[Chemie] Wie erkennt man die Reaktivität?

Guten Nachmittag,

wie kann ich im Periodensystem der Elemente die Reaktivität der verschiedenen Elemente erkennen? Gibt es hier eine Struktur bzw. eine bestimmte Anordnung, anhand der man erkennen kann, ob die Reaktivität ansteigt oder weniger wird, wenn man mehrere Elemente miteinander vergleicht.

Als Beispiele habe ich hierzu zwei Aufgaben, vielleicht könnt ihr es mir ja anhand der Aufgaben erklären:

  1. Ordnen Sie die Alkalimetalle Kalium, Lithium, Rubidium nach steigender Reaktivität an.
  2. Welches Element ist das reaktivste Element im PSE? Geben Sid die hauptgruppe des PSE an, zu der es gehört.

Zur 1. Aufgabe weiß ich:

  • Die Alkalimetalle kommen in der Natur nicht als reines Element vor
  • Die Alkalimetalle müssen besonders aufbewahrt werden (Lithium, Natrium und Kalium in Paraffinöl und Rubidium und Cäsium in Ampullen, die verschmolzen werden)
  • Alkalimetalle sind weich und leicht
  • Alkalimetalle sind sehr reaktionsfreudig, da sie nur ein Valenzelektron besitzen. Aber wieso ist das so? Je mehr Valenzelektronen, desto weniger reaktionfreudig? Nein oder?
  • Alkalimetalle kann man durch Flammenfärbung nachweisen, da jedes Alkalimetalle eine bestimmte Farbe bei der Verbrennung verursacht

Zur Aufgabe 2 weiß ich:

  • Die 7. Hauptgruppe des PSE, also die Halogene, können mit fast allen Elementen reagieren und Bindungen eingehen, vor allem Fluor.
  • Das chemische Verhalten von Fluor ist besonders aggressiv. Ich habe gefunden, das das an der Elektronegativität liegt, aber was das ist, weiß ich leider noch nicht.
  • Ich würde daher als Antwort zur zweiten Aufgabe folgendes schreiben: Fluor ist das reaktivste Element aller Elemente im PSE. Fluor ist ein Halogen und gehört der 7. Hauptgruppe im PSE an.

Ich freue mich auf eure ausführlichen und leicht verständlichen Antworten.

Chemie, Atom, Chemieunterricht, Elemente, Formel, Ionen, Naturwissenschaft, Neutronen, Periodensystem, Physik, Reaktion, Alkalimetalle, chemische Reaktion, Elektronen, Reaktionsgleichung
[Chemie] Fragen zur Redoxreaktion?

Guten Nachmittag,

ich habe noch ein paar Fragen zur Redoxreaktion. Die Fragen beziehen sich alle auf dieses Bild (Beispiel):

  1. Ich verstehe, wie man hier die Reaktion für die Oxidation formuliert und wie man die Reaktion für die Reduktion formuliert. Auch verstehe ich was der Elektronendonator/Reduktionsmittel und was der Elektronenakzeptor/Oxidationsmittel ist.
  2. Mir bereitet die Formulierung der Reaktion der Redoxreaktion noch ein wenig Schwierigkeiten. Wurde hier einfach nur die Reaktion anhand der Salzformeln/Verhältnisformeln formuliert?
  3. Denn anfangs habe ich auch die Salzformel/Verhältnisformel aufgestellt und bin auf das gleiche gekommen, was bei der Redoxreaktion dann als Ergebnis steht (also rechts neben dem Reakrionspfeil). Also „MgS“ (Siehe Bild nach den Fragen (nach 7.). Dort befindet sich meine Vorgehensweise zur Aufstellung der Salzformel/Verhältnisformel).
  4. Und schreibt man zuerst immer die Elemente ohne irgendwelche Angabe von Valenzelektronen bei der Angabe der Formel der Redoxreaktion?
  5. Also einfach immer nur zuerst vor dem Reaktionspreis bei der Redoxreaktion die Elementennamen aus dem Periodensystem der Elemente abschreiben und notieren?
  6. Und das Ergebnis rechts neben dem Reaktionspfeil bei der Redoxreaktion ist immer das, was man erhält, wenn man die Salzformel/Verhältnisformel anwendet?
  7. Entspricht also das Ergebnis der Formel bei der Redoxreaktion immer dem Ergebnis der Salzformeln/Verhältnisformeln?

Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

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[Chemie] Bildung von Ionen aus den Elementen?

Guten Nachmittag,

ich habe noch ein paar Fragen zum Verständnis zu der Bildung von Ionen aus den Elementen (auch bezeichnet als Salzbildung bzw. als Salzbildungsreaktion). Meine Fragen beziehen sich alle auf diese Übersicht (Beispiel):

  1. Ganz unten wurde ja „Na“ unter dem Natrium-Atom und „Cl“ (mit der Darstellung von 7 Valenzelektronen) unter dem Chlor-Atom geschrieben. Das verstehe ich. „Na“ gibt also einen Valenzelektron an „Cl“ ab, beide werden dann zu einem Ion (Natrium-Ion und Chlorid-Ion), welche die Edelgaskonfiguration bzw. die Oktettregel erfüllen.
  2. Die Benennung auf der rechten Seite unten verstehe ich leider noch nicht. Wieso wird das Natrium-Ion hier nur als „Na^+“ dargestellt? (####Das hochgestellte plus verstehe ich, das schreibt man ja, da nun ein Elektron abgegeben wurde und es somit einen Überschuss von einem Proton gibt. Es gibt also ein Proton mehr als Elektronen. Daher kommt das hochgestellte plus bei „Na^+“.####) Aber wieso werden hier die Valenzelektronen bei „Na^+“ nicht dargestellt?
  3. Also wieso befinden sich hier keine 4 Striche um „Na^+“ drumherum?
  4. Ist das absichtlich so? Muss das so sein?
  5. Liegt das daran, dass Na (also Natrium) normalerweise 3 Schalen hat und hier nun auf der dritten Schale 0 Valenzelektronen sich befinden?
  6. Wird eine Schale mit 0 Elektromen, wie hier, nie gezeichnet?
  7. Stellt man sich die dritte Schale hierbei also im Kopf vor, um die Valenzelektronen zu zeichnen? Ist das der Grund, dass hier nur unter dem Natrium-Ion auf der rechten Seite unten nur „Na^+“ steht und drumherum keine Valenzelektronen dargestellt wurden?

Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

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[Chemie] Hilfe benötigt beim Lösen von Aufgaben?

Guten Abend,

ich benötige noch etwas Hilfe beim Lösen von Aufgaben zu Chemie. Alles was ich weiß, sowie bereits bestehende Fragen, habe ich als Antwort unterhalb der Aufgaben in eckige Klammern geschrieben.

Die Aufgaben habe ich einmal als Bild gepostet und einmal als Text unterhalb des Bildes (mit meinen Anmerkungen).

Ich freue mich sehr über eure Hilfe. :-)

Aufgabe 1

a) Welche Masse und welche Ladung hat ein Neutron?

[Das weiß ich leider nicht. Ich weiß nur, dass Neutronen eine neutrale Ladung haben. Und wie kommt man auf die Masse von einem Neutron? Wie kommt man auf die Masse von einem Elektron? Wie kommt man auf die Masse von einem Proton? Wie schreibt man die Masse davon jeweils in der richtigen Schreibweise?]

b) Welches Element hat 33 Protonen im Kern?

[Das Element As (also Arsen) hat 33 Protonen im Kern und 33 Elektronen in der Elektronenhülle (Atomhülle)]

c) Nennen Sie ein Element, dass 26 Neutronen im Kern hat.

[Das Element Ti (also Titan) hat eine Massenzahl von rund 48 und eine Protonenzahl (Ordnungszahl) von 22. Neutronenanzahl = Massenzahl - Protonenzahl (Ordnungszahl) = 48 - 22 = 26.]

d) Geben Sie ein Element an, dass 4 Elektronen in der Außenschale hat.

[Eigentlich wollte ich gerade Ti (also Titan) schreiben, da dort eine 4 steht, also bei der Gruppe. Jedoch handelt es sich hierbei ja um die Nebengruppen. Normalerweise kann man ja anhand der Gruppe sagen, wie viele Elektronen sich in der Außenschale befinden. Ist das nur bei den Hauptgruppen so? Ist das nicht bei den Nebengruppen so? Gibt es eine andere Regel für die Nebengruppen, wie viele Elektronen sich in der Außenschale befinden? Um sicher zu gehen (und nicht laut meinem bisherigen Kenntnisstand bei den Nebengruppen „rechnen“ zu müssen, wie viele Valenzelektronen die Nebengruppenelemente haben) nenne ich hier nun also ein Element mit der Hauptgruppe 4. Meine Antwort: Das Element C (also Kohlenstoff) hat in der Außenschale 4 Elektronen, da es die Hauptgruppe 4 hat.]

e) Wie ist das Gallium Atom aufgebaut? Geben Sie die genaue Verteilung und Anzahl aller im Galliumatom enthaltenen Elementarteilchen an.

[Bei dieser Fragestellung bin ich mir unsicher, ob ich einfach nur eine Zeichnung nach dem Bohrschen Atommodell machen muss, oder ob ich auch Text dazuschreiben muss. Hier meine bearbeitete Aufgabe:

]

Aufgabe 2

a) Erklären Sie die Metallbindung mit Hilfe einer Zeichnung an einem konkreten Beispiel.

b) Wie unterscheiden sich Metalle und Ionenverbindung bei der Verformbarkeit? Erklären Sie diese Unterschiede mit dem Bindungsmodell.

c) Geben Sie zu den folgenden Stoffen die vorliegende Bindungsart an. Aluminiumchlorid, Xenon, Wasserstoff

Aufgabe 3

a) Aus welchem Erz wird Aluminium großtechnisch hergestellt? In welcher Form ist das Aluminium darin enthalten?

b) Im Verfahren wird noch ein Hilfsstoff zugesetzt. Nennen Sie diesen Stoff und beschreiben Sie seine Wirkung im Verfahren. Welche Vor- und Nachteile ergeben sich durch die Verwendung dieses Stoffs?

c) Magnesium reagiert mit Stickstoff in einer Redox-Reaktion. Geben Sie die beiden Teilgleichungen für diese Reaktion an.

[Hierbei handelt es sich ja um Hauptgruppenelemente, Mg (also Magnesium) hat 2 Valenzelektronen und N (also Stickstoff) hat 5 Valenzelektronen. Streben hier nun beide Elemente ein „Elektronenoktett“ an? Was ist überhaupt ein „Elektronenoktett“? Sind das immer 8 Valenzelektronen oder kommt es immer auf die jeweilige Schale an? Die vierte Schale, also die N-Schale kann ja maximal 32 Elektronen haben, was wäre hier zum Beispiel ein „Elektronenoktett“? Wären das auch 8 Elektronen? Diese Aufgabe verstehe ich leider auch nicht.]

Aufgabe 4

Durch welches Experiment konnte gezeigt werden, dass Atome aus einem Kern und einer Hülle bestehen? Beschreiben Sie das Experiment und erklären Sie, welche experimentellen Beobachtungen mit dem Kern-Hülle-Modell erklärt werden konnten.

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Der Natürliche Kalkkreislauf?

Moin, ich muss in ein paar Tagen einen Vortrag zum natürlichem Kalkkreislauf halten. Könnt ihr mir einmal sagen, ob ich das ganze richtig verstanden habe:

  • In der Atmosphäre befindet sich ein wenig Co2
  • Co2 löst sich im Wasser zu Kohlensäure, wenn es Regnet reagieren die Regentropfen mit den Co2 und es entsteht die Kohlensäure
  • Wenn nun das köhlensäurehaltige Wasser über Kalkstein fließt, wird der Kalkstein durch das Wasser (die Säure) zu wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat zersetzt.
  • Dieses Wasser, mit dem wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat, nennt man auch "hartes Wasser"
  • Dieses gelangt dann in das Grundwasser und fließt ins Meer
  • Es kann aber auch sein (das ist häufiger der Fall), dass das harte Wasser in Tropfsteinhöhlen an den Stalaktiten und Stalakmiten herunterfließt und verdunstet.
  • Dadurch bleibt nurnoch Kalk zurück, welcher mehr talaktiten und Stalakmiten bildet, und Wasser und Kohlendioxid. Das Wasser fließt weiter ins Grundwasser und das Kohlendioxid geht wieder in die Luft
  • Nun gibt es Tiere im Wasser, die für die Bildung ihrer Schalen Kalk brauchen
  • Sterben die Tiere sinken die Schalen auf den Meeresgrund und werden in vielen Jahren zu Kalkstein
  • Von Zeit zu Zeit sammelt sich nun Kalkstein
  • Dieser Kalkstein kann durch tektonische Plattenbewegungen dann zu Bergen aufgetürmt werden
  • Dadurch entstehen neue Kalkgebirge auf welche dann wieder Regen fallen kann
  • Der Kreislauf ist nun geschlossen

Ist das alles so richtig? Und wenn ja habe ich die Frage, woher kriegen den jetzt die Tiere im Wasser das Kalk um ihre Schalen zu bauen?

Wasser, CO2, Kalk, Reaktion, Säure, chemische Reaktion, Reaktionsgleichung, Säuren und Basen
Kann ich anhand der Säurekonstante ermitteln, in welchen Molmengen die Reaktionspartner in einer Säuredissoziation in Wasser vorliegen?

Angenommen ich habe eine 0,1 molare Ammonium-Lösung in Wasser. Der pKs von Ammonium ist 9,2.

Somit ist die Säurekonstante Ks von Ammonium 10^-9,2 mol/L

Wenn ich jetzt wissen möchte, zu wie viel Mol Hydronium-Ionen und wie viel Mol Ammoniak die 0,1 mol Ammonium in einem Liter Wasser dissoziieren, kann ich das dann mit diesen Angaben ermitteln?

Die Reaktion ist NH4++H2ONH3+H3O+

Das Massenwirkungsgesetz wäre hiermit:



Da jedes Hydronium-Ion mit der Bildung eines Ammoniakmoleküls einhergeht, ergibt sich bei bekannter Ammoniumkonzentration und bekannter Säurekonstante Ks: [H3O] wäre demnach 0,000007943282347 mol/L

Wenn aber von 0,1 mol/L Ammonium 0,000007943282347 mol/L zu Hydronium dissoziieren, dann liegen ja eigentlich nur 0,099992056 mol Ammonium vor. Ensprechend müsste im Massenwirkungsgesetz dann stehen:

Aber dann wäre das Ergebnis für [H3O] wiederum anders, mit 0,000007942966862 mol/L anstatt 0,000007943282347 mol/L.

Was mache ich falsch, bzw. wie werden die Konzentrationen der Reaktionspartner im Massenwirkungsgesetz bei gegebener Säurekonstanten und gegebener Ausgangskonzentration der Säure korrekt berechnet?

Mir ist bewusst, dass bei schwachsen Säuren dieser Unterschied in der Konzentration vor und nach Dissoziation vernachlässigt werden kann, da er sehr gering ist. Dennoch möchte ich es genau wissen. Und bei mittelstarken Säuren ist das wie ich meine auch ein echtes Problem.

mol, Säure, ph-Wert, chemische Reaktion, Reaktionsgleichung, Säuren und Basen
Fe2+ + NO2- + 2H -> Fe 3+ + NO+ vervollständigen?

Vervollsätndigen Sie die folgenden Gleichungen

a) Fe^(2+) + + NO_3^(-) + [......] -> Fe^(3+) + NO + [.........] in saurer Lösung

b) Mn^(2-) + H2O2 + [........] -> MnO2 + H2O in alkalischer Lösung:

Ansatz
a) Hätte gesagt:

Fe^(2+) + + NO_3^(-) + 2H -> Fe^(3+) + NO + H2O

Kommilitone meint: Fe^(2-) + + NO_3^(-) + 2H -> Fe^(3+) + NO + 2 H2O
Eine andere Kommiltonin meint: Fe^(2+) + + NO_3^(-) + 4H^(+) -> Fe^(3+) + NO + 2 H2O

Internet sagt 3 Fe^(2+) + + NO_3^(-) + 4H -> 3 Fe^(3+) + NO + 2 H2O

https://www.philus.de/reaktionsgleichung/153325464/3_fe2__no3-__4_h__3_fe3__no__2_h2o.html

Künstliche Intelligenz meint: 3 Fe^(2-) + 2NO_3^(-) + 6 H -> 3 Fe^(3+) + NO + 3 H2O

b) Hätte jetzt gesagt:
Mn^(2-) + H2O2 + 2OH^(-) -> MnO2 + 2 H2O.

Kommiliton meint, es müsste Mn^(2+) heißen. Im Internet taucht auch diese (2+)-Variante auf.

https://homework.study.com/explanation/balance-this-reaction-using-the-half-reaction-method-mn-2-plus-plus-h2o2-to-mno2-plus-h2o-basic-solution.html

Zu viele Ansätze verderben den Brei. Daher bitt ich um eine Rückmeldung, was genau jetzt stimmt. Und macht es für die Gleichung eigentlich nen Unterschied ob da jetzt Fe^(2+) oder Fe^(2-) steht? (Der Scan der Aufgabenstellung ist leider sehr undeutlich, daher können wir das selbst nicht erkennen).

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Hin und Rückreaktion im endothermen Diagramm?

Das rächt sich gerad' so, dass ich "Experimentalphysik 1" letztes Jahr geschoben hab. Denn während meine Kommilitonen sich bereits seit 3 Wochen auf die "Chemie 1"-Klausur vorbereiten, bleibt mir jetzt nur noch die eine Woche (da ich heute noch Ex-Klausur hatte). Da es schnell gehen muss und derzeit jede Sekunde pures Gold ist, verzichte ich auf eine lange Vorleitung und komme direkt zum Punkt. (ok, irgendwie war's dann doch wieder ne lange Einleitung😄)

"Zeichne das Reaktionsdiagramm für

a)eine exotherme Reaktion mit und ohne Katalysator

Stupides Googeln, bzw Allgemeinbildung

(Bildquelle: https://www.u-helmich.de/bio/stoffwechsel/reihe2/Bilder/energiediagrammMgKat.jpg)

b) eine endotherme Reaktion. Zeichne in deiner SKizze die Aktivierungsenergie für die Hin- und Rückreaktion."

Ansatz:

endotherme Reaktion

Jetzt bin ich hier nicht sicher wie ich das der Aktivierungsenergie für die Hin- und Rückreaktion in die Skizze einbringen soll. Ist die Hinreaktion "A2 + X2" und die Rückreaktion "2AX". oder muss ich da noch irgendwas mitreinzeichnen?

Ich weiß dass eine endotherme Reaktion nach dem Motto abläuft, dass die Reaktanden "A-B+C" zu "C-AB" reagieren, also dass quasi die Bindung zwischen A-B aufgebrochen wird und das A zum C gezogen wird. Aber wie soll ich das jetzt graphisch darstellen?

Also es geht mir eigentlich um den Punkt der Aktivierungsnergie für Hin und Rückreaktion.

ich bitte um Verzeihung, wenn es wieder so eine Frage ist, die sich durch stupides Googeln beantworten lässt. Aber ich find da gerad' den Wald vor lauter Bäumen bzw. die Hin/Rückreaktion vor lauter Diagrammen nicht.

Liebe Grüße,
Jensek81

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