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Chemie Klasse 10 Thema: Intermolekulare Wechselwirkungen/Organische Chemie (OC) BI/SR

Liebe Schülerinnen und Schüler,heute – leider erst Mittwoch, was uns wirklich leid tut - erhaltet Ihr den letzten Teil der Lösungen, sodass Ihr Eure Ergebnisse mit den Lösungen vergleichen und gegebenenfalls noch verbessern könnt. Wir haben uns für diese Woche folgendes Vorgehen überlegt und sind uns bewusst, dass es straff werden kann. Aber wir versuchen es trotzdem: Da Ihr ja sehr viel Stoff selbständig erarbeitet habt und wir im regulären Schulbetrieb nun eine Wiederholungs- und Vertiefungsphase eingebaut hätten, versuchen wir diese jetzt an die derzeitige Situation anzupassen. Dazu bitten wir Euch einige Aufgaben dieses Themenbereichs noch einmal zu bearbeiten, denn es gilt: Um zu merken, wo es noch Fragen gibt, ist es wichtig, dass Ihr versucht, bereits gemachte Aufgaben erneut allein zu lösen. Dann merkt man erst, was bloß aufgefrischt oder von uns Lehrkräften erklärt werden muss. Es ist eigentlich genauso wie bei einer Kursarbeit, vor der Ihr eine Fragestunde vorbereitet. Geht bitte folgendermaßen vor:

1. Die Themen Homologe Reihe, Nomenklatur, Konstitutionsisomerie und Eigenschaften der n-Alkane (z.B. Siedetemperatur) wiederholen – in Form von lesen, schreiben, einprägen.

2. Bearbeitung verschiedener Aufgaben allein und ohne Lösung:(a) Wochenplan vom 23.-30.3.: Aufgabe 3, 4 (homologe Reihe sollte bis Decan auswendig gelernt

werden sowie die allgemeine Summenformel), 5, 6 c-e (b) Wochenplan vom 30.3.-3.4.: Aufgabe 7.1 c +d, 7.2

3. Wenn man bei einer Aufgabe nicht weiterkommt, Ausdruck in Aufgabenstellung aufschreiben und versuchen zu formulieren, was unklar ist.

4. Überprüfung mithilfe der Musterlösung (im Archivordner auf der Homepage zu finden; aber eigentlich in Euren Unterlagen schon vorhanden).

5. Falls die Lösung nicht hilft oder man sie nicht nachvollziehen kann – präzise Fragen notieren. 6. Mindestens 24 Stunden ruhen lassen – wenn es geht! Wir wissen, dass es noch andere Fächer

gibt. Wenn es möglich ist, wäre das optimal – wenn es nicht möglich ist, ist das nicht schlimm. 7. Erneut probieren – wenn dann immer noch Fragen offen sind, diese in einem Word-Dokument

schreiben und an mich ([email protected] ) schicken. Ganz wichtig: Eure Probleme sehen wir nicht. Das heißt, anders als im Unterricht können wir nicht den Knackpunkt nicht selbst erkennen. Deshalb ist es wichtig, dass Ihr um Euch eine genaue Fragestellung – vielleicht auch mit Unterstützung von Skizzen, Formeln, Bildern von Euren Ansätzen etc. – bemüht. Einsendeschluss Samstag, 25. April 12 Uhr.

8. Eine Email schreiben: Betreff eingeben, Anrede, Anliegen schildern, Anredepronomen großschreiben, Grußformel, Anhang nicht vergessen!

Aus den eingehenden Fragen erstellen wir einen Frage-Antwort-Katalog, der von Euch handschriftlich (!) in Eure Unterlagen übertragen wird. Am Montag erhaltet Ihr dann den Katalog. Mitte nächster Woche erhaltet Ihr von uns eine Aufgabensammlung, mit denen Ihr Euer Wissen überprüfen könnt. Bearbeitet diese Aufgaben in 30 min und schickt uns dann die Ergebnisse zu. Nicht nur Ihr könnt so Euren Wissensstand einschätzen, sondern auch wir können über diesen Weg Euren die Effizienz unserer Wochenpläne überprüfen. Ganz wichtig: Es gibt darauf keine Noten! Es ist eine Überprüfung für Euch und für uns und eine Vorbereitung auf etwaige Kursarbeiten.

Material (30. März – 3. April)

1

mailto:[email protected]


Aufgabe Hilfsmittel/Material

Abgabetermin

Eigenschaften der AlkaneSiedetemperaturen der Alkane

Material 6.1, BuchVideo-Links

-

Eigenschaften der AlkaneDomino zu Alkanen in die richtige Reihenfolge bringen

Material 6.2,BuchVideo-Links

-

7. Eigenschaften der Alkane

Buch: S. 66, 67Link: https://www.youtube.com/watch?v=vt4e-z4c_Q4&list=PLlxOW5VSfflN-oLME1UaU7YrwSXwu36QA&index=4 (00:33-02:15)

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https://www.youtube.com/watch?v=vt4e-z4c_Q4&list=PLlxOW5VSfflN-oLME1UaU7YrwSXwu36QA&index=4



7.1 Siedetemperaturen der Alkane

In nachfolgender Tabelle sind die Siedetemperaturen verschiedener Alkane verzeichnet.

Tabelle 1: Siedetemperaturen der Alkane

a) Gib je zwei Alkane an, die bei

Raumtemperatur gasförmig

bzw. flüssig bzw. fest sind.

Alkane, die bei Raumtemperatur (RT) gasförmig sind: Methan, Ethan, Propan, Butan

Alkane, die bei RT flüssig sind: Pentan bis Heptadecan (C17H36)

Alkane, die bei RT fest sind: ab Octadecan (C18H38)

b) Zeichne ein Diagramm, aus dem die Abhängigkeit der Siedetemperatur von der Kettenlänge

ersichtlich wird.

Hinweis: Trage die Siedetemperaturen gegen die Kettenlänge in einem Diagramm auf, d. h.

die Siedetemperaturen sind die y-Werte und die Kettenlänge die x-Werte.

c) Beschreibe den Trend der gezeichneten Kurve und ziehe daraus Schlüsse für den

Zusammenhang von Kettenlänge und Siedetemperatur.

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Name Siedetemp. (°C)Methan -162Ethan -89Propan -42Butan -1Pentan 36Hexan 69Heptan 98Octan 126Nonan 151Decan 174


Die Kurve steigt an. Daraus kann geschlossen werden, dass die Höhe der Siedetemperatur von der Anzahl an C-Atomen in einem Molekül abhängt. Dafür kann folgender Zusammenhang formuliert werden: Je höher die Anzahl der C-Atome bei den n-Alkanen ist, desto höher ist die Siedetemperatur.

d) Erklären den Verlauf der Siedetemperaturen mit Hilfe von zwischenmolekularen Kräften.

Die C-H-Bindungen der Alkanmoleküle weisen nur eine sehr geringe Polarität auf. Dies liegt daran, dann die Differenz der Elektronegativitäten nur 0,14 beträgt. Da Wasserstoff- oder benachbarte Kohlenstoff-Atome in einem Tetraeder um die Kohlenstoffatome angeordnet sind, haben Alkanmoleküle keinen Dipolcharakter. Das bedeutet, dass sie nach außen hin unpolar sind und sich folglich nicht gegenseitig anziehen müssten. Die dennoch vorhandenen Anziehungskräfte zwischen den Molekülen haben folgende Ursache: In einem Molekül sind die Elektronen nicht immer gleichmäßig verteilt. Spontan kann es zu Ladungsverschiebungen und damit zu kurzzeitig existierenden „spontanen“ Dipolen kommen. Diese Dipole wirken auf die Elektronenhüllen der benachbarten Moleküle ein, die dadurch polarisiert werden. Sie sind damit zu sogenannten „induzierten Dipolen“ geworden, die sich gegenseitig anziehen. Diese Art von Anziehungskräften nennt man London-Kräfte (auch: Van-der-Waals-Kräfte). Je länger die Kette der Kohlenstoffatomen, desto größer ist die Oberfläche der Alkane. Die Oberfläche bedingt eine größere Reibungsfläche zwischen den Molekülen. So können häufiger spontane Dipole entstehen. Können wiederum mehr spontane Dipole entstehen, können mehr Dipole in Nachbarmolekülen induziert werden. So werden bei Molekülen mit großer Oberfläche stärkere London-Kräfte ausgebildet, als bei Molekülen mit einer kleinen Oberfläche. Je stärker die London-Kräfte, desto stärker die Anziehungskraft der Moleküle untereinander, desto höher also die Schmelz- bzw. Siedetemperatur, um die Anziehungskräfte durch thermische Energie aufzuheben.

8. Einfluss der Verzweigungen der Alkanmoleküle auf die Siedetemperaturen

Buch: S. 66, 67Link: https://www.youtube.com/watch?v=vt4e-z4c_Q4&list=PLlxOW5VSfflN-oLME1UaU7YrwSXwu36QA&index=4 (02:15-02:58)

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2-Methyl-butan und 2,2-Dimethyl-propan sind Isomere des Pentans. Die Moleküle dieser drei Stoffe

unter- scheiden sich u. a. in ihrer Oberfläche. Je kugelähnlicher ein Molekül, desto kleiner ist seine

Oberfläche.

Aufgabe:

a) Schneide die untenstehenden Felder aus und ordne sie nach fallender Siedetemperatur in die

Tabelle ein.

Lösung:

b) Erläutere den Zusammenhang zwischen der Oberfläche dieser Moleküle und den Siedetemperaturen der drei Stoffe.

Pentan hat die größte Oberfläche und daher auch die höchste Siedetemperatur. Die Oberfläche nimmt von 2- Methyl-butan zu 2,2-Dimethyl-propan weiter ab, wodurch die Van-der-Waals-Kräfte

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geringer werden. Die Siedetemperaturen von 2,2-Dimethyl-propan ist also geringer als die von 2-Methyl-butan, die wiederum geringer ist, als die Siedetemperatur von Pentan.

c) Stelle das Zustandekommen der zwischen den Molekülen herrschenden Wechselwirkungen in einem Modell dar. Nimm dazu das im Unterricht erarbeitete Schaubild zur Hilfe.

Lösung:

Plus: Zeichnung aus dem Unterricht! Schaubild zu intermolekularen WW – dort wird die Entstehung der London-Kräfte schematisch gezeigt.

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