Stoffe, Schulbuch

Eigenschaften von Stoffen aus Molekülen 19 Alle bei Zimmertemperatur gasförmigen Stoffe bestehen aus kleinen Molekü- len (Ausnahme: Edelgase, die nur aus Einzelatomen bestehen). Stoffe aus grö- ßeren Molekülen sind flüssig oder fest. Normalerweise sind molekulare Stoffe schmelz- und verdampfbar. Man nennt sie daher auch flüchtige Stoffe , weil sie beim Erhitzen verdampfen, also „entfliehen“. Moleküle sind elektrisch nicht geladen und leiten daher den elektrischen Strom nicht. Zum Stromtransport sind bewegliche elektrische Ladungsträger notwendig. Stoffe aus Molekülen finden daher als Isolatoren Verwendung. Sowohl die Luft als auch Kunststoffe sind die wichtigsten Isolatoren in der Elektrotechnik. Die Nichtmetallatome sind nicht alle gleich stark in ihrer Anziehungskraft auf Elektronen. Fluor, Sauerstoff, Stickstoff und Chlor sind die Nichtmetalla- tome mit der stärksten, Wasserstoff ist das Nichtmetall mit der schwächsten Anziehungskraft auf Elektronen. Wenn also im Wasser Wasserstoff mit Sau- erstoff verbunden ist, verliert der Wasserstoff seine Valenzelektronen zwar nicht ganz, wie es ein Metallatom täte, aber die Elektronen des Bindungs- elektronenpaares halten sich näher beim Sauerstoff als beim Wasserstoff auf. Dadurch entstehen elektrische Ladungen im Molekül, allerdings schwächere als bei der Ionenbindung. Das Wassermolekül hat am Sauerstoffende negative und amWasserstoffende positive Teilladungen (Abb. 19.2). Solche Moleküle mit verschieden geladenen Enden nennt man Dipolmoleküle (di = zwei, also ein Molekül mit zwei unter- schiedlichen Seiten = Polen). Stoffe mit Dipolmolekülen nennt man polare Stoffe . Dipolmoleküle ziehen einander stärker an als Moleküle ohne diese Eigenschaften, die man unpolar nennt. Wasserlösliche und wasserunlösliche Stoffe Polare Moleküle haften fest aneinander. Daher haben polare Stoffe hohe Schmelz- und Siedepunkte, sind oft wasserlöslich ( hydrophil ; griech: hydro = Wasser, phil = liebend) und nicht fettlöslich. Unpolare Moleküle haften nur schwach aneinander. Daher haben unpolare Stoffe niedrige Schmelz- und Siedepunkte, sind nicht wasserlöslich ( hydro- phob ; griech: phobos = feindlich) aber oft fettlöslich. Polare Stoffe (zB Salz, Zucker) lösen sich in polaren Lösungsmitteln (zB Wasser), unpolare Stoffe (zB Fett) in unpolaren Lösungsmitteln (zB Benzin). 2.6 Eigenschaften von Stoffen aus Molekülen H O H Abb. 19.2: Im Wassermolekül zieht der Sauerstoff die Elektronen an sich. Abb. 19.1: Gemeinsame Elektronen sind nicht immer gleichmäßig zwischen den betei- ligten Atomen verteilt. Gemeinsame Elektronen H H H Cl ä ä Wasser Ethanol Wasser Benzin polarer Stoff unpolarer Stoff polarer Stoff polarer Stoff Füll je 4 Proberöhren zu ca. 1/3 mit Wasser bzw. Benzin. Nun werden 4 Stoffe auf ihre Löslichkeit in Wasser und Benzin untersucht. Füg dazu in je eine mit Wasser bzw mit Benzin gefüllte Proberöhre a) einige Kochsalzkristalle, b) einige Zucker- kristalle, c) einige Iod-Kristalle und d) einige Tropfen Speiseöl. Verschließ jeweils mit einem Stop- fen und schüttle kräftig. Notier deine Beob- achtungen in nebenstehende Abbildung. Versuch 19.1 Mischbare und nicht mischbare Flüssigkeiten Abb. 19.4: Polare Stoffe vermischen sich. Ein un- polarer Stoff bleibt von einem polaren getrennt. Abb. 19.3: Anziehungskräfte zwischen unpolaren Molekülen und zwischen polaren Mole- külen unpolarer Stoff polarer Stoff geringe Anziehungskräfte hohe Anziehungskräfte Butan Feuerzeuggas Wasser Koch- salz Wasser Benzin Zucker Iod Speiseöl Koch- salz Zucker Iod Speiseöl Atomgitter Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv