Wichtige Elemente und Veebindungen

Was sind Fullerene und welche Eigenschaften haben sie?

Fullerene sind eine allotrope Form von Kohlenstoff, bei der die C-Atome hohle Käfigstrukturen bilden, meist aus Fünf- und Sechsecken (z. B. C₆₀ – „Fußballmolekül“).

Sie sind elektrisch leitfähig, reaktionsfreudiger als Graphit oder Diamant 

Welche besonderen Eigenschaften hat Wasser aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen?

-> besteht aus einem Sauerstoffatom, an das zwei Wasserstoffatome polar gebunden sind. Zwischen den Wasserstoffatomen liegt ein Winkel von 104,45° vor. Zwischen den Molekülen bilden sich relativ starke Was-serstoffbrücken aus, die für die besonderen Eigenschaften von Wasser verantwortlich sind

Schmelzpunkt bei O grad, Hoher Siedepunkt (100 °C), hohe Wärmekapazität, Dichteanomalie des Wassers (höchste Dichte bei 4 °C, geringstes Volumen), gute Löslichkeit für polare Stoffe

Wieso schwimmt Eis auf Wasser?

Wenn Wasser gefriert, ordnen sich die Wassermoleküle in einer kristallinen Struktur an, die durch Wasserstoffbrückenbindungen stabilisiert wird. Diese Struktur hat viele Zwischenräume – das bedeutet, die Moleküle liegen weiter auseinander als im flüssigen Zustand.

Dadurch nimmt Eis mehr Volumen ein, obwohl die Masse gleich bleibt → die Dichte (Masse/Volumen) nimmt ab

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Weil Eis also leichter als Wasser gleicher Menge ist, schwimmt es

Warum ist Wasser ein gutes Lösungsmittel für polare Stoffe?

Weil es ein Dipolmolekül ist und starke Wechselwirkungen mit anderen polaren Molekülen und Ionen eingehen kann (Hydratation)

Was passiert bei Wasser zwischen 0 °C und 4 °C mit Volumen und Dichte? (Dichteanomalie)

Zwischen 0 °C und 4 °C nimmt die Dichte zu, obwohl die Temperatur steigt.

→ Volumen nimmt ab, Teilchen ordnen sich dichter an.

→ Bei 4 °C hat Wasser die höchste Dichte.

→ Das ist die Dichteanomalie – untypisch im Vergleich zu den meisten anderen Stoffen

Wie verändert sich Dichte und Volumen von Wasser bei steigender Temperatur über 4 °C?

Ab 4 °C gilt wieder das normale Verhalten:

→ Temperatur steigt

→ Volumen nimmt zu

→ Dichte nimmt ab

→ Teilchen bewegen sich schneller und entfernen sich voneinander