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Der BORN-HABER-Kreisprozess ist nach den deutschen Forscher MAX BORN und FRITZ HABER benannt worden. Er ist ein Spezialfall des aus der Thermodynamik bekannten Satzes von HESS und dient der Berechnung von experimentell nicht oder nur schwer zugänglichen Energien. Mit dem BORN-HABER-Kreisprozess können beispielsweise Gitterenergien von Salzen oder Elektronenaffinitäten von Elementen auf mathematischem Wege ermittelt werden.

* 11.12.1882 in Breslau
† 05.01.1970 in Göttingen

MAX BORN war ein deutscher Physiker. Er gilt als einer der bedeutendsten Forscher und Wegbereiter der modernen theoretischen Physik. Neben seinen Arbeiten zur Festkörperphysik, insbesondere zur Gittertheorie von Kristallen, befasste er sich mit der Relativitätstheorie und der elektromagnetischen Wellentheorie des Lichtes. 1954 erhielt MAX BORN gemeinsam mit W. W. G. BOTHE den Nobelpreis für Physik für seine Beiträge zur Kristallphysik und die Interpretation der Quantenmechanik.

* 23.08.1933 in Alice (Texas)

Robert Curl ist ein amerikanischer Chemiker. Er erforschte die Struktur von Siliciumverbindungen und befasste sich mit der Spektralanalyse.
Gemeinsam mit seinen Kollegen Richard Smalley und Harold W. Kroto erhielt er 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung einer neuen Modifikation von festem Kohlenstoff, in der die Atome zu polyederartigen Hohlkörpern mit fünf- und sechseckigen Seitenflächen verknüpft sind, den Fullerenen.

Das Elektronenpaarabstoßungsmodell ist ein sehr einfaches Hilfsmittel zur Bestimmung der räumlichen Struktur von Molekülverbindungen der allgemeinen Zusammensetzung ${\text{AB}}_{\text{x}}$ mit x = 1 bis 6. Dabei geht man zweckmäßigerweise in folgenden Schritten vor:

Das Elektronenpaarabstoßungsmodell ist nur auf kovalente Verbindungen, nicht auf Ionen- und nur eingeschränkt auf Komplexverbindungen anwendbar.

Feststoffe können sehr unterschiedliche Eigenschaften haben, was sich auf die Bindungsverhältnisse zurückführen lässt. Abhängig von der Art der chemischen Bindung im Kristall gibt es unterschiedliche Arten von Strukturen. Bei Metallen kommen beispielsweise andere Strukturtypen vor als bei Ionenverbindungen oder bei Molekülverbindungen. Doch auch innerhalb einer Bindungsklasse, beispielsweise bei den Ionenverbindungen, gibt es verschiedene Gittertypen, d. h. die Ionen sind auf unterschiedliche Weise im Kristall angeordnet.

* 09.12.1868 in Breslau
† 29.01.1934 in Basel

FRITZ HABER, Sohn eines jüdischen Kaufmanns, machte sich insbesondere um die Ammoniaksynthese verdient. Hier gelang es ihm nach umfangreichen Arbeiten, eine halbtechnische Anlage für die Ammoniaksynthese zu errichten. Daneben beschäftigte er sich mit der Entwicklung von chemischen Kampfstoffen und leitete auch den ersten Giftgaseinsatz im ersten Weltkrieg. Nachdem er 1933 Deutschland verlassen musste, starb er ein Jahr später in Basel.

Eine Hypothese ist immer dann zu entwickeln, wenn ein Problem vorliegt, dessen Lösungsweg noch unbekannt ist. Das Aufstellen von Hypothesen und daraus abgeleiteten Fragestellungen sowie die Planung von Experimenten zur Beantwortung dieser Fragen setzen ein hohes kreatives Potenzial des Chemikers voraus. Die experimentelle Überprüfung von Hypothesen spielt eine zentrale Rolle im Erkenntnisprozess, sowohl im Chemieunterricht als auch in der chemischen Forschung.

Einfachen Laborsynthesen bekannter Verbindungen, wie Essigsäureethylester, oder qualitativen und quantitativen Analyseverfahren gehen keine hypothetischen Überlegungen voraus.

Kohlenstoff ist ein Nichtmetall, das u. a. als Grafit oder Diamant vorliegen kann. Weitere Modifikationen (Fullerene, Nanoröhren) sind bekannt. Kohlenstoff liegt auch in Form von Kohle (Stein-, Braunkohle) oder als Ruß vor. Besonders umfangreich ist die Chemie der Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindungen. Kohlenstoff bildet überwiegend kovalent aufgebaute Verbindungen. Kohlenstoff ist in der Lage vielgestaltige Ketten und Ringe zu bilden.

* 07.10.1939 in Wisbech (Cambridgeshire)

Harold Kroto ist ein britischer Chemiker. Er forscht und lehrt an der Universität in Sussex.
Gemeinsam mit seinen Kollegen Robert F. Curl und R. Smalley erhielt er 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung einer neuen Modifikation von festem Kohlenstoff, in der die Atome zu polyederartigen Hohlkörpern mit fünf- und sechseckigen Seitenflächen verknüpft sind, den Fullerenen.

Metalle sind sich in ihren Eigenschaften sehr ähnlich, sie leiten beispielsweise alle den elektrischen Strom und sind verformbar.
Was die Anordnung der Metallatome im Metallgitter angeht, gibt es jedoch Unterschiede zwischen verschiedenen Metallen, d. h. die Metallatome sind in unterschiedlicher Weise räumlich angeordnet.
Man unterscheidet im Wesentlichen drei Gittertypen: Die hexagonal dichteste Kugelpackung, die kubisch dichteste Kugelpackung und die kubisch innenzentrierte Kugelpackung.

Lithium ist das unedelste Element. Es ist ein reaktionsfreudiges Alkalimetall. Es bildet überwiegend ionische Verbindungen in denen es als -Ion vorliegt. Metallorganische Verbindungen z. B. Methyllithium, sind auch bekannt.
Lithiumverbindungen färben die Brennerflamme tiefrot.

Vor nicht allzu langer Zeit kannte man nur zwei Zustandformen (Modifikationen) des Kohlenstoffs – Grafit und Diamant. Diese beiden Stoffe sind sehr gut untersucht, ihr Bau ist bekannt und die Palette der Verwendungsmöglichkeiten ausgereizt. Der elementare Kohlenstoff wurde für Wissenschaftler erst wieder am Ende des letzten Jahrtausends richtig interessant, als neue Strukturen des Kohlenstoffs gefunden und hergestellt werden konnten. Dazu gehören die kugelförmigen Fullerene und kleine zylinderförmige Kohlenstoffmoleküle mit einem Durchmesser von nur einem Nanometer. Insbesondere die Nanotubes könnten sehr stabile Carbonfasern liefern oder als Speicher für Wasserstoffmoleküle dienen und auf diese Weise bei der Umsetzung wichtiger Schlüsseltechnologien eine Rolle spielen.

* 28.02.1901 in Portland,
† 19.08.1994 in Californien

Der zweifache Nobelpreisträger LINUS CARL PAULING wurde am 28. Februar 1901 in Portland, Oregon geboren. Große Verdienste erwarb er sich um die molekularbiologische Untersuchung der Sichelzellenanämie (auch Sichelzellanämie) und schuf die gedankliche Grundlage für die Aufklärung der Struktur der DNS. Für die Chemie von besonderer Bedeutung war seine Klassifizierung zur Unterscheidung der drei Verbindungstypen. PAULING engagierte sich gegen die Tests von Atomwaffen und führte den Begriff der orthomolekularen Medizin ein. Von Bedeutung ist auch die von ihm entwickelte Therapie zur Behandlung koronarer Herzerkrankungen ohne Chirurgie. PAULING starb 93-jährig am 19. August 1994 auf seiner Ranch in Californien.

* 06.06.1943 in Akron (Ohio)
† 28.10.2005

RICHARD SMALLEY ist ein amerikanischer Chemiker. Er beschäftigt sich mit Quantenchemie, der Herstellung organischer Polymere und den Modifikationen des Kohlenstoffs.

Gemeinsam mit seinen Kollegen ROBERT F. CURL (geb. 1933) und HAROLD W. KROTO (geb. 1939) erhielt er 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung einer neuen Modifikation von festem Kohlenstoff, in der die Atome zu polyederartigen Hohlkörpern mit fünf- und sechseckigen Seitenflächen verknüpft sind, den Fullerenen.

* 23.11.1837 in Leiden
† 08.03.1923 in Amsterdam

Er war ein niederländischer Physiker, der sich vor allem mit Flüssigkeiten und Gasen beschäftigte. Seine wahrscheinlich bedeutendste wissenschaftliche Leistung war die Aufstellung einer Gleichung für reale Gase, die heute die Bezeichnung van der waalssche Zustandsgleichung trägt. Für seine wissenschaftlichen Leistungen wurde er 1910 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Wasser ist das am häufigsten vorkommende Oxid, das in der Natur in allen drei Aggregatzuständen anzutreffen ist. Das Gesamtwasservolumen der Erde wird auf 1,454 Mrd. km³ geschätzt. Nur 2,47 % davon sind Süßwasser.
Aufgrund seiner chemischen Bindungsverhältnisse weist Wasser einige außergewöhnliche Eigenschaften auf, die man als Anomalie des Wassers bezeichnet. Dazu gehören der flüssige Aggregatzustand des Wassers unter Normalbedingungen, die Dichteanomalie und die besonderen Strukturen von Eis. Die Anomalie des Wassers ist nicht nur für geologische Prozesse (Erosion), sondern auch für die Speicherung von Wärme in den Weltmeeren und für die Erhaltung des ökologischen Gleichgewichts in Gewässern von enormer Bedeutung.

Wasserstoffbrückenbindungen und verschiedene Arten von VAN-DER-WAALS-Wechselwirkungen fasst man unter dem Begriff zwischenmolekulare Wechselwirkungen zusammen. Insbesondere Wasserstoffbrückenbindungen spielen eine bedeutende Rolle in der Natur. So ist die für die Entwicklung des Lebens auf der Erde wichtige Anomalie des Wassers maßgeblich auf Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen zurückzuführen. Auch die Struktur von Proteinen und die sichere Speicherung der Erbinformation hängen von dieser besonderen Wechselwirkung zwischen Teilchen ab.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Chemische Bindung und Wechselwirkungen zwischen Teilchen“.

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Bei der Verbrennung von Treibstoff im Zylinder eines Motors entstehen Auspuffgase, die Umweltschadstoffe enthalten. Um den Ausstoß der im Abgas enthaltenen Schadstoffe zu verringern, werden Katalysatoren eingesetzt.
Der Katalysator ist in den Auspuff eines Fahrzeugs eingebaut. Er besteht aus einem Keramikkörper, der von einem Blechmantel umgeben ist. Der Keramikkörper besitzt feine Kanäle in der Längsrichtung zum Auspuff.

Auf den mit Aluminiumoxid beschichteten Keramikkörper wird der eigentliche Katalysator, die Edelmetalle Platin, Rhodium und Palladium, aufgetragen.

Akkumulatoren (Akkus) sind wieder aufladbare elektrochemische Zellen. In ihnen ist elektrische Energie gespeichert. Sie sorgen als Spannungsquellen für den Antrieb in elektrischen Stromkreisen. Die Wirkungsweise von Akkumulatoren basiert auf elektrische Leitungsvorgänge in Flüssigkeiten und elektrochemische Reaktionen. Die erste Form eines Akkumulators wurde von JOHANN WILHELM RITTER im Jahre 1803 in Jena gebaut. Ein Akkumulator besteht aus 6 zusammen geschalteten gleichen Zellen.