Title: ETH_Basisjahr / Chemistry / ACII
Tags: Reactions VSEPR Geometrie Kristalle, Gitter Quantum MO Materials, PC, Quantum, TrendsImPTE

Q: Welche Quantenzahlen gibt es, was bedeuten sie?
A: Hauptquantenzahl: \(n\) : Radius/Schale
Nebenquantenzahl: \(l\) : Orbital Typ (\(s=0\),\(p=1\),...)
Magnetische Quantenzahl: \(m_l\): Unterschale/ "identiät"
Spin: \(s\) : Spin

Q: Intervall erlaubter Quantenzahlen
A: \(0 < n\)
\(0 \leq l < n\)
\(m = -l,...,0,...,l\)
\(s = \pm \frac{1}{2}\)

Q: Typen von Magnetismus, Auftreten und Eigenschaften
A: Diamagnetismus:
- Wenn keine Ungepaarten \(e^-\) vorhanden sind
- Wird von Magnetfeld abgestossen
Paramagnetismus:
- Wenn Ungepaarten \(e^-\) vorhanden sind
- Wird von Magnetfeld angezogen

Q: Wichtige Typen von Kugelpackung und ihre Dichte:
A: - kubisch-dichteste Kugelpackung (Cu Typ)(ABC): 74.05%
- hexagonal-dichteste Kugelpackung (Mg Typ)(AB) : 74.05%
- kubisch-innenzentrierte Kugelpackung: 68.02%

Q: Kordinations-zahl und geometrie hdp,kdp
A: Bei beiden 12.
kdp: Kuboktaeder (links)
hdp: Antikuboktaeder (rechts)

Q: Wo treten Fehlordnungen auf, wie nennt man diese auch?
A: Bei hdp und kdp. Beide sind energetisch gleich dh. Kann ein ABAB Muster durch ein ABCABC Muster unterbrochen werden.
Die neuen Stapelvarianten nennt man Polytypen

Q: Kubisch innenzentrierte Packung KZ und Vorkommen
A: [8+6]
Kommt meist bei Hauptgruppenmetallen (Alkalimetalle, etc) vor.

Q: Lücken in kdP.
Anzahl und Typen.
A: n Kugeln -> n Oktaederlücken & 2n Tetraederlücken.

Q: Atomradien verhältnis Anionen & Kationen
A: Anionen >> Kationen \(e^-\) brauchen viel Platz.

Q: Legierungstypen
A: Substitutionslegierung:
- Ähnliche EN und Grösse
- Bsp: Bronze
Einlagerungsverbindungen:
- Ähnliche EN verschiedene Grösse
- Bsp: Stahl

Q: Eigenschaften (8) ionischer Bindungen
A: •sehr geringe elektronische Leitfähigkeit
•in Schmelze und in Lösung gute Ionenleitung
•auch im Kristall kann die elektrische Leitfähigkeit gut sein
•hohe Schmelz- und Siedepunkte = starke chemische Bindung
•hohe Koordinationszahlen der Ionen = ungerichtete Bindungen
•sehr hart und spröde
•meist farblos oder farbig und transparent
•löslich in polaren Lösungsmitteln mit grosser Dielektrizitätskonstante

Q: Bedingungen für Ionische Verbindungen
A: ● Ionisierungsenergie des Kation-bildenden Elements klein (Alkali/Erdalkalielemente)
● Elektronenaffinität des Anion-bildenden Elements möglichst gross (kleine Hauptquantenzahl, grosse Gruppennummer)

Q: Komponenten der Gitterenergie, ihre Bedeutung und wo welche relvant sind.
A: \(U = E_C + E_D + E_R + E_0\)
Coulomb, Dispersion (London/VdW), Repulsion \(e^-\), Nullpunkt
- Kristalle polarer Verbindungen: EC und ER
- Kristalle aus unpolaren Molekülen: ED liefert wesentlichen Beitrag
- Kristalle aus Molekülen geringer Masse oder Wasserstoffbrückenbindungen E0 liefert nennenswerten Beitrag
- In ionischen Verbindungen heben sich ED und E0 gegenseitig auf.

Q: Berechnung \(E_R, E_C\)
A: \(E_R = \frac{B}{d^n}\) mit B stoffspezifisch und \(n = 5 - 12\) (Born-Exponent)
\(d_0 \iff E_R \approx E_C\) (exakt eigentlich \(\frac{dU}{dd} = 0)\)

Q: Madelung Konstante
A: Stabilisation eines Gitters gegenüber des isolierten Ionenpaars.
\(E_C = -A* \frac{e^2}{4\pi\varepsilon_0}d_0\)

Q: Grenzradienquotioenten
A: Verhältnis zwischen Atomradien von 2 Ionen. Dient der Bestimmung von optimalen Gittern.
CsCl > 0.732
NaCl > 0.414
ZnS (Sphalerit) > 0.225

Q: \(SiO_2 + C + \Delta T \rightarrow [...]\)
A: Si + 2CO

Q: \([Al(H_2O)_6]^{3+} + H_2O \rightarrow [...]\)
A: [Al(H_2O)_5(OH)]^{2+} + H_3O^+

Q: \((CH_3)_2Si(OH)_2 \rightarrow [...]\)
A: [(CH_3)_2SiO]_n + H_2O

Q: \(B_2O_3 + 3CaF_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow [...]\)
A: BF_3 + 3CaSO_4+3H_2O

Q: \(Na_2O_2+2H_2O \rightarrow [...]\)
A: 2NaOH+H_2O_2

Q: \(Al_2O_3+3C \rightarrow [...]\)
A: 3CO+2Al

Q: \([...] \rightarrow [...]\)
A: [RSi(OH)_3]; [RSiO_{1.5}]_n+1.5H_2O

Q: \(2NaBH_4+I_2 \rightarrow [...]\)
A: B_2H_6+NaI+H_2

Q: \(B+0.5N_2 + T \gt 1000^{\circ}C \rightarrow [...]\)
A: \frac{1}{n}(BN)_n

Q: \(4Al+3SiO_2+ \Delta T  \rightarrow [...]\)
A: 2Al_2O_3+3Si

Q: \(2K+O_2  \rightarrow [...]\)
A: K_2O

Q: \(CuO_2+2H_2 \rightarrow [...]\)
A: Cu+2H_2O

Q: \(Ca(OH)_2+SO_2  \rightarrow [...]\)
A: CaSO_3+H_2O

Q: \(BCl_3+3H_2O \rightarrow [...]\)
A: B(OH)_3+3HCl

Q: \(2PbS+3O_2  \rightarrow  [...]\)
A: 2PbO+2SO_2

Q: \(PbO+CO \rightarrow [...]\)
A: Pb+CO_2

Q: \(CHOOH+H_2SO_4 (cat) \rightarrow [...]\)
A: H_2O+CO

Q: \(NaCl+H_2SO_4 \rightarrow [...]\)
A: NaHSO_4+HCl

Q: \(Ca_3(PO_4)_2+2H_2SO_4 \rightarrow [...]\)
A: Ca(H_2PO_4)_2+2CaSO_4

Q: \(2B(OH)_3 + T \gt 800 ^{\circ}C \rightarrow [...]\)
A: B_2O_3+3H_2O

Q: \(2NO+O_2  \rightarrow [...]\)
A: 2NO_2

Q: Nassprozess: \(Ca_5(PO_4)_3F+5H_2SO_4  \rightarrow [...]\)
A: 3H_3PO_4+5CaSO_4+HF

Q: \(CaC_2+2H_2O \rightarrow [...]\)
A: H_2C_2+Ca(OH)_2

Q: \(M+(n+m)NH_3 \rightarrow [...]\)
A: [M(NH_3)_n][e(NH_3)_m]

Q: Solvay-Verfahren:
\(CaCO_3+2NaCl  \rightarrow [...]\)
A: Na_2CO_3+CaCl_2

Q: \(SiCl_4+4H_2O \rightarrow [...]\)
A: Si(OH)_4+4HCl

Q: \(2Al(OH)_3+3H_2SO_4 \rightarrow [...]\)
A: Al_2(SO_4)_3+6H_2O

Q: \(2BaO_2+\Delta T \rightarrow [...]\)
A: 2BaO+O_2

Q: \(Na_2[B_4O_7]+7SiO+16Na+8H_2 \rightarrow [...]\)
A: 4NaBH_4+7Na_2SiO_3

Q: \(3MO+2Al+ \Delta T \rightarrow [...]\)
A: 3M + Al_2O_3

Q: \([...] \rightarrow [...]\)
Der Ladevorgang ist [...]
A: LiCoO_2+6C; CoO_2 + LiC_6; Nach rechts

Q: \(Zn+2H^+  \rightarrow [...]\)
A: H_2+Zn^{2+}

Q: \(HNO_3+H_2SO_4  \rightarrow [...]\)
A: NO_2^+HSO_4^-+H_2O

Q: \(2Na+2EtOH \rightarrow [...]\)
A: 2NaOEt+H_2

Q: \(2Na+O_2 \rightarrow [...]\)
A: Na_2O

Q: \(XeF_6+H_2O \rightarrow [...]\)
A: XeOF_4+2HF

Q: \(2BF_3+6NaH \rightarrow [...]\)
A: B_2H_6+6NaF

Q: \(3HNO_2 \rightarrow [...]\)
A: HNO_3+2NO+H_2O

Q: \(Na(AlH_4)+LiCl \rightarrow [...]\)
A: Li(AlH_4)+NaCl

Q: \(BX_3+3H_2O \rightarrow [...]\)
A: B(OH)_3+3HX

Q: \(Al_2O_3+2NaOH+3H_2O \rightarrow [...]\)
A: 2Na[Al(OH)_4]

Q: \(CaO+H_2O \rightarrow [...]\)
A: Ca(OH)_2

Q: \(NaCl+CO_2+NH_3+H_2O \rightarrow [...]\)
A: NaHCO_3+NH_4Cl

Q: \(B_2H_6+3O_2 \rightarrow [...]\)
A: B_2O_3+3H_2O

Q: \(Na + O_2 \rightarrow [...]\)
A: NaO_2

Q: \(Ba+2H_2O \rightarrow [...]\)
A: Ba(OH)_2+H_2

Q: Fischer-Tropsch-Synthese:
\(nCO+(2n+1)H_2  \rightarrow [...]\)
\(nCO+(2n)H_2  \rightarrow [...]\)
\(nCO+(2n)H_2 \rightarrow [...]\)
A: C_nH_{2n+2}+nH_2O; C_nH_{2n}+nH_2O; C_nH_{2n+2}OH+(n-1)H_2O

Q: Photosynthese:
\([...] \rightarrow [...]\)
A: nCO_2+nH_2O; (CHOH)_n+nO_2

Q: Haber-Bosch:
\(N_2+3H_2+Fe(cat.) \rightarrow [...]\)
A: 2NH_3

Q: \(2BBr_3+3H_2, T=250^{\circ}C \rightarrow [...]\)
A: 2B+6HBr

Q: Raschig-Synthese:
\(NH_3+NaOCl \rightarrow [...]\)
\(NH_2Cl+NH_3 \rightarrow [...]\)
A: NaOH+NH_2Cl; N_2H_4+HCl

Q: \(CO_2+4H_2 \rightarrow  [...]\)
A: CH_4+2H_2O

Q: \(BaO_2+H_2SO_4 \rightarrow [...]\)
A: BaSO_4+H_2O_2

Q: \(CaO+3C+\Delta T \rightarrow [...]\)
A: CO+CaC_2

Q: \(6XeF_4+12H_2O \rightarrow [...]\)
A: 4Xe+2XeO_3+24HF+3O_2

Q: \(2Al+2NaOH+6H_2O \rightarrow [...]\)
A: 2Na[Al(OH)_4]+3H_2

Back Extra: Hexaflourokieselsäure

Chemische Synthese von Fluor:

Claus-Prozess:

Elektrolyse von Wasser:

Kontaktverfahren:
 
 
 
 
Gesamt:

Tetraederlücke

Oktaederlücke

Slaterregel/Abschirmung Kernladung

VSEPR: AX

VSEPR: \(AX_2\)

VSEPR: \(AX_1E_1\)

VSEPR: AX_3

Q: VSEPR: AX_4
A: tetraedrisch

VSEPR: AX_5

VSEPR: AX_6

VSEPR: AX_7

VSEPR: AX_8

VSEPR: AX_6E

VSEPR: AX_5E

VSEPR: AX_4E

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