Glossar

Das Glossar erklärt Fachbegriffe, die im Projekt "Die Struktur der Stoffe" benutzt werden.

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  Aliphatische Verbindungen

Aliphatische Verbindungen (kurz Aliphaten) sind organische Stoffe, bei denen die Kohlenstoffatome in einer Kette angeordnet sind. Die Kette kann gerade oder verzweigt sein und Substituenten tragen. Dagegen treten bei cyclischen Verbindungen (dazu gehören auch die Aromaten) Ringe von Kohlenstoffatomen auf. Beispiele für Aliphaten sind Pentan oder Essigsäure.

  Allotropie

Bei einigen Elementen bilden sich Moleküle unterschiedlicher Größe. Beispiele sind "gewöhnlicher" Sauerstoff O2 und Ozon O3 oder die verschiedenen Fullerene (C60, C70 und andere).

Diese Erscheinung heißt Allotropie, die einzelnen "Formen" (z.B. O2 und O3) heißen allotrope Modifikationen des Elements.

Verwandtes Thema: Polymorphie

  Anisotropie

Anisotropie ist die Erscheinung, dass in einem Kristall physikalische Eigenschaften richtungsabhängig sind. Beispiele sind:

  • Härte: Graphit
  • elektrische Leitfähigkeit: Graphit
  • Wärmeleitfähigkeit
  • Lichtbrechung

  CAS-Nummer

Der Chemical Abstracts Service der American Chemical Society vergibt für jeden Stoff eine Nummer, die CAS-Nummer. Diese Nummer wird heute immer mehr zur eindeutigen Identifizierung von Stoffen verwendet.

  Dimer

Ein Dimer ist ein Molekül, das aus 2 gleichen Molekülen (oder Formeleinheiten bei ionischen Verbindungen) durch Reaktion entstanden ist.

  Edelgaskonfiguration

Enthält die Valenzschale eines Atoms genau 8 Elektronen, sagt man, dass sie die Edelgaskonfiguration besitzt. Grund ist, dass die Edelgase 8 Valenzelektronen haben (Ausnahme ist Helium, bei dem die Valenzschale mit 2 Elektronen voll besetzt ist).

Elementarzelle

In Kristallen sind Atome oder Ionen regelmäßig räumlich angeordnet. Man wählt aus dem Kristall einen möglichst kleinen Ausschnitt (wenige Atome), aus dem man durch Aneinandersetzen in alle 3 Raumrichtungen den gesamten Kristall aufbauen kann. Dieser Ausschnitt heißt Elementarzelle. (Fast) jeder Stoff hat eine andere Elementarzelle.

  Geschwindigkeit von Elektronen in metallischen Leitern

Elektronen bewegen sich in metallischen Leitern nicht etwa mit Lichtgeschwindigkeit, sondern ziemlich langsam. Die Geschwindigkeit hängt vom Querschnitt des Leiters, von seinem Material und von der Stromstärke ab. Zum Beispiel beträgt sie in einem Kupferdraht von 1 mm2 Querschnitt und einer Stromstärke von 1 A nur ca. 30 cm pro Stunde. Die Bewegung der Elektronen breitet sich jedoch annähernd mit Lichtgeschwindigkeit aus, so dass Elektronen in einer elektrischen Leitung fast gleichzeitig beginnen, sich zu bewegen.

  Halogene

Die Elemente der 7. Hauptgruppe des Periodensystems (Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat) nennt man Halogene. Der Name kommt von den griechischen Worten "hals" (Salz) und "gennan" (erzeugen), bedeutet also Salzbildner. Verbindungen zwischen Halogenen und Metallen sind immer Salze.

  Konformere

Diejenigen Konformationen eines Moleküls, die minimale Energie besitzen, heißen Konformere. Zum Beispiel sind beim Cyclohexan die Sessel- und die Twistformen, die Energieminima entsprechen, Konformere, während die energiereiche Wannenform kein Konformeres ist.

Koordinationszahl

Die Koordinationszahl eines Atoms (in einem Kristall) ist die Zahl seiner nächsten Nachbaratome.

  Ligand

In einer Komplexverbindung gruppieren sich um ein Zentralatom mehrere Atomgruppen. Diese nennt man die Liganden des Komplexes.

  Metastabil

Von den Modifikationen eines Stoffes hat bei einer vorgegebenen Temperatur und vorgegebenem Druck eine den niedrigsten Energiegehalt. Sie heißt die thermodynamisch stabilste Modifikation dieses Stoffes. Alle anderen nennt man metastabil. Die metastabilen Modifikationen wandeln sich (wenn auch oft nur mit extrem niedriger Geschwindigkeit) in die thermodynamisch stabilste Modifikation um.

  Oktettregel

Atome oder Ionen versuchen ihre Valenzschale (das heißt ihre äußerste Elektronenschale) mit 8 Elektronen zu besetzen.

Für die Elemente der 2. Periode (Lithium bis Neon) gilt die Oktettregel streng. Das heißt, diese Elemente können nie mehr als 8 Valenzelektronen haben.

Für die Elemente der 3. und der weiteren Perioden gilt die Regel nur noch eingeschränkt. Die Valenzschale nimmt oft 8 Elektronen auf, da diese Konfiguration stabil ist, kann aber auch mehr Elektronen aufnehmen.

  Polar

Ein Molekül heißt polar, wenn es zwar als Ganzes ungeladen ist, aber trotzdem eine ungleichmäßige Ladungsverteilung besitzt. So hat zum Beispiel im Wassermolekül das Sauerstoffatom eine geringe negative Ladung, während die Wasserstoffatome kleine positive Ladungen tragen. Dadurch ist das Wassermolekül an "einem Ende" ein wenig negativ, am "anderen Ende" etwas positiv geladen.

Polare Moleküle haben bemerkenswerte Eigenschaften: Zum Beispiel sind sie meist reaktionsfreudig, können Wasserstoffbrückenbindungen bilden und werden im elektrischen Feld abgelenkt.

Polyeder

Ein Polyeder (griechisch Vielflächner) ist ein Körper, der von ebenen Flächen begrenzt ist. Bei regulären Polyedern sind diese Flächen gleich. Beispiele für reguläre Polyeder sind Tetraeder, Würfel und Oktaeder. Nichtreguläre Polyeder sind zum Beispiel die trigonale Bipyramide, die quadratische Pyramide oder auch eine sechseckige Säule.

  Polymorphie

Viele Stoffe können in Kristallen von unterschiedlicher innerer Struktur auftreten. Beispiele sind Kohlenstoff (Diamant, Graphit) oder Zinksulfid (Zinkblende, Wurtzit).

Diese Erscheinung heißt Polymorphie, die einzelnen "Formen" (z.B. Diamant und Graphit) heißen polymorphe Modifikationen des Stoffes.

Verwandtes Thema: Allotropie

  Pyrolyse

Pyrolyse ist ein Oberbegriff für chemisch-technische Verfahren, bei denen Stoffe durch Hitzeeinwirkung (Temperaturen in der Regel über 1000 °C) und unter Ausschluss von Luft zersetzt werden. Gemeint ist also nicht die Müllverbrennung, sondern die Herstellung von Zwischenprodukten, die anders nicht in großen Mengen gewonnen werden können.

Beispiel : Pyrolyse von Methan zu Ethin (Acetylen).

  Reinstmetalle

In großtechnischem Maßstab hergestellte Metalle sind in der Regel nicht allzu rein. Diese Reinheit (z.B. 95 - 99 %) reicht für viele technische Anwendungen aus. Höhere Reinheiten kann man auf verschiedenen Wegen erreichen :

  • elektrolytische Raffination, z.B. bei Kupfer
  • Ausnutzung von Transportprozessen, z.B. bei Nickel, Aluminium und Silizium

Rotationsbarriere

Die Rotationsbarriere eines Moleküls ist der Energieunterschied zwischen der energieärmsten und der energiereichsten Konformation des Moleküls.

  Scherkräfte

sind Kräfte, die aus entgegengesetzten Richtungen auf einen Gegenstand wirken. Ein Beispiel.

  Thermodynamisch stabil

Von den Modifikationen eines Stoffes hat bei einer vorgegebenen Temperatur und vorgegebenem Druck eine den niedrigsten Energiegehalt. Sie heißt die thermodynamisch stabilste Modifikation dieses Stoffes. Alle anderen nennt man metastabil. Die metastabilen Modifikationen wandeln sich (wenn auch oft nur mit extrem niedriger Geschwindigkeit) in die thermodynamisch stabilste Modifikation um.

Trimer

Ein Trimer ist ein Molekül, das aus 3 gleichen Molekülen (oder Formeleinheiten bei ionischen Verbindungen) durch Reaktion entstanden ist.

  Valenzelektronen und Valenzschale

Die Valenzschale ist die äußerste Elektronenschale eines Atoms. Die Elektronen auf dieser Schale heißen Valenzelektronen. Nur die Valenzelektronen bestimmen das chemische Verhalten des Atoms.

Viskosität

Beim Fließen einer Flüssigkeit werden einzelne Moleküle der Flüssigkeit gegenüber ihren Nachbarn verschoben. Treten dabei große Kohäsionskräfte auf, fließt die Flüssigkeit nur langsam und zäh, und ihre innere Reibung ist groß. Die Viskosität gibt die Größe dieser inneren Reibung an.

Zum Beispiel haben Glyzerin oder Olivenöl eine viel höhere Viskosität als Wasser.

VRML

VRML (Virtual Reality Modeling Language) ist eine Programmiersprache, mit der man dreidimensionale Szenen (Welten genannt) beschreiben kann. Die Welten des Projektes "Die Struktur der Stoffe" enthalten keine Menschen, Straßen oder Gebäude, sondern Moleküle.

VRML-Browser

Ein VRML-Browser ist ein Programm, um VRML-Welten zu erkunden. Der Benutzer sieht die VRML-Welt, als ob er durch sie hindurchgehen oder -fliegen würde. VRML-Browser sind in der Regel Plugins (Zusatzprogramme) zu den gängigen Internet-Browsern.

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