Frage von Psychn, 103

Was ist Chemie eigentlich?

Hallo, meine Frage hört sich natürlich sehr umfangreich aber auch "einfach" an. - Chemie ist alles. Aber so richtig verstanden habe ich dieses komplexe Thema nicht. Damit meine ich nicht alles von A-Z, jeden Begriff der damit zu tun haben könnte. Doch warum entstehen Moleküle oder Atome? Warum reagieren manche Stoffe so und manche so? Was für Energien spielen eine Rolle dabei? Ich weiß das sind umfangreiche Fragen.. aber ich hoffe ein Chemiebegeisterter wird die Lust finden mir das ein wenig nahe zu bringen. Das wäre wirklich toll, danke im vorraus.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von OlliBjoern, 26

Moleküle entstehen freiwillig aus Elementen in den Fällen, in denen Energie frei wird und in denen genug Aktivierungsenergie vorhanden ist. Beispiel: Wasser ist ja H2O, es entsteht aus Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) in der Knallgasreaktion. Die Aktivierungsenergie wäre z.B. ein brennendes Streichholz, und die freiwerdende Energie sieht man in der darauf folgenden Explosion.

Atome entstanden schon, bevor die Erde entstand, und zwar aus Elementarteilchen (Protonen, Neutronen, Elektronen).

Stoffe reagieren unterschiedlich, das stimmt. Die Richtung der Reaktion wird von der freiwerdenden Energie bestimmt. Es gibt natürlich eine ganze Menge an Reaktionstypen (vor allem in der organischen Chemie), das kann man nicht mal auf 10 Seiten gut beschreiben, dazu bräuchte man noch viel mehr Platz. Oft spielt die Elektronegativität eine Rolle, Natrium und Chlor bilden freiwillig (und in einer sehr heftigen Reaktion) NaCl (Kochsalz). Chlor liegt dort als Cl(-) vor und Natrium als Na(+).

Ein bisschen zu den Energien habe ich oben geschrieben (Aktivierungsenergie, freiwerdende Energie). Beim Kochsalz spielt noch die Gitterenergie eine Rolle. Diese Gitterenergie merkt man z.B. beim Lösen von bestimmten Salzen in Wasser. Wenn es dabei zu einer Abkühlung kommt, wurde die Gitterenergie aus der Umgebung abgezogen (damit der Kristall sich auflösen kann).

Andere Salze lösen sich unter Erwärmung in Wasser. Es gibt noch die sog. Solvatationsenergie, welche frei wird, wenn sich Ionen mit einer Wasserhülle umgeben.

Protonen und Neutronen sind zwar sehr klein, aber sie bestehen auch aus Teilchen, den sog. "Quarks". Daneben gibt es noch eine Menge anderer Miniteilchen, darunter die sog. "Myonen", sie sind Bestandteil des Teilchenschauers, welcher durch die kosmische Strahlung entsteht. Wenn man Glück hat, sieht man sie als "Störpeaks" in best. Detektoren. Das gehört aber schon eher ins Reich der Physik.

 

Antwort
von implying, 34

https://www.youtube.com/user/TheSimpleChemics/videos

guckst du z.b. videos wie "atome, moleküle und ionen - was ist der unterschied!?"

oder "was sind teilchen!? - teilchenvorstellung"

oder "was ist das periodensystem!? - aufbau und system"

Expertenantwort
von Kaeselocher, Community-Experte für Chemie, 11

Anstatt nun mit einem Haufen Antworten auf deine ganzen Fragen anzukommen kann ich das ganze abkürzen und sagen:

Keine Ahnung.

Nicht, weil ich nichts von der Chemie verstehe, sondern vielmehr, weil es keine andere Antwort gib.t

Die Chemie ist eine Wissenschaft, welche Phänomene beobachtet und sie anschließend unter Zuhilfenahme von Modellen versucht zu erklären. Und weil wir das schon so lange tun sind die Modelle, mit denen wir in der Chemie arbeiten mittlerweile auch relativ gut und erlaube sehr präzise Vorhersagen. Das heißt jedoch mit nichten, dass diese Modelle auch tatsächlich richtig sind. Es hat bislang nur noch niemand etwas besseres gefunden.

Wir können Trends erkennen und extrapolieren und eine Zeitlang klappt es auch ganz gut, bis sich das erste Gegenbeispiel findet. Es ist unmöglich zu sagen, ob wir wirklich wissen, wie eine chemische Bindung zustande kommt, aber wir haben eine recht gute Vorstellung aus quantenmechanischen Rechnungen erhalten mit welchen wir auch gute Verhersagen treffen können.  Aber vielleicht wird eines Tages auch diese Vorstellung von einer noch besseren Betrachtungsweise abgelöst.

Chemie und Physik sind beide ein bisschen wie die Philosophie, wir schauen uns die Welt an und versuchen sie zu beschreiben. Nur fassen wir die Beobachtungen nicht in Worte sondern in Formeln, in der Hoffnung dabei möglichst wenige Fehler zu machen. Wie nahe wir tatsächlich an der Wahrheit sind kann dir aber keiner sagen ;-)

Kommentar von ThomasJNewton ,

Keine Ahnung.

Wir wissen schon, wie das zu werten ist, wenn es aus dem Käsekeller kommt.

Auch wenn ich die Chemie schon eher als konkrete Wissenschaft ansehe, selbst wenn "die Formel" hier noch schwammiger ist als in anderen Wissenschaften.

Antwort
von ThomasJNewton, 15

Wenn du nur nach den Effekten fragst, wirst du nicht zum Kern vordringen.

Die Chemie beschreibt das Verhalten von Elektronen um Kerne.

Nicht mehr und nicht weniger.

Ist also mehr als Physik mit Schwerpunkt, weil es eben auf den Schwerpunkt ankommt, und was dahinter liegt.

Wenn du da angekommen bist, wirst du vielleicht erkennen, dass man sich der Chemie nicht über allgemeine Frage nähern kann.
Weil sie eben die speziellen Themen behandelt, wo man schon wissen muss, was ein f-Orbital oder eine nukleophile Substitution ist.

Chemie ist ein Fach, wo du die Regeln nur über Beispiele lernen kannst.
Oder jedenfalls der Normalmensch, ich kann nicht ausschließen, dass du anders bist.

Die Triebkraft ist natürlich ganz einfach, und das solltest du bereits erkannt haben, wenn du abgehobene Fragen stellst, nach dem Motto "ich will nur die großen Zusammenhänge".

Natürlich ist es die Elektrostatische Anziehungskraft zwischen Kernen und Elektronen, die die Elektronen so dicht an die Kerne ziehen will, wie sie es "wollen" oder "können".

Nur können Elektronen halt nicht alles, was man als Naivmensch so meinen mag.
Wie sie es trotz ihres offensichtlichen Unvermögens trotzdem schaffen, den Kernen nahe zu kommen, und welche Umwege sie dazu einschlagen, das ist Chemie.

Also, wenn du das mitnehmen magst, aus meiner Antwort, also keineswegs einfach, sogar hochkompliziert, wenn man sich näher damit beschäftigt.

Antwort
von stracciatella33, 23

Chemie basiert eigentlich auf der Physik (+ und - ziehen sich an, - und - stoßen sich ab usw..). Und darauf, dass alles (wirklich absolut alles) nach dem energetisch günstigsten (niedrigsten) Zustand strebt. Man kann also sagen, die Natur (nicht im biologischen Sinne!) ist faul und möchte alles so günstig wie möglich haben.

Wenn es aus diesem Blickwinkel also Sinn macht, dass die Elemente A und B zu C und D reagieren, dann werden sie das tun ;) 

Kommentar von ThomasJNewton ,

So recht du hast, so stark sind meine Zweifel, dass du Chemie verstanden hast.

Aber nicht alle Überraschungen sind negativ.

Kommentar von stracciatella33 ,

Hm, das wage ich mal etwas zu bezweifeln - Chemie und deren Mechanismen machen einen großen Teil meines Studiums aus - also eine gewisse Grundahnung von den Prinzipien der Chemie sollte ich da wohl schon haben ;)

Ob die Erklärung oben jetzt ganz richtig bzw vollständig ist, darüber lässt sich sicher streiten, ich habe versucht, es mal so unkompliziert und einfach wie möglich zu formulieren.

Antwort
von BurkeUndCo, 28

Chemie ist die Art von Atomphysik, die von den Physikern nicht mehr genau berechnet werden kann, und die deshalb an die Chemiker zum probieren übergeben wurde.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Ich sehe nur die Ironie, oder triefenden Respekt, ansonsten gäb's mächtig Ärger ;-)

Kommentar von BurkeUndCo ,

Wo soll da die Ironie sein, ich meine das wirklich rein sachlich:

Physik ist die Naturwissenschaft überhaupt . (Punkt).

Innerhalb der Physik gibt es verschiedene Unterkategorien: Atomphysik, Halbleiterphysik, Optik, Astronomie usw. usf. Im ganz engen Sinn (Goethes Faust: Was ist es, was die Welt im Innersten zusammenhält) gibt es natrürlich nur die Elementarteilchenphysik. Aber im Allgemeinen ist die Physik die Naturwissenschaft von Allem, was die Natur ist. Und da gehört die Chemie durchaus als Teilgebiet hinzu. Da aber im Gegensatz zu den meisten Teilgebieten der Physik (inkl. der physikalischen Chemie) viele Aussagen der Chemie eher erprobt und versucht als berechnet werden können, wird die Chemie meist als separate Wissenschaft bezeichnet.

Das geht dann natürlich noch weiter: Alles was Leben inm Sinne von Pflanzen, Tieren etc. ist, beruht auf chemischen Wechselwirkungen und wäre demzufolge ein Teil der Chemie. Da es aber zu kompliziert wäre dieses "Lebnen" auf der Atom- und Molekularebene zu beschreiben, deshalb hat man mit der Biologie eine Wissenschaft benannt, die diese gesamten Lebenseffekte grob vereinfacht und dann auf mindestens Zellebene beschreibt.

.

Und wenn man noch weiter gehen will, dann sind alle sogenannten Sozial-Wissenschaften natürlich auch Untergebiete der Biologie. Und damit Untergebiete der Chemie und der Physik - denn wer wollte bestreiten, dass Menschen ein Teil der Natur sind. Nur wenn man versuchen wollte, menschliches Verhalten, wie Liebe oder Krieg, mit pysikalischen Gesetzen auf der Ebene der Elektronen zu beschreiben, dann wird das doch wirklich zumindest etwas kompliziert.

Antwort
von MotoCraankz, 50

Wissenschaft von den (Grund-)Elementen, ihren Eigenschaften und ihren Verbindungen.

Antwort
von kunibertwahllos, 14

Chemie ist die Lehre der Elemente

Doch warum entstehen Moleküle oder Atome?

--> durch die jeweiligen Eigenschaften er Elemente , gehen Sie dann unterschiedlichste Verbindungen ein

Was für Energien spielen eine Rolle dabei?

--> Alles von Temp, Masse Druck Volumen ..blablabla

Antwort
von TheCookieOfDoom, 34

Chemie basiert im Endeffekt auf der Physik der Teilchen. Um all diese Fragen beantworten zu können musst du dich halt intensiv mit der Wissenschaft befassen, das kann man nicht einfach mal so kurz hinschreiben.

Und wenn du dann noch mehr wissen willst, also was sind den Teilchen konkret, woraus bestehen denn Protonen etc. dann wird es immer interessanter und man driftet ganz schnell in die Quantenphysik und spezielle Relativität ab.

Antwort
von IchHabNeFrage73, 25

Chemie ist die Lehre der Stoffe und Elemente.

Antwort
von Pfadfinder17, 44

Chemie ist die Lehre von allen bekannten Elementen und Molekülen und deren Interaktionen untereinander.L.G.

Antwort
von McXnightman, 26

Chemie ist der Austausch von Elektronen

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