Die Chemie hilft uns, die Eigenschaften und die Zusammensetzung der Welt um uns herum zu verstehen. Hier erfährst du etwas über die Aggregatzustände der Materie und viel über einen bestimmten Zustand (dreimal darfst du raten – er ist weder fest noch flüssig…).
Die Aggregatzustände der Materie
Abhängig von der Temperatur, dem Druck und den Eigenschaften eines Stoffes kann ein Stoff verschiedene physikalische Formen annehmen. Diese physikalischen Formen nennen wir Zustände der Materie. Es gibt drei sehr bekannte Zustände der Materie: Feste, flüssige und gasförmige Stoffe. Es gibt aber auch andere Aggregatzustände. Dazu gehören Plasma (ein Materiezustand, der einem Gas ähnelt, aber frei bewegliche Elektronen und Ionen enthält – Atome, die Elektronen verloren haben) und Bose-Einstein-Kondensate (BECs) (Materiewellen, die bei einigen Arten von Atomen bei sehr kalten Temperaturen auftreten können).
Die Kräfte zwischen Teilchen und der Druck auf Teilchen halten die Teilchen zusammen. Wenn wir die Materie erwärmen (Energie hinzufügen), bewegen sich die Teilchen schneller und neigen dazu, sich auseinander zu bewegen. Diese Bewegung der Teilchen hat einen großen Einfluss auf den Zustand einer Substanz.
Festkörper
In Festkörpern sind die Kräfte, die die Teilchen zusammenhalten, relativ stark, und die Teilchen bleiben sehr nahe beieinander. Die Teilchen können schwingen, aber sie bewegen sich nicht viel. Aus diesem Grund sind Festkörper hart und starr. Auf sich allein gestellt, behalten Feststoffe ihre Form.
Flüssigkeiten
In Flüssigkeiten sind die Kräfte zwischen den Teilchen schwächer als in Feststoffen. Die Teilchen liegen immer noch relativ dicht beieinander, können sich aber frei bewegen. Flüssigkeiten können in einem Behälter herumfließen und haben keine feste Form.
Gase
Gase sind schwer zu beschreiben, weil sie oft unsichtbar sind, aber überall vorkommen. Man kann sie fühlen, wenn zum Beispiel der Wind weht. Manchmal kann man sie auch riechen, z. B. wenn man den Geruch von gekochten Speisen riecht oder wenn sich ein Stinktier geärgert hat. Einige Gase sind wichtig für unsere Gesundheit (z. B. Sauerstoff), während andere tödlich sein können (z. B. Schwefelwasserstoff und Chlor). Vor einer Operation erhalten Sie möglicherweise ein Narkosegas, das Chemikalien enthält, um Schmerzen zu lindern und Sie während des Eingriffs bewusstlos zu machen. Gase sind auch für die Wucht von Explosionen verantwortlich. Sehen wir uns die Gase genauer an.
Gastypen
Es gibt elementare Gase (die aus einem einzigen Element bestehen) und Gase, die Verbindungen sind (die aus mehr als einem Element bestehen). Die Symbole der elementaren Gase können in jedem Periodensystem der Elemente gefunden werden. Sie sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
Diatomisches Gas |
Chemische Formel |
Monatomares Gas |
Chemische Formel |
|
Wasserstoff |
H2 |
Helium |
He |
|
Sauerstoff |
O2 |
Neon |
Ne |
|
Stickstoff |
N2 |
Argon |
Ar |
|
Fluor |
F2 |
Krypton |
Kr |
|
Chlor |
Cl2 |
Xenon |
Xe |
Ein zweiatomiges Gas ist ein Gas, dessen Grundeinheit ein Molekül aus zwei miteinander verbundenen Atomen ist. Ein einatomiges Gas ist ein Gas, dessen Grundeinheit ein einziges Atom ist. Die meisten Gase sind jedoch Verbindungen aus zwei oder mehr verschiedenen Elementen, die chemisch miteinander verbunden sind. Das häufigste davon ist Wasserdampf, H2O. Hier sind die Namen, Formeln und Verwendungen einiger zusammengesetzter Gase:
Gebräuchlicher Name |
Chemische Formel |
Wo man normalerweise findet |
|
Kohlendioxid |
CO2 |
Atmosphäre, Autoabgase, Pop, unsere Lungen |
|
Propan |
C3H8 |
BBQs, Campingkocher, Kraftstoff für einige Fahrzeuge |
|
Methan |
CH4 |
Bestandteil von Treibhausgas Gas und Erdgas |
|
Ammoniak |
NH3 |
Wird zur Herstellung von Düngemitteln verwendet, Reinigungsmittel |