Aufbau von Werkstoffen

Question 1

Typische Eigenschaften von Metallen

Answer 1

Glanz, elektrische Leitfähigkeit und plastische Verformung

Question 2

Atome bestehen aus …

Answer 2

Elementarteilchen: der Atomkern besteht aus positiv geladene Protonen und neutrale Neutronen. Die Atomhülle wird aus negativ geladene Elektronen gebildet.

Question 3

Bohr´sches Automodell

Answer 3

Elektronen bewegen sich auf räumlichen Schalen um den Atomkern

Question 4

Formel für die Besetzung der Schalen mit Elektronen

Answer 4

2*n hoch 2

N= Zahl der Schale (vom Kern ausgegangen)

Question 5

Edelgaskonfiguration

Answer 5

Wenn die äußerste Schale mit 8 Valenzelektronen besetzt ist. Äußerst stabiler Zustand, wird von allen Elementen angestrebt

Question 6

Welche Elemente haben 8 Valenzelektronen ?

Answer 6

Edelgase (Neon,Argon, Krypton, Xenon, Radon)

Question 7

Periodensystem : Was bedeutet Ordnungszahl 17

3. Periode und 7. Hauptgruppe

Answer 7

Das Atom hat 17 Protonen im Kern und auf den Schalen 17 Elektronen. (Ordnungszahl 17)

Es besitzt 3 Schalen und auf der äußersten Schale (3.Periode)

Auf der äußersten Schale sitzen 7 Valenzelektronen (7. HP)

Question 8

Nicht-Metalle

Answer 8

Zum Beispiel Edelgas und Hologene

Question 9

Was ist besonders an Nichtmetallen

Answer 9

Sie haben eine hohe Anzahl an Valenzelektronen ( stehen in der 7. oder 8. HP) und wollen weitere Elektronen aufnehmen, um eine Edelgaskonfiguration zu erreichen. (8 Valenzelektronen)

Question 10

Atomaufbau von Metallen

Answer 10

Höhere Periode, kleinere Hauptgruppe

Viele Schalen, wenige Valenzelektronen

Question 11

Primäre Bindung (chemische Bindung)

Answer 11

Elektronen geben teilweise oder vollständig ihre Elektronen ab. Es findet ein Elektronenaustausch

Question 12

Arten primärere Bindungsarten

Ziel der Bindung

Answer 12

Ionenbindung, kovalente Bindung, Metallbindung

Edelgaskonfiguration

Question 13

Nichtmetallatom+Metallatom…
Nichtmetallatom+Nichtmetallatom..
Metallatome+Metallatom..

Answer 13

Ionenbindung
Kovalente Bindung
Metallbindung

Question 14

Wann werden Atome zu Ionen

Answer 14

Wenn sie Elektronen aufnehmen oder abgeben.
Denn dann weicht die Elektronenanzahl von der Anzahl der Protonen ab und es besteht ein positiver oder negativer Ladungsüberschuss

Question 15

Wann werden Atome zu Kationen und was macht sie aus

Answer 15

Atome werden zu Kationen wenn sie durch eine Ionenbindung weniger Elektronen als Protonen haben, so sind sie positiv geladen und es entsteht ein Kation.

Question 16

Wann wird ein Atom zu einem Anion und was macht sie aus

Answer 16

Ein Atom wird als Anion bezeichnet, wenn sie durch eine Ionenbindung mehr Elektronen hat als Protonen, somit ist sie negativ geladen und wird Anion bezeichnet.

Question 17

Wie entsteht ein Ionenverband und woraus besteht es

Answer 17

Wenn sich ein Metallatom und ein Nichtmetallatom verbinden, kommt es zu einer Ionenbindung. Bei der Ionenbindung gibt das Metallatom dem Nichtmetallatom Elektronen ab, damit beide Atome die Edelgaskonfiguration erreichen.
Das Metallatom wird zu einem Kation, denn es ist danach positiv geladen, da es weniger Elektronen als Protonen besitzt und das Nichtmetallatom wird zu einem Anion, denn es ist negativ geladen, weil es nun mehr Elektronen als Protonen besitzt. Zwischen den positiv geladenen Kationen und den negativ geladenen Anionen besteht eine starke elektrische Anziehungskraft. Aus diesem Grund umgeben sich die Kationen mit Anionen und umgekehrt. Es entsteht ein Ionenverband mit einer regelmäßigen Anordnung der Ionen.

Question 18

Wie kommt die Eigenschaft des Werkstoffes Härte und Festigkeit bei einer Ionenbindung zustande

Answer 18

Weil positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen sich gegenüberstehen und sich gegenseitig anziehen. Starke Anziehung sorgt für Härte und Festigkeit des Werkstoffes

Question 19

Eigenschaft des Werkstoffes Spröde bei einer Ionenbindung

Answer 19

Wenn der Kristall im Ruhestand ist stehensivh positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen gegenüber und ziehen sich an. Wenn eine Kraft auf den Kristall wirkt, verschieben sich die Ionen und die negativ geladenen Anion stehen sich gegenüber und die positiv geladenen Kationen stehen sich gegenüber, somit stoßen sie sich ab und der Kristall bricht auseinander. Es ist also keine plastische Verformung möglich

Question 20

Nenne 5 Atomarten

Answer 20

Edelgase, Halbmetalle, Nichtmetalle, Metalle, Alkalimetalle, Übergangsmetalle

Question 21

Warum erreicht Wasserstoff mit nur zwei Elektronen auf der Schale die Edelgaskonfiguration

Answer 21

Wasserstoff steht in der ersten Periode und gehört zur ersten HG. Hat also eine Schale und ein Elektron. Laut der Formel zur Berechnung der Elektronenanzahl auf den Schalen, kann die erste Schale nur maximal 2 Elektronen besitzen. Daher erreicht Wasserstoff mit einem weiteren Elektron bereits die Edelgaskonfiguration, weil es sein Maximum erreicht.

Question 22

Doppelbindung Beispiel

Answer 22

Kovalente Bindung bei Sauerstoff. Sauerstoff hat 6 Elektronen auf der äußersten Schale, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen brauchen beide Sauerstoffatome jeweils 2 Elektronen. Es kommt zu einer Doppelbindung, bei dem 4 Elektronen gemeinsam geteilt werden.

Question 23

Was passiert bei einer Metallbindung

Answer 23

Metalle haben wenige Valenzelektronen und streben danach diese abzugeben, um eine Edelgaskonfiguration zu erreichen. Dabei kommt es zu ungebundenen und frei beweglichen Elektronen, die ein Elektronengas bilden, in dem sich die positiv geladenen Metallionen befinden. Diese stoßen sich durch die gleiche Ladung gegenseitig ab, doch durch das Elektronengas kommt es zu einem Gleichgewichtsabstand zwischen den benachbarten Atomen. Es entsteht eine regelmäßige Struktur. „Kristalline Struktur“

Question 24

Warum sind Metalle plastisch verformbar?
Warum sind sie elektrisch leitfähig?
Was passiert im inneren des Metalls

Answer 24

Metalle sind plastisch verformbar, weil es bei einer Metallbindung dazu kommt, dass beide Metallatome ihre Elektronen abgeben und diese sich freie bewegen und ungebunden sind. Es entsteht ein Elektronengas, in dem sich die Ionen befinden und durch dieses halten die Atome ein Gleichgewichtsabstand voneinander. Wenn also die Atome ihren Platz wechseln kommt es nicht zu einer Veränderung der Ladungsverteilung zwischen den Elektronen und den Atomen. Die Atome lassen sich verschieben, ohne dass es zu einer Zerstörung des Gitters kommt. Es besteht immer noch ein Gleichgewichtsabstand und die atome stoßen sich nicht ab. Daher ist eine plastische Verformung möglich. Die Atomlagen gleiten einfach aneinander vorbei.

Durch die frei beweglichen Elektronen haben Metalle eine elektrische und thermische Leitfähigkeit.

Question 25

Begründung für Zusammenhalt bei

Ionenbindung

Kovalente Bindung

Metallbindung

Answer 25

Positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen ziehen sich gegenseitig an.

Ionen teilen sich Elektronen und bilden Elektronenpaarbindungen.

Atome geben ihre Elektronen ab, dadurch entsteht ein negativ geladenes Elektronengas in dem sich die positiv geladenen Ionen befinden. Gleichgewichtsabstand zwischen den atomrümpfen.

Question 26

Begründung Zusammenhalt bei kovalenter Bindung

Answer 26

Ionen teilen sich gemeinsam Elektronen, um ihre Edelgaskonfiguration zu erreichen. Da sie beide zu wenige Valenzelektronen besitzen. Daher nennt man diese Art von Bindung auch Atombindung oder Elektronenpaarbindung.