wie die Kalomelelektrode, bei denen die potentialbestimmenden Ionen der Elektrolytlösung mit zwei festen Nachbarphasen im Gleichgewicht stehen, heißen Elektroden zweiter Art
Elektrolyse Spaltung eines Elektrolyten in seine Bestandteile durch die Wirkung des elektrischen Stromes: Bei der elektrolytischen Leitung wandern Kationen zur Kathode und Anionen zur Anode und werden dort durch elektrochemische Reaktionen entladen: anodische Oxidation, kathodische Reduktion
elektrolytische Dissoziation, Theorie der (Arrhenius) Elektrolyte (Säuren, Basen, Salze) dissoziieren beim Lösen in Wasser mehr oder weniger stark in Ionen
Elektromagnetismus (elektromagnetische Kraft, Coulombkraft) verantwortlich für die Bindung der Elektronen an den Atomkern: elektrisch entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an, gleichnamige Ladungen stoßen sich ab
elektromotorische Kraft (EMK) das elektrische Potential eines galvanischen Elements, d.h. die auftretende Potentialdifferenz zwischen zwei Halbzellen
Elektronengas Theorie, nach der in der metallischen Bindung Metallatome ihre freien Valenzelektronen zu einem "Pool" frei beweglicher Elektronen zwischen den positiven Atomrümpfen zur Verfügung stellen, die für die elektrische Leitfähigkeit von Metallen verantwortlich sind
Elektrophil elektronensuchendes Teilchen, also ein Kation oder ein Atom mit einer positiven Partialladung
Elementarreaktion In Elementarreaktionen werden die Teilchen angegeben, die tatsächlich miteinander zusammenstoßen bzw. zerfallen
Eliminierung Eine Reaktion, bei der Atome oder Atomgruppen aus einem Molekül abgespalten werden, ohne durch andere Atome oder Atomgruppen ersetzt zu werden (führt bei Halogenalkanen zu Alkenen)
Emission von Licht Aussendung von Licht nach Anregung von Elektronen in Molekülen oder Atomen; dieser zusätzliche Energiebetrag der Anregung wird nach dem Prinzip des Energieminimums schnell wieder abgegeben: Emissionsspektren
Enantiomere
chirale Moleküle
Substanzmoleküle, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten, also durch Drehung allein nicht zur Deckung zu bringen sind: z.B. D- und L-Weinsäure (oder die rechte und die linke Hand)
endergonisch Gegenteil einer exergonischen Reaktion; freiwillige und spontane chemische Reaktion in umgekehrter Reaktionsrichtung
Energetische Verwertung von Kunststoffen Verheizen von Kunststoffabfall in Müllverbrennungsanlagen zur Energiegewinnung
Energieerhaltungssatz Energie bleibt immer erhalten, d.h. sie kann weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden
Energiequanten Ganz diskreter Energiebetrag: Energie kann nur in Portionen abgegeben oder aufgenommen werden
Enthärter-Substanz macht das Waschwasser "weicher": z.B. NTP (Pentanatriumtriphosphat), NTA (Nitrilotriessigsäure) oder EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure)
Enthalpie Wärmeinhalt eines Stoffes bei konstantem Druck
Entropie Maß für den Grad der Unordnung in einem System; ihre Zunahme begünstigt den freiwilligen und spontanen Ablauf von chemischen Reaktionen, denn eine statistische Verteilung von Teilchen ist wahrscheinlicher als eine regelmäßige Anordnung
Epsilon-Zerfall Neutroneneinfang
Erster Hauptsatz der Thermodynamik siehe auch Energieerhaltungssatz
Ein "perpetuum mobile" erster Art ist unmöglich: eine Maschine, die ohne Aufnahme von Arbeit, Wärme oder energiereichen Substanzen in beliebiger Menge Arbeit abgibt
auch: In einem abgeschlossenen System ist die Energie konstant
auch: In einem geschlossenen System ist die Änderung seiner Gesamtenergie, die sich auf die Änderung seiner Inneren Energie U und seiner äußeren potentiellen und kinetischen Energie Epot und Ekin verteilt, durch die Summe aus zugeführter Arbeit und zugeführter Wärme gegeben
essentielle Fettsäuren wichtig für den Stoffwechsel des Menschen, Fettsäuren, die nicht vom Körper selbst synthetisiert werden können, sondern die er aufnehmen muss
Ester entsteht durch chemische Reaktion eines Alkohols und einer Säure, in der Regel einer Carbonsäure; als weiteres Produkt dieser Gleichgewichtsreaktion entsteht Wasser
Esterspaltung Spaltung eines Esters durch Hydrolyse zu Alkohol und Säure
exergonisch freiwillige und spontane chemische Reaktion; negatives Delta G
F
Farbstoff löst sich in dem zu färbenden Medium oder wird in Lösung verarbeitet
FCKW Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe
Fehling-Reakion typische Nachweisreaktion auf oxidierbare Aldehyde: mit alkalischer Kupfer(II)-tartratlösung bildet sich u.a. rotes Kupfer(I)-oxid
Fette Glycerinester der höheren Fettsäuren
Fetthärtung katalytische Addition von Wasserstoff an die die ungesättigten Fettsäuren der Fette; dadurch entstehen gesättigte Fette
Fischer-Formel
Fischer-Projektion
Strukturformel der Monosaccharide in der Kettenform
Formalladungen Willkürlich einem Atom zugewiesene elektrische Ladungen, die sich ergeben, wenn Bindungselektronen gleichmäßig auf die beteiligten Atome einer Bindung verteilt werden
Furanose Fünfringzucker, Name leitet sich vom Furan her
funktionelle Gruppe Atome oder Atomgruppierungen, die für die charakteristischen Eigenschaften einer Substanzklasse verantwortlich sind, z.B. die OH-Gruppe der Alkohole
G
galvanische Zelle
galvanisches Element
leitende Verbindung zwischen zwei Halbzellen, verbunden über eine Salzbrücke oder ein Diaphragma
Galvanisieren Überziehen eines Metalls mit einer widerstandsfähigen Schicht eines anderen Metalls zum Schutz vor Korrosion; z.B. elektrolytisches Verzinken
Gegenstromdestillation Ein Teil des Kondensats fließt dem heißen Dampf entgegen; Verfahren zur besseren Trennung eines Gemisches (Bsp. fraktionierte Destillation von Erdöl)
Gesamthärte des Wassers Summe der als Carbonate, Sulfate, Chloride, Nitrate und Phosphate gebundenen Erdalkalielemente, insbesondere von Calcium und Magnesium
Geschwindigkeitskonstante Die Reaktionsgeschwindigkeit einer Reaktion ist proportional dem Produkt der Konzentrationen der Edukte. Die Proportionalitätskonstante in diesem Zeitgesetz einer bestimmten Reaktion ist die Geschwindigkeitskonstante k. Sie ist eine für die Reaktion charakteristische Konstante, die stark temperaturabhängig ist
Gibbs-Energie freie molare Standardreaktionsenthalpie Delta G0; diese Größe besitzt bei freiwilligen spontanen Reaktionen einen negativen Wert
Gitterenergie Sie wird frei, wenn gasförmige Ionen aus dem Unendlichen kommend ein Ionengitter bilden
Gleichgewichtskonstante
Massenwirkungskonstante
s. Massenwirkungsgesetz
Glimmspanprobe Nachweisreaktion für Sauerstoff durch Aufflammen eines glimmenden Holzspans
Gravitation (Schwerkraft) gegenseitige Anziehung von Massen aneinander
Grenzstrukturen Möglichkeit der Formulierung mehrerer energetisch gleichwertiger VB-Grenzformeln, die alle nicht der Realität entsprechen, sondern eher als Grenzzustände zu verstehen sind; der wahre Zustand eines Moleküls / Ions liegt irgendwo dazwischen
H
Haber-Bosch-Verfahren industrielles anorganisches Verfahren zur Herstellung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff
Halbtitration Methode zur Bestimmung des pKs-Wertes schwacher Säuren: Punkt, an dem 50% der Säure durch Base neutralisiert sind
Halbwertzeit Die Zeitspanne, in der die Konzentration eines Edukts jeweils um die Hälfte abnimmt; Symbol t1/2
Halbzelle Metallstab, der in die Lösung seiner Ionen taucht
Hauptgruppenelemente sog. sp-Elemente: Bei ihnen wird die Valenzschale mit bis zu acht Elektronen gefüllt: Edelgasschale (jeweils 8 Elemente)
Haworth-Formel Strukturformel der Zucker in der Ringformel; entstanden durch intramolekulare Halbacetalbildung aus Aldehyd- bzw. Ketogruppe und einer glucosidischen OH-Gruppe
Heisenberg´sche Unschärferelation Es ist prinzipiell unmöglich, Ort und Impuls eines Elektrons zu einem bestimmten Zeitpunkt exakt zu messen, denn jede Messung verändert den energetischen Zustand des Elektrons und somit seine Bahn
Hess´scher Satz Die bei einer Folge von chemischen Reaktionen auftretenden Enthalpieänderungen sind nur vom Anfangs- und Endzustand eines Systems abhängig. Sie ist nicht vom Weg abhängig, der zur Erzielung des Vorganges gewählt wird
Heteroaromat Aromatisches Ringsystem mit einem Heteroatom (Fremdatom) statt eines Kohlenstoffatoms; Beispiel Pyridin C5H5N
Heterogenkatalyse Der Katalysator liegt in anderer Phase vor als das zu katalysierende System
Heterolyse s. Homolyse: Hier werden bei einer Spaltung einer Bindung beide Elektronen von einem Bindungspartner übernommen, es treten elektrische Ladungen auf
hexagonal dichteste Kugelpackung ABA-Schichtenfolge bei Schichten von Metallatomen; Koordinationszahl 12: Magnesiumtyp
Hexose Zucker mit sechs Kohlenstoffatomen
Hochofenprozess Prozess zur Herstellung von Roheisen aus Eisenerz mit Hilfe eines Reduktionsmittels (Koks)
Homogenkatalyse Katalysator und zu katalysierendes System liegen in gleicher Phase vor
Homologe Reihe Reihe von Substanzen der gleichen Substanzklasse, die sich nur in der Anzahl ihrer Kettenglieder unterscheidet, z.B. Homologe Reihe der Alkane, der Alkene, der Alkohole usw.
Homolyse homolytische Spaltung einer Bindung, d.h. jeder Partner einer Atombindung behält ein einsames Elektron dieser Bindung; vgl. heterolytische Spaltung bzw. Heterolyse
Homopolymere Polymere, die nur aus einer Monomereinheit bestehen (PE, PVC, PS ...)
Hückel-Regel Voraussetzung zum Vorliegen einer aromatischen Verbindung ist die Erfüllung dieser Regel, die besagt, dass 4n+2 Pi - Elektronen (über das Molekül delokalisiert) vorliegen müssen
Hund´sche Regel Bei der Besetzung von Orbitalen gleicher Energie mit Elektronen (entarteter Orbitale) wird zunächst jedes Orbital einfach besetzt (mit Elektronen parallelen Spins), bevor jeweils das zweite Elektron mit antiparallelem Spin dazukommt; voll und halbvoll besetzte Orbitale zeichnen sich durch eine besondere Stabilität aus
Hybridisierung Der Versuch einer mathematischen Beschreibung experimentell gefundener Daten (mathematische Kombination der Wellenfunktionen). Am Beispiel Methan CH4 erklärt stellt man sich vor, dass durch Energiezufuhr zum Grundzustand des C-Atoms in einem angeregten Zustand vier gleiche einfach besetzte sp3-Hybridorbitale entstehen. Diese verschmelzen mit vier s-Orbitalen von Wasserstoffatomen zu einem tetraedrischen Methanmolekül
Hydrierung Anlagerung von Wasserstoff an ungesättigte organische Verbindungen
Hydroniumion hydratisiertes Oxoniumion
hydrophil wasserliebend
hydrophob wasserabweisend
I
Indigo Küpenfarbstoff zur Färbung von Jeans: die wasserlösliche Küpe (reduzierte Form des Indigo: Leukindigo) wird dabei auf die Baumwollfaser aufgezogen und oxidiert an der Luft zum blauvioletten Indigoblau
Indikatoren Indikatoren sind Farbstoffe (organische Moleküle), die je nach pH-Wert ihre Farbe ändern können. Es handelt sich dabei jeweils um schwache organische Säuren, deren korrespondierende Basen andere Färbungen besitzen
Induktiver Effekt (I-Effekt) Durch Elektronegativitätsunterschiede in organischen Molekülen werden Ladungsdichteverschiebungen bewirkt, die sich über mehrere Kohlenstoffatome auswirken können:
positiver induktiver Effekt (+I - Effekt): elektronendrückender Effekt
negativer induktiver Effekt (-I - Effekt): elektronenziehender Effekt
Inhibitor Er verlangsamt eine Reaktion bzw. verhindert sie
innere Energie Wärmeinhalt eines Stoffes bei konstanter Temperatur
Ionengitter Die Zusammenlagerung von Kationen und Anionen zu einem festen Gitterverband, in dem jedes Ion seinen festen Gitterplatz besitzt; insgesamt werden streng geometrische Figuren erreicht, und die sogenannte Gitterenergie wird frei
Ionenprodukt des Wassers c(H3O+) * c(OH-) = 10-14 mol2/l2
IR-Spektroskopie Infrarotspektroskopie: instrumentelles Verfahren zur Strukturaufklärung von Substanzen, die im Infrarotbereich in charakteristischer Weise Licht absorbieren
isolierte Doppelbindungen C-C - Doppelbindungen, durch mehrere Einfachbindungen voneinander räumlich getrennt
Isomere Verbindungen mit gleicher Summen-, aber verschiedener Strukturformel
Isomerie Erscheinung von Verbindungen gleicher Summen- aber verschiedener Strukturformel
isotaktisch Konfiguration der asymmetrischen Kohlenstoffatome in einer Polymerkette ist in jeder Struktureinheit gleich
Isotope sind Nuklide gleicher Protonenzahl im Atomkern bei verschiedener Neutronenzahl und daher verschiedener Massenzahl
verschiedene Nuklide ein und desselben Elements
J
Jodzahl Sie gibt den Jodverbrauch in g bei der Anlagerung an Fett an bezogen auf 100 g Fett (Maß für den Gehalt an Doppelbindungen)
K
Kalkseife wasserunlöslicher Stoff, der sich beim Waschen in hartem Wasser ohne Enthärtersubstanz auf den Textilien festsetzt und so einen Grauschleier erzeugt und zu hohem Seifenverbrauch führt; Calciumionen bilden mit den Seifenanionen diese feste Substanz
Kalorimeter Ein gegen Wärmeverluste gesichertes Gefäß, auch kalorimetrische Bombe genannt
Katalysator Ein Stoff, der bereits in geringer Menge (sogenannter katalytischer Menge) die Geschwindigkeit einer bestimmten Reaktion erhöht. Nach der Reaktion liegt er in unveränderter Form wieder vor. Er greift durch seine große Oberfläche wirksam in den Reaktionsmechanismus ein, d.h. er ermöglicht einen schnelleren Weg zu den Produkten
Katalysatorgift Eine Substanz, die einen Katalysator unwirksam macht
Kathode Elektrode, an der ein Reduktionsvorgang abläuft: absteigende Elektronen
kationische Tenside grenzflächenaktive Substanz, bei der das Tensidmolekül eine kationische Endgruppe trägt, z.B. quartäre Ammoniumsalze
Kernfusion Verschmelzung zweier leichter Kerne zu einem schweren Teilchen unter Energiegewinn (Energie um eine Zehnerpotenz höher als bei herkömmlichen Kernspaltungen)
Ketale entstehen durch säurekatalysierte nucleophile Addition von Alkoholen an Ketone
Ketone Oxidationsprodukte sekundärer Alkohole, charakteristische funktionelle Gruppe ist die Carbonylgruppe CO (mit Doppelbindung)
Ketose Zucker mit Ketofunktion
KKK-Regel Substitution am aromatischen Kern (Ring) mit Katalysator und Kälte
Knallgasprobe Nachweisreaktion für Wasserstoff durch die exotherme Bildung von Wasser mit Sauerstoff
Königswasser Gemisch aus drei Teilen konzentrierter Salzsäure und einem Teil konzentrierter Salpetersäure; stark oxidierende Säure
kolloidale Lösung Teilchenaggregate in Lösung, die größer sind als Atome und Moleküle und kleiner als die Poren eines Filters; solche Lösungen von Kolloiden zeigen eine Trübung
Komplex Ein Zentralteilchen (meist ein Metallion) ist von einer charakteristischen Zahl von Liganden (meist neutrale Moleküle oder Anionen) symmetrisch umgeben
Komplexbildungskonstante vergleichbar der Gleichgewichtskonstanten, hier bezogen auf Komplexbildungsreaktionen zwischen Komplexatom/-ion und Ligand(en)
Konzentrations-Zeit-Diagramm Zeit-Umsatz-Kurve; Diagramm, in dem man die Konzentrationen der an einer chemischen Reaktion teilnehmenden Stoffe gegen die Reaktionszeit aufträgt
Kondensation zwei Moleküle werden unter Abspaltung eines niedermolekularen Stoffes wie Wasser oder HCl miteinander verbunden
kondensierte Aromaten Benzolringe, die über zwei gemeinsame Kohlenstoffatome mit einander verbunden sind: Beispiele Naphthalin und Anthracen
Konformationsisomerie Form der Isomerie, die auf der freien Drehbarkeit von C-C - Bindungen beruht
Konformere Konformationsisomere, die durch Drehung um Einfachbindungen "entstehen": Beispiel: gestaffelte und eklyptische Form des Ethans
konjugierte Doppelbindungen
alternierende Doppelbindungen
gleichmäßige Abfolge von C-C - Einfach- und Doppelbindungen
Konkurrenzreaktionen mehrere Teilchen streiten sich um das reagierende Substrat, so dass mehrere Produkte entstehen können; energetische, elektronische und sterische Gründe entscheiden über die tatsächlich ablaufenden Reaktionen
Konstitutionsisomerie Form der Isomerie, die bei gleicher Anzahl und Art der Atome auf unterschiedlicher Abfolge von Atomen einer Verbindung beruht: Wer ist wie mit wem verbunden?
Konzentrationskette galvanisches Element aus zwei gleichen Halbzellen unterschiedlicher Konzentration
Koordinationszahl Die Anzahl der nächsten Nachbarn in einem Gitter, z.B. die Zahl der Kationen, die ein Anionen umgeben bzw. die Zahl der Anionen, die ein Kation umgeben
korrespondierendes Säure-Base-Paar An jedem Säure-Base-Gleichgewicht sind zwei Säure-Base-Paare beteiligt: eine Säure geht durch Abgabe eines Protons in die korrespondierende Base über, eine Base geht durch Aufnahme eines Protons in die korrespondierende Säure über
Korrosion
Säurekorrosion
elektrolytische Korrosion
Die von der Oberfläche ausgehende Zerstörung eines Metalls durch elektrochemische Reaktionen mit seiner Umgebung
kubisch dichteste Kugelpackung ABC-Schichtenfolge bei Schichten von Metallatomen; Koordinationszahl 12: Kupfertyp
Kugelpackung Stapelt man Kugelschichten von Metallatomen in hexagonaler Weise, so dass sie sich berühren, so erhält man dichteste Kugelpackungen von 74% Raumerfüllung; man unterscheidet die hexagonal dichteste und die kubisch dichteste Kugelpackung mit jeweils der Koordinationszahl 12, die kubisch raumzentrierte Kugelpackung besitzt dagegen nur die Koordinationszahl 8
kumulierte Doppelbindungen direkte Abfolge von C-C - Doppelbindungen
Kunststoffe
Polymere
Kunststoffe sind in ihren wesentlichen Bestandteilen organischer Natur, nämlich die sogenannten Monomere.
Sie sind aus Makromolekülen aufgebaut und entstehen durch Abwandlung von Naturprodukten oder chemische Synthesen
Kupplungsreaktion Folgeschritt einer Diazotierung: das vorgebildete Benzoldiazoniumkation kuppelt als Elektrophil mit einem Phenol oder aromatischen Amin (als Nucleophil) und bildet dabei einen Azofarbstoff
L
Ladung Ist die fließende Elektrizitätsmenge (gemessen in Coulomb, Symbol Q)
Lanthaniden und Aktiniden sog. f-Elemente: Bei ihnen wird die jeweils vorvorletzte Schale mit Elektronen gefüllt (jeweils 14 Elemente)
Leitfähigkeit, elektrolytische Kehrwert des Widerstands (gemessen in Siemens, Symbol G)
Lewis-Säure Elektronenpaarakzeptor, d.h. Verbindung mit Elektronenpaarlücke, z.B. AlBr3
Ligand Bei der Theorie von Komplexen scharen sich mehrere Liganden um ein zentrales Teilchen, also ein Atom oder häufiger ein Ion; Liganden können Neutralmoleküle oder Anionen sein
lipophil fettliebend
lipophob fettabweisend
Löslichkeitsprodukt Das Produkt der Ionenkonzentrationen eines schwer löslichen Salzes ist in gesättigten Lösungen konstant; das Löslichkeitsprodukt ist die Massenwirkungskonstante für das Löslichkeitsgleichgewicht eines schwer löslichen Salzes
Lösungsdruck Der Drang von Atomen eines Elements, als Ionen in Lösung zu gehen (besonders hoch bei unedlen Metallen)
Lokalelement kurzgeschlossenes galvanisches Element; direkter Übergang von Elektronen des unedleren Metalls auf das edlere Metall
L-Zucker bei ihnen steht die OH-Gruppe am untersten asymmetrischen Kohlenstoffatom links
M
Makromoleküle Riesenmoleküle, langkettig unverzweigt, verzweigt oder dreidimensional vernetzt
man-made fibres Synthesefasern wie Nylon, Perlon oder Dralon
Markownikow, Regel von ~ Bei der Addition von z.B. Halogenwasserstoffsäuren an unsymmetrisch substituierte Olefine (Alkene) tritt der Wasserstoff immer an das C-Atom der Doppelbindung, welches schon die meisten Wasserstoffatome trägt (Begründung: es wird immer das stabilste Carbeniumion im Zwischenzustand gebildet)
Massenwirkungsgesetz von Guldberg und Waage(MWG) In einem Gleichgewichtssystem ist der Quotient aus dem Produkt der Konzentrationen der Produkte und dem Produkt der Konzentrationen der Edukte konstant; die Konstante heißt Gleichgewichtskonstante oder Massenwirkungskonstante K
Massenwirkungskonstante
Gleichgewichtskonstante
s. Massenwirkungsgesetz, chemisches Gleichgewicht
mehrwertiger Alkohol Enthält mehrere OH-Gruppen, Beispiel Glycerin
Mehrzähniger Ligand Verbindungen wie EDTA, von welcher mehrere Atome (Zähne) dem Zentralatom/-ion freie Elektronenpaare zur Komplexbindung zur Verfügung stellen
Memory-Effekt Nachteil von Ni/Cd - Batterien bzw. Akkus
Der Effekt zeigt sich dadurch, dass die Batterie immer schneller scheinbar entladen wird und nur noch die Kapazität hat, die der Differenz zwischen Ladung und tatsächlicher Entladung entspricht. Ist der Effekt einmal eingetreten, ist er durch häufigeres Laden und Entladen nur teilweise wieder aufzuheben
Mesomerer Effekt (M-Effekt) Substituenten beteiligen sich am mesomeren System delokalisierter Pi-Elektronen in positiver Weise, indem sie freie Elektronenpaare dem mesomeren System zur Verfügung stellen (positiver mesomerer Effekt, +M).
Substituenten beteiligen sich am mesomeren System delokalisierter Pi-Elektronen in negativer Weise, indem sie dem mesomeren System delokalisierter Pi-Elektronen Elektronendichte entziehen (negativer mesomerer Effekt, -M)
Mesomerie
Mesomere Grenzstrukturen
Mesomere Grenzstrukturen geben keine real existierenden Teilchen wieder, sondern Grenzzustände, die nie erreicht werden. Der wahre Zustand eines Teilchens liegt irgendwo zwischen diesen Grenzzuständen. Diese Erscheinung, die bei Substanzen mit konjugierten Doppelbindungen auftritt, nennt man Mesomerie
Mesomerieenergie Energiebetrag, um den das Molekül energieärmer und damit stabiler ist als die formulierbaren Grenzzustände
Metallische Bindung s. Bändermodell, Elektronengas
Micelle ein in Wasser emulgiertes Teilchenaggregat, zum Beispiel Fetttröpfchen umhüllt von Seifenanionen und in Schwebe gehalten in wässriger Lösung
Moderator ist in Kernkraftwerken dafür verantwortlich, dass die bei der Kernspaltung freiwerdenden schnellen Neutronen abgebremst (moderiert) werden, damit die Kettenreaktion weiterlaufen kann; geeignet sind Wasser, schweres Wasser, Graphit, Beryllium
Molecular Orbital - Theorie (MO) Der Energiegehalt von Elektronen im Molekül wurde mit Hilfe der Schrödingergleichung berechnet. Die MO-Theorie ist ein Bindungsmodell, welches davon ausgeht, dass bei der Bindungs- und Verbindungsbildung Atomorbitale überlappen, wobei sowohl bindende (energiearme) als auch antibindende (energiereiche) Molekülorbitale entstehen; die Gesamtzahl der Orbitale bleibt gleich, jedes MO kann mit max. zwei Elektronen besetzt werden.
Die MO-Theorie vermag besondere Teilchen bindungstheoretisch erklären, bei denen die VB-Theorie versagt
Molekularität Sie bezeichnet die Zahl der bei einer Elementarreaktion zusammenstoßenden Teilchen; monomolekulare, bimolekulare, trimolekulare Reaktionen
Momentangeschwindigkeit Steigung einer Tangente bei einer bestimmten Zeit t
Monocarbonsäure enthält nur eine Carboxylgruppe
Monomere niedermolekulare Bausteine der Polymere
Monomereinheit kleinste ständig wiederkehrende Einheit im Polymermolekül bezogen auf die zugrunde liegenden Monomere
monomolekulare Reaktion Zerfallsreaktion, bei der also kein Zusammenstoß von Teilchen stattfindet
monomolekulare nucleophile Substitution SN1-Reaktion, die in einer Zweischrittreaktion intermediär und geschwindigkeitsbestimmend ein Carbeniumion bildet; im zweiten Teilschritt wird dann das Nucleophil schnell addiert (Bildung eines Racemats)
Monosaccharide Einfachzucker wie z.B. Glucose, Fructose, Galaktose
Mutarotation Zeit bis zur Einstellung des Enddrehwinkels (Gleichgewichtseinstellung) bei wässrigen Lösungen der Anomere Alpha-D-Glucose und Beta-D-Glucose
N
Nebengruppenelemente sog. d-Elemente: Bei ihnen wird die jeweils vorletzte Schale mit Elektronen gefüllt (jeweils 10 Elemente)
Nernstsche Gleichung Sie beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Redoxpotentials
Neutralisation Die Reaktion von Hydroniumionen und Hydroxidionen zu neutralem Wasser
Niotensid nichtionisches Tensid: Fettalkoholpolyglykolether oder Alkylphenolpolyglykolether
Nitrierung Einführen von Nitrogruppen in den aromatischen Ring; als Elektrophil dient das NO2+-Teilchen
Nitrile Substanzen mit CN - Dreifachbindung
Nitroverbindungen Substanzen mit Nitrogruppe NO2
nivellierender Effekt des Lösungsmittels Da stärkere Säuren als H3O+ in Wasser alle vollständig zu diesem Hydroniumion reagieren, lässt das Lösungsmittel Wasser Unterschiede in den Säurestärken von Säuren wie Perchlorsäure, Schwefelsäure oder Salzsäure verschwinden; wässrige Lösungen dieser Säuren haben also in etwa den gleichen pH-Wert
NMR-Spektroskopie nuclear magnetic resonance = kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie: instrumentelles Verfahren zur Strukturaufklärung von Molekülen: Je nach Umgebung im Molekül erzeugen beispielsweise Protonen charakteristische Signale im Magnetfeld
Nucleophil kernsuchendes Teilchen, also ein Anion oder ein Atom mit einer negativen Partialladung
Nulleffekt beim Geiger-Müller-Zählrohr als natürliche radioaktive Strahlung messbar in Form von Knacktönen
O
Oktanzahl Maß für die Klopffestigkeit eines Kraftstoffes; die entscheidende Einflußgröße ist das mengenmäßige Verhältnis der in ihrer Klopffestigkeit unterschiedlichen Verbindungen eines Kraftstoffgemisches
Oktettaufweitung Phänomen, dass ab der 3. Periode Atome mehr als 4 Bindungselektronenpaare um sich scharen und dabei durchaus stabile Moleküle bilden können
Oktettregel Der Edelgaszustand eines Atoms ist ein begünstigter stabiler Zustand; die Anzahl der Bindungselektronenpaare eines Atoms ist auf vier begrenzt; zahlreiche Ausnahmen von dieser Regel, die streng genommen nur für Elemente der ersten Achterperiode des PSE gilt
Oligomere nennt man die Aneinanderkettung von einer überschaubaren Anzahl von Monomerbausteinen; Vorstufe eines Polymers; im Bereich der Zuckerchemie bezeichnet man als Oligosaccharide solche Zucker, die aus bis zu sechs Monosaccharidbausteinen bestehen
Opferanode (kathodischer Schutz) Schutz eines unedlen und damit rostempfindlichen Metalls durch leitende Verbindung mit einem noch unedleren Metall, welches durch Oxidation geopfert wird und damit das edlere Metall vor einer Oxidation bewahrt
optische Aktivität Durchstrahlt man die Lösung eines Enantiomeren mit linear polarisiertem Licht, so wird die Polarisationsebene des Lichtes um einen bestimmten Winkel nach links oder rechts gedreht; das andere Enantiomere dreht diese um den gleichen Betrag in die entgegengesetzte Richtung
optische Aufheller sind in Vollwaschmitteln enthalten: Sie lassen sich beim Waschen auf die Textilie auftragen (Haftung durch Wasserstoffbrücken) und wandeln die UV-Strahlen der Sonne in sichtbares bläuliches Licht um; subjektiv empfindet das menschliche Auge die Wäsche dann als sauberer
optische Isomerie Spezialfall der Stereoisomerie, die darin besteht, dass die sogenannten optischen Isomere oder auch Enantiomere unterschiedliches Verhalten gegenüber linear polarisiertem Licht zeigen
Orbitale Orbitale sind Räume mit einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit für Elektronen von 90% (nach der Teilchentheorie) bzw. Bereiche höchster Elektronendichte der Elektronenwolke (nach der Wellentheorie)
Oxidation Elektronenabgabe des Reduktionsmittels
Oxidationszahl Die Oxidationszahl ist ein Hilfsmittel zum Einrichten von Redoxgleichungen; sie gibt die Ladung an, die ein Atom eines Elements hätte, wenn man es als Ion betrachtete. Zur Ermittlung dieser fiktiven Ladungszahl ordnet man bindende Elektronen dem jeweils stärker elektronegativen Bindungspartner einer Atombindung zu
Oxoniumion H3O+-Ion
P
Passivierung Schutz eines relativ unedlen Metalls vor Korrosion durch eine oberflächliche Oxidschicht, die edler ist als das zu schützende Metall
Pauli-Prinzip Zwei Elektronen eines Atoms können nie den gleichen Zustand besitzen; sie müssen sich in wenigstens einer der vier Quantenzahlen unterscheiden
Phenole Substanzklasse mit OH-Gruppe direkt am aromatischen Ringsystem, Beispiele sind die Verbindungen Phenol, Resorcin und Hydrochinon
Phenoplaste Phenol-Formaldehyd-Harze
photochemische Reaktion chemische Reaktion, die durch Lichteinfluss ausgelöst wird
pH-Wert Der pH-Wert (potentia hydrogenii) ist der negative dekadische Logarithmus der Hydroniumionenkonzentration
Pigment farbige Substanz, die im Anwendungsmedium nicht löslich ist: wird meist durch ein Bindemittel aufgezogen
pKb-Wert Der pKb-Wert ist ein direktes Maß für die Basestärke; s. pKs-Wert
pKs-Wert Der pKs-Wert ist ein direktes Maß für die Säurestärke. Ein Vergleich von Säurestärken ist nur bei Reaktion mit dem gleichen Protonenakzeptor, hier dem Wasser, möglich. In anderen Lösungsmitteln ergeben sich andere Säurestärke-Abstufungen
Polyaddition Bei der Polyaddition lagern sich Monomere durch Verknüpfung zweier funktioneller Gruppen zusammen, wobei Wasserstoffatome wandern; es kommt nicht zu Abspaltungen kleiner Moleküle; Produkte sind Polyurethane und Epoxidharze
Polyamide entstehen durch Polykondensation von Dicarbonsäuren mit Diaminen
Polyester entstehen z.B. durch Polykondensation von Dialkoholen mit Dicarbonsäuren, oder aus Dicarbonsäureestern und Dialkoholen (Umesterung)
Polykondensation Polyreaktion: Makromoleküle entstehen dadurch, dass viele Monomere unter Abspaltung kleiner niedermolekularer Verbindungen miteinander verbunden werden. Voraussetzung für diese Stufenreaktion sind bifunktionelle Ausgangsstoffe
Polymere mehrdeutiger Begriff für "Kunststoffe" allgemein, aber auch für durch Polymerisation entstandene "Kunststoffe"
Polymerisation
radikalische Polymerisation
kationische Polymerisation
anionische Polymerisation
Voraussetzung für Polymerisation sind ein oder mehrere ungesättigte Gruppen (z.B. Alkene oder substituierte Alkene) sowie Radikale, Kationen oder Anionen als Katalysatoren
Polymerisationsgrad Anzahl der in einem Polymer aufeinanderfolgenden Monomereinheiten;
Quotient aus der Molekülmasse des Polymeren und der Molekülmasse des Monomeren
Polysaccharide Vielfachzucker wie z.B. Stärke oder Cellulose
Positiver Salzeffekt Die Zugabe von Salzen zu einer Lösung erhöht die Löslichkeit von schwer löslichen Verbindungen
potentiometrische Titration Titration mit Hilfe einer pH-Messelektrode zur Bestimmung des Äquivalenzpunktes
Primärelemente
Batterien
nicht wieder aufladbare Batterien
primärer Alkohol Enthält die OH-Gruppe an einem primären Kohlenstoffatom; vgl. sekundärer Alkohol bzw. tertiärer Alkohol
primäres Kohlenstoffatom Kohlenstoffatom, welches nur noch mit einem weiteren C-Atom direkt verbunden ist; vgl. sekundäre, tertiäre, quartäre Kohlenstoffatome
Primärstruktur von Kunststoffen Sie beschreibt die Konstitution und die Konfiguration eines einzelnen Makromoleküls
Prinzip von Le Chatelier
Prinzip vom kleinsten Zwang
Übt man auf ein im chemischen Gleichgewicht befindliches System einen äußeren Zwang aus (Konzentrations-, Temperatur-, Druckänderung), so verschiebt es sich derart, dass es diesem Zwang ausweicht, ihn also vermindert
Protolyse Brönstedt: eine Protonenübertragungsreaktion von einer Säure auf eine Base; Gleichgewichtsreaktion
Protolysegrad Symbol alpha; der Quotient der Anzahl dissoziierter Moleküle durch die Gesamtzahl aller Moleküle
Protonenakzeptor Protonenfänger, s. Säure
Puffergemische (-lösungen) Puffergemische vermögen Hydronium- und Hydroxidionen, die in eine Lösung eingebracht werden, in gewissen Grenzen abzufangen und in ihrer Wirkung unschädlich zu machen; sie wirken damit jeder pH-Änderung entgegen
Pufferkapazität Der Begriff drückt aus, dass Puffergemische nur in gewissen Grenzen in der Lage sind, Zusätze von Säuren oder Laugen abzupuffern und so einen gegebenen pH-Wert konstant zu halten; wird diese Pufferkapazität überschritten, ist die Pufferwirkung aufgehoben
Pyranose Sechsringzucker, Name leitet sich vom Pyran her
Q
Qualitative Analyse Sie gibt Aufschluss über die in einer Substanzprobe enthaltenen Elemente oder Elementgruppen
Quantenzahlen Die Hauptquantenzahl beschreibt den Energiebereich einer Hauptschale
Die Nebenquantenzahl oder Drehimpulsquantenzahl bezeichnet die Art der Unterschalen bzw. Orbitale
Die magnetische Quantenzahl beschreibt, dass bei gleicher Nebenquantenzahl mehrere Zustände möglich sind, je nachdem, wie die Ebene der Elektronenbahn zur Richtung des Magnetfeldes liegt
Die Spinquantenzahl beschreibt die Eigenrotation des Elektrons (seinen Spin)
Quantitative Analyse Untersuchung der Mengenverhältnisse von Elementen oder Elementgruppen in einer Substanzprobe
Quarks die uns bekannten Elementarteilchen Protonen und Neutronen bestehen aus noch kleineren Teilchen, den sogenannten Quarks: Protonen beispielsweise bestehen aus zwei up-Quarks und einem down-Quark, Neutronen dagegen aus zwei down-Quarks und einem up-Quark; daneben existieren noch vier verschiedene Sorten von Quarks: strange, charm, top und bottom
R
Racemat äquimolares Gemisch von zwei Enantiomeren
Radikal Teilchen mit einem ungepaarten einsamen Elektron
Radioaktivität die Eigenschaft radioaktiver Kerne (Nuklide), solange Strahlung auszusenden, bis durch Zerfall ein stabiles Nuklid entstanden ist
Reaktionsgeschwindigkeit Quotienten aus umgesetzter Stoffmenge und der dazu benötigten Zeit (unabhängig von den an der Reaktion beteiligten Stoffen); delta c/delta t
Reaktionskinetik Sie befasst sich mit dem zeitlichen Ablauf chemischer Reaktionen und untersucht die Variablen, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen (Zerteilungsgrad, Temperatur, Konzentration, Druck)
Reaktionsmechanismus Summe aller Elementarreaktionen, die von der Edukt- auf die Produktseite führen
Reaktionsordnung Summe der Exponenten der Konzentrationen der im Zeitgesetz erscheinenden Teilchen; sie gibt an, in welcher Potenz die Konzentration der Reaktanden zur Reaktionsgeschwindigkeit proportional ist; Unterscheidung Gesamtreaktionsordnung und Reaktionsordnung bezüglich des Stoffes A, B ...
Redoxpaar Atome und Ionen eines Elements nennt man zusammen ein Redoxpaar (vgl. korrespondierendes Säure-Base-Paar)
Reduktion Elektronenaufnahme des Oxidationsmittels
regenerative Energien Solarenergie, geothermische Energie, Gezeitenenergie, Windenergie, Meereswärme, Biomasse, Wasserkraft: also erneuerbare Energien
Rekombination Verbindung zweier Radikale unter Ausbildung einer Einfachbindung
Reversible Reaktion umkehrbare Reaktion; Gegenteil: irreversible Reaktion
RGT-Regel Erhöht man die Reaktionstemperatur einer Reaktion um 10 Grad, so erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Zwei- bis Vierfache (Faustregel)
Rohstoff-Recycling Rückspaltung gebrauchter Kunststoffe in chemische und petrochemische Rohstoffe; universelles Recycling-Verfahren für vermischte Kunststoffe
S
Säuredefinition (Arrhenius) Säuren sind Stoffe, die in wässriger Lösung unter Abgabe von H+-Ionen dissoziieren
Säuredefinition (Brönstedt) Säuren sind Protonendonatoren, d.h. sie können an andere Substanzen (Basen) Protonen abgeben
Säuredefinition (Liebig) Säuren enthalten Wasserstoff, der durch Metalle ersetzt werden kann, sowie einen Säurerest, der unwesentlich für die Funktion als Säure ist
Säurekonstante Die Dissoziationskonstante der Säure Ks; der dekadische Logarithmus der Säurekonstante ist der pKs-Wert
Salzprotolyse Reaktionen der Ionen eines Salzes mit Wasser, in deren Verlauf entweder Hydroniumionen oder Hydroxidionen freigesetzt werden; sauer oder basisch wirkende Salze
Schlagende Wetter Explosive Methan - Luft - Gemische
schwache Kraft wirkt zwischen elektronenähnlichen Teilchen und den Kernteilchen
Seifen Natrium- und Kaliumsalze der höheren langkettigen Fettsäuren
Sekundärelemente
Akkumulatoren
Sind die zur Stromerzeugung genutzten chemischen Reaktionen durch Stromumkehrung wieder rückgängig zu machen, spricht man von Sekundärelementen bzw. Akkumulatoren
Sekundärstruktur von Polymeren Sie beschreibt die Konformation eines einzelnen Makromoleküls (aufgrund der freien Drehbarkeit um Einfachbindungen): Helix, gefaltetete Kette, Knäuelstruktur
Selektivität Fähigkeit eines Radikals, seinen Bindungspartner auswählen zu können:
Faustregel: hohe Reaktivität eines Teilchens bedeutet gleichzeitig geringe Selektivität
Silberspiegelprobe typische Nachweisreaktion auf oxidierbare Aldehyde: ammoniakalische Silbernitratlösung wird dabei zu elementarem Silber reduziert
Silikone kunststoffartige Produkte mit vielfältigen Eigenschaften für Dichtungsmassen, Lacke und Schaumregulatoren für Waschmittel; Zentrales Element ist aber nicht der Kohlenstoff, sondern Silicium
Spannung Ist der Druck, mit dem Elektronen in einen Draht gezwungen werden (gemessen in Volt, Symbol U)
sp3-Hybridisierung s. Hybridisierung: erklärt bei Alkanen die Ausbildung von Einfachbindungen (Sigma-Bindungen)
sp2-Hybridisierung s. Hybridisierung: erklärt bei Alkenen die Ausbildung einer Doppelbindung, bestehend aus einer Sigma- und einer Pi-Bindung
sp-Hybridisierung s. Hybridisierung: erklärt bei Alkinen die Ausbildung einer Dreifachbindung, bestehend aus einer Sigma- und zwei Pi-Bindungen
SSS-Regel Substitution in der Seitenkette bei Siedehitze und Sonnenlicht
Standardbedingungen Temperatur 298 K(elvin), Druck 101325 Pa(scal), Konzentration 1 mol/l, ideale Lösung
Standardbildungsenthalpie Die Wärme, die bei der Bildung von einem Mol einer Verbindung aus den Elementen im Standardzustand aufgenommen oder abgegeben wird
Standard-EMK Die gemessene Potentialdifferenz zwischen zwei Halbzellen eines galvanischen Elements, falls bei Standardbedingungen gemessen wird
Standardreaktionsenthalpie Die Wärme, die pro Formelumsatz bei beliebigen chemischen Reaktionen im Standardzustand aufgenommen oder abgegeben wird
Standardredoxpotential das für eine bestimmte Halbzelle gegen die Standardwasserstoffelektrode gemessene Potential, also eigentlich auch wieder eine Potentialdifferenz
Standardwasserstoffelektrode Sie ist eine Referenzelektrode. Sie besteht aus Wasserstoffgas, das bei einem Druck von 101325 Pa eine platinierte Platinelektrode umspült, die in eine Salzsäurelösung der Konzentration 1 mol/l eintaucht. Ihr Einzelredoxpotential wird mit E0 = 0,00 V festgelegt
starke Kraft hält den Atomkern zusammen; sie bindet Quarks zu Protonen und Neutronen zusammen und diese wiederum zu Atomkernen
statistische Copolymere Zwei oder mehrere Monomereinheiten wechseln sich in statistischer Weise im Makromolekül ab
Stellungsisomerie Form der Isomerie, die auf der unterschiedlichen Stellung der funktionellen Gruppen am Kohlenstoffgerüst beruht
Stereoisomerie Stereoisomere unterscheiden sich bei gleicher Summenformel und Konstitution nur in der räumlichen Anordnung der Atome, also in ihrer Konfiguration
Störstoffe Sind bestimmte Teilchen, die den normalerweise positiv zu erwartenden Nachweis anderer Teilchen verhindern und damit der Analytik ein falsches Ergebnis vorgaukeln
Stoßtheorie Sie beschreibt die Theorie einer chemischen Elementarreaktion, die die Mindestenergie der Teilchen sowie ihre räumliche Orientierung bei einem Zusammenstoß einbezieht
Stromstärke Ist die geflossene Ladungsmenge pro Zeiteinheit (gemessen in Ampère, Symbol I)
Strukturelement
Struktureinheit
kleinste ständig wiederkehrende Einheit im Polymermolekül
Substituent erster Ordnung dirigiert bei einer aromatischen Zweitsubstitution den Zweitsubstituenten in o- oder p-Stellung; dazu gehören Donorsubstituenten (+I, +M) sowie Halogenatome
Substituent zweiter Ordnung dirigiert bei einer aromatischen Zweitsubstitution den Zweitsubstituenten in m-Stellung; dazu gehören Akzeptorsubstituenten (desaktivierende Substituenten) mit Ausnahme der Halogenatome
Substitution
radikalische Substitution
nucleophile Substitution
elektrophile Substitution
Eine Reaktion, bei der im organischen Molekül ein Atom oder eine Atomgruppe gegen ein anderes Atom oder eine Atomgruppe ausgetauscht wird
Sulfonierung Einführung von Sulfonsäuregruppen in den aromatischen Ring; als Elektrophile können SO3 oder HSO3+ dienen
syndiotaktisch Konfiguration der asymmetrischen Kohlenstoffatome in einer Polymerkette wechselt in jeder Struktureinheit
Synproportionierung Atome mit höherer und niedrigerer Oxidationszahl gehen in ein Atom mit mittlerer Oxidationsstufe über; vgl. Disproportionierung
T
Taktizität von Polymeren
isotaktische Anordnung
syndiotaktische Anordnung
ataktische Anordnung
Sie ist ein Ausdruck der verschiedenen Konfigurationen einer funktionellen Gruppen am asymmetrischen Kohlenstoffatom in einer Polymerkette
Teilchenbeschleuniger
Linearbeschleuniger
Zyklotron
Gewaltige Anlage, in der geladene Teilchen fast bis zur Lichtgeschwindigkeit durch starke magnetische und elektrische Felder beschleunigt werden, um dann auf ein Ziel zu treffen und Bruchstücke zu erzeugen
Tenside grenzflächenaktive Stoffe; sie setzen die Oberflächenspannung des Wassers herab und ermöglichen dadurch die Waschwirkung
Termschema
Energieniveauschema
Beschreibung der energetischen Abfolge der Orbitale der einzelnen Hauptenergieniveaus
Tertiärstruktur von Polymeren Sie beschreibt die gegenseitige Anordnung einzelner Makromoleküle innerhalb eines Makromolekülverbandes ("Spaghettistruktur", "Micellstrukturen")
Thermoplaste Polymere, die bei Temperaturerhöhung ein Erweichungsintervall besitzen und sich dann in jede beliebige Form bringen lassen: plastische Verformbarkeit (z.B. im Extruder, Kalander, beim Spritzgießen): reversibler Vorgang
Titration Bei einer Säure-Base-Titration bestimmt man die Menge einer Säure oder Base, indem man das Volumen einer Base oder Säure bekannter Konzentration ermittelt, das zur vollständigen Neutralisation nötig ist.
Die Titration ist ein wichtiges maßanalytisches Verfahren. Ihr Endpunkt, der Äquivalenzpunkt, kann durch Indikatoren erkannt werden.
Trennungsgang Ist eine systematische Auftrennung eines Substanzgemisches mit Hilfe sogenannter Gruppenreagenzien, mit Hilfe derer eine ganze Reihe von Teilchen in bestimmter Weise reagiert (meist durch Niederschlagsbildung). Beim wohl bekanntesten Trennungsgang mit Schwefelwasserstoff werden beispielsweise in Abhängigkeit vom pH-Wert der Untersuchungslösung Metallsulfide gefällt und anschließend identifiziert
Triphenylmethanfarbstoffe Substanzen wie Phenolphthalein, Fluoreszein oder Kristallviolett, die das Grundgerüst des Triphenylmethans besitzen
Trivialname Handelsname, gebräuchlicher Name einer Substanz
Tyndall-Effekt Phänomen, dass kolloidale Lösungen im Licht eine Trübung zeigen, hervorgerufen durch große Teilchenaggregate; Lichtstrahlen werden an Seifenteilchen z.B. gestreut
U
Überspannung Differenz zwischen der experimentell bestimmten und der theoretisch erwarteten Zersetzungsspannung
Universalindikator Gemisch aus mehreren verschiedenen Indikatoren, so dass je nach pH-Wert viele Färbungen auftreten
UV-Spektroskopie Ultraviolett-Spektroskopie: instrumentelles Verfahren zur Strukturaufklärung von Substanzen, die im UV-Bereich in charakteristischer Weise Licht absorbieren
V
Valence Bond - Theorie (VB) Nach diesem Bindungsmodell sind für die Ausbildung von Atombindungen nur die einsamen Valenzelektronen befähigt
Van-der-Waals - Kräfte s. zwischenmolekulare Kräfte
Veresterung Bildung eines Esters aus Alkohol und Säure
Verkürzte Ionengleichung Reaktionsschema, welches nur die tatsächlich an einer Reaktion teilnehmenden Ionen enthält
Verseifungszahl Sie gibt die Menge an Kalilauge an, die zur Verseifung (Esterspaltung) von 1 g Fett notwendig ist
Vorprobe Als Vorproben in der analytischen Chemie sind solche einfachen Reaktionen geeignet, die ohne einen Trennungsgang durchzuführen Aussagen über eine unbekannte Substanz ermöglichen
VSEPR-Modell Bindungsmodell nach Gillespie, welches die Molekülgeometrie von Molekülen bzw. Komplexen gut zu erklären vermag; Abkürzung für "valence shell electron pair repulsion" = Elektronenpaarabstoßung in der Valenzschale
W
Waldensche Umkehr s. bimolekulare nucleophile Substitution
Wasserstoffbrücken Sonderfall von zwischenmolekularen Kräften, bei denen immer Wasserstoffatome und deren sehr elektropositive Teilladung eine Rolle spielt; Wasserstoffatome werden daher gerne von elektronegativen Atomen in Nachbarmolekülen angezogen (Sauerstoff, Stickstoff, Halogen), was zu starken van-der-Waals - Kräften führt (Beispiel Alkohole, Carbonsäuren)
Welle - Teilchen - Dualismus Eigenartige Doppelnatur des Elektrons: Sowohl seine Teilchennatur (Masse und Ladung bestimmbar) als auch seine Welleneigenschaften (Beugungserscheinungen) lassen sich experimentell nachweisen
Elektronen sind also weder Welle noch Teilchen
Werkstoff-Recycling direktes Umschmelzen gebrauchter Thermoplaste zu "neuen" Produkten; Recycling-Verfahren, welches kostenintensiv ist, da sortenreine Kunststoffe benötigt werden
Widerstand Ist verantwortlich für die Behinderung der Ladungsträger in ihrer Bewegung, kommt zustande durch schwingende Metallatome bzw. interionische Wechselwirkungen (gemessen in Ohm, Symbol R)
Williamson - Ethersynthese Reaktion eines Alkylhalogenids mit Alkoholat unter Bildung eines Ethers
Wirkungsgrad Quotient aus Nutzen (Sekundärenergie) und Aufwand (Primärenergie)
X
Y
Z
Zeitgesetz Geschwindigkeitsgleichung einer chemischen Reaktion; in ihr erscheinen die Geschwindigkeitskonstante k und die Konzentrationen der in einer bestimmten Potenz ins Zeitgesetz eingehenden Teilchen
Zellensymbol schematische Schreibweise für ein galvanisches Element aus zwei räumlich getrennten Halbzellen und der elektrisch leitenden Verbindung eines Stromschlüssels oder eines Diaphragmas
Zersetzungsspannung Die Spannung, bei der eine Elektrolyse richtig einsetzt; auch Abscheidungsspannung genannt. Ihr Wert wird durch Extrapolation aus der Strom-Spannungs-Kurve entnommen
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Es ist unmöglich, eine periodisch arbeitende Maschine zu bauen, die nichts weiter bewirkt als Abkühlung ihrer Umgebung und Hebung einer Last
auch: Im abgeschlossenen System kann die Entropie nur zunehmen oder konstant bleiben, aber nicht abnehmen
Zwischenmolekulare Kräfte Anziehungskräfte, die zwischen einzelnen Molekülen bestehen und nicht auf echten elektrischen Ladungen beruhen wie etwa bei der Ionenbindung; Zunahme dieser Kräfte mit der molaren Masse; Beispiel eines Sonderfalls: Wasserstoffbrücken

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