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1. Wie ist ein atom nach Bohr
grundsätzlich aufgebaut?
- Ein Atom besteht aus Protonen (+), Neutronen (neutral) und Elektronen
- (-). Die Protonen und Neutronen befinden sich im Kern. Für die Elektronen der
- bekannten Elemente bestehen 7 Randschalen (n=1-7). Sie werden vom Kern aus
- gezählt (Schale = Hauptquantenzahl). Jede Schale kann nur eine begrenzte Anzahl
- an Elektronen aufnehmen. (z(c)=2n²). Die Aussenschale enthältet maximal 8 Elektronen
- (Randschalenelektronen). Die inneren Randschalen können nur dann aufgefüllt
- werden, wenn die Randschale mindestens 2 Elektronen aufweist. Die Auffüllung
- der Randschalen erfolt mit zunehmender Energie von Innen nach Aussen.
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2. Was verstand man unter Kernladungs- und Ordnungszahl?
- Unter der Kernladungs- bzw. Ordnungszahl versteht man die Anzahl der
- Protonen im Kern. Jedes Atom hat seine spezifische Anzahl an Protonen. Die
- Atome sind mit aufsteigender Protonenzahl im PSE angeordnet.
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3. Was ist eine Edelgaskonfiguration?
- Alle Elemente der 8. Hauptgruppe besitzen 8 Randschalenelektronen (mit
- Ausnahme von Helium --> nur 2!). Diese Atome neigen nicht zur
- Verbindungsbildung, sind reaktionsträge und können daher (z.B. bei
- Wärmebehandlungsprozessen) als Inertgas eingesetzt werden.
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4. Was bestimmt die chemische Stabilität eines Stoffes?
- Ist die Randschale nicht aufgefüllt, so erhöht dies die Neigung eines
- Stoffes zur Verbindungsbildung. Elemente der 1.-7. Gruppe sind daher
- reaktionsfreudig, Edelgase (8. Hauptgruppe) hingegen reaktionsträge.
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5. Nennen Sie die wichtigsten chemischen Bindungsarten und beschreiben
Sie charakteristiche Eigenschaften!
- -Ionenbindung: Sie besteht zwischen Metall- und Nichtmetallatomen!
- Metalle geben Elektronen ihrer Randschale leicht ab. Nichtmetalle nehmen Sie
- zur Auffüllung ihrer Randschale begierig auf. Beide Atome besitzen nun
- Edelgaszustand. Allerdings sind Sie nun nicht mehr elektrisch neutral und
- ziehen sich an. Bei Ionenbindung enstehen Salze.
- -Atombindung: Liegen ausschließlich Nichtmetalle vor, so wollen sie
- durch einen Bindungsvorgang edelgasähnliche Elektronenanordnung haben. Hierzu
- benutzen mindestens zwei Elementatome 2 Elektronen ihrer Randschale gemeinsam.
- In diesem Bereich ensteht nun eine neues gemeinsames Orbital- das Molekülorbital.
- Das neu gebildete Orbital ist durch das Elektronenpaar vollständig besetzt.
- (Man spricht auch von Elektronenpaarbindung!)
- -Metallbindung: Metallatome geben ihre schwachbebundenen
- Randschalenelektronen leicht ab. Zurück bleiben die positiv geladenen
- Atomrümpfe. Diese lagern sich zusammen zu einem Metallgitter. Diese
- positiv-geladenen Rümpfe werden von den sich nun im Gitter frei bewegenden
- Elektronen zusammengehalten.
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9. Wie unterscheiden sich der amorphe und der kristalline Zustand?
- Im kristallinen Zustand befinden sich die einzelnen Atome geordnet in
- einem Gitter. Im amorphen Zustand befinden sich die einzelnen Atome völlig
- regellos angeordnet (wie in der Schmelze!). Daher spricht man auch von einer
- unterkühlten Schmelze. Hier sind keine richtungsabhängigen Eigenschaften zu
- erwarten.
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10. Erklären Sie den Begrifff "Quasiisotrop"!
- Metalle besitzen in der Regel anisotrope (richtungsabhängige)
- Eigenschaften. Jedoch weißen sie makroskopisch durchaus isotrope
- (richtungsunabhängige) Eigenschaften auf. Dies ist auf die regellose Anordnung
- der einzelen Kristallachsen im Verband zurückzuführen und wird als
- "quasiisotrop" bezeichnet.
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12. Ordnen Sie die wichtigsten Gitterbaufehler hinsichtlich ihrer
Dimension!
0 --> Leerstellen, Fremdatome
1--> Versetzung
2--> Korngrenzen (Phasengrenzen)
3--> Ausscheidungen
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13. Nenne Sie mindestens 2 Gründe für das unterschiedliche
Lösungsverhalten von Legierungselementen im einem Wirtsgitter!
Unterschied der Atomgröße, Aufbau der Gitterstruktur
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