770100 Allgemeine und anorganische Chemie (AW)

Art
Vorlesung
Semesterstunden
2
Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Hofbauer, Stefan , Obinger, Christian
Organisation
Angeboten im Semester
Wintersemester 2024/25
Unterrichts-/ Lehrsprachen
Deutsch
Lehrinhalt

Die Vorlesung wiederholt die Grundlagen des Atombaus (Proton, Elektron, Neutron, Ordnungszahl, Massenzahl, Isotope) und des Welle-Teilchendualismus der Materie. Nach Entwicklung des Bohr-Sommerfeld'schen Atommodells, wird das quantenmechanische Atommodell präsentiert (Atomorbitale, Quantenzahlen) und das Aufbauprinzip des Periodensystems (Gruppen, Perioden, Valenzelektronenkonfiguration) dargestellt. Nach erfolgter Einteilung in Metalle, Metalloide und Nichtmetalle, werden dann bereits erstmals typische Eigenschaften und Reaktionen von Metallen und Nichtmetallen aufgezeigt, die sich aufrund der Stellung dieser Elemente im Periodensystem ergeben.
Die folgenden Einheiten diskutieren, wie Moleküle entstehen, d.h. nach welchen Kriterien chemische Bindungsbildung zustande kommt. Die Ionen-Bindung und die kovalente Bindung werden beschrieben, ebenso Regeln für das Erstellen von einfachen anorganischen Formeln (Lewis'sche Darstellung, Oktettregel, Formalladung, Resonanz usw.). Die Bedeutung wichtiger Begriffe wie Elektronegativität, Polarisierbarkeit, Stärke und Länge einer chemischen Bindung wird anhand vieler Beispiele diskutiert. Nach der Einführung der Regeln für das Zustandekommen der dreidimensionalen Struktur einfacher anorganischer Verbindungen, werden moderne Theorien zur chemischen Bindungsbildung kurz qualitativ vorgestellt (Valenzbindungs- und Molekülorbitaltheorie).
Nach der Einführung der Nomenklatur einfacher ionischer und kovalenter anorganischer Verbindungen, werden grundlegende Begriffe wie Dichte, Mol, Molare Masse, Stoffmengenkonzentration, Molenbruch und ihre Bedeutung im Laboralltag (Herstellen und Verdünnen von Lösungen) erklärt. Die Verbrennungsanalyse zur Erstellung einer chemischen Summenformel und die UV-Vis-Spektroskopie werden vorgestellt. Die richtige Darstellung und Bilanzierung von chemischen Reaktionen (Reaktionsstöchiometrie, Reaktionsausbeute) führt schließlich zur Einführung der Begriffe chemisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz und (chemische) Katalyse.
Nach dem Kapitel über die exakte Formulierung und Bilanzierung chemischer Redox-Reaktionen (Oxidation, Reduktion, Spannungreihe der Metalle, Korrosion) werden wichtige Begriffe wie Löslichkeit, Elektrolyt, Säure, Base, pH-Wert, Salz(e), saure und basische Oxide anhand zahlreicher Alltagsbeispiele (z.B. saurer Regen) erklärt.
Lehrziel

Ziel dieser Vorlesung ist die Vermittlung eines Überblicks der Allgemeinen und Anorganischen Chemie, die Herausarbeitung grundlegender Prinzipien und deren logischer Ordnung. Nach Absolvierung verstehen Studierende das Aufbauprinzip des Periodensystems und können aufgrund der Stellung eines Elements Reaktion und Bindungsbildung mit anderen Reaktionspartnern vorhersagen. Weiters können Studierende einfache anorganische Verbindungen exakt benennen und Formeln richtig zu Papier bringen. Studierende sind nun fähig Reaktionsgleichungen richtig anzuschreiben und für jede Reaktion das Massenwirkungsgesetz zu formulieren. Sie sind weiters mit Begriffen wie Oxidation und Reduktion, Säure und Base, pH-Wert und Salz vertraut und wissen mit diesen bei praktischen Fragestellungen umzugehen. Weiters lernen Studierende grundlegende Begriffe (z.B. Stoffmenge, Stoffmengenkonzentration usw.) und Handgriffe des Laboralltags, wie das exakte Herstellen und Verdünnen von Lösungen, die Ermittlung der Summerformel einer chemischen Verbindung oder die Berechnung der Reaktionsausbeute.
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