woher weiß man, wie man Elemente zum reagieren bringt?

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Man spricht da von Reaktionsmechanismen. Die sind vielfach um so weniger intuitiv verständlich, je weniger Voraussetzungen und Vorwissen man mitbringt. Das ist Chemie für sehr weit Fortgeschrittene. Man darf dabei zu keiner Zeit vergessen, dass die ganzen "Gesetze" letztlich nichts anderes sind als Modelle, mit denen Wissenschaftler versuchen, experimentelle Beobachtungen zu erklären und Voraussagen zu treffen. Das ist das eine.

Das andere ist, dass die Betrachtung der Energie bei einer Reaktion exakt genau so wichtig ist wie die Betrachtung der Atome und ihrer Bindungen. Sobald man die Energie vernachlässigt, wird man vor die Wand laufen.

Eine solche Beobachtung wäre, dass Sauerstoff und Stickstoff selbst unter extrem hohen Drücken nicht spontan miteinander reagieren. Kann man an jedem Kompressor sehen. Luft ist ein Gemisch aus Stickstoff, Sauerstoff und ein paar unwichtigen Verunreinigungen ;-) Man kann Luft auf 350 bar und mehr komprimieren, ohne dass der Stickstoff spontan zu brennen anfinge.

Stickoxide entstehen aus den Elementen dagegen unter speziellen Bedingungen durchaus, etwa bei Blitzen oder im Verbrennungsmotor.

Diese und womöglich weitere Beobachtungen führen zu einem Modell, in dem die Edukte der Stickoxidbildung auf bestimmten Energieniveaus liegen und das Produkt auf einem anderen, und zwischen den beiden Niveaus liegt noch ein ziemlich steiler Energie-Buckel namens Aktivierungsenergie. In welcher Form dieser überwunden werden kann, hängt dann von noch viel detaillierteren Betrachtungen und Modellen ab, worin dann auch die räumliche Molekülgestalt, die ganzen Bindungen, Orbitale und dergleichen einfließen.

In diesem Beispiel kann man sich vorstellen, dass zu einer einfachen Reaktion zwischen Stickstoff und Sauerstoff eine Kollision zwischen einem N2-Molekül und einem O2-Molekül erforderlich wäre, bei der mindestens alle Bindungen zwischen den beiden O-Atomen zerbrechen und womöglich auch welche zwischen den beiden N-Atomen, und die Atome sich anschließend zu einem N2O-Molekül umordnen, während das verbliebene O-Radikal wegfliegt und sich einen anderen Reaktionspartner sucht. Offensichtlich passiert das aber bei Kollisionen nicht, denn durch eine adiabatische Druckerhöhung allein (also in einem geschlossenen System ohne Austausch von Wärmeenergie) tritt diese Reaktion "nicht" ein. Die kompakten N2- und O2-Moleküle sind einfach zu hart und stabil, um bei läppischen Kollisionen auseinander zu platzen.

(In "Wirklichkeit" (haha) kommt das mit dem Gleichgewicht dazu und es ist alles viel komplizierter, aber der Reihe nach ;-)

Mit Aktivierungsenergie jedenfalls tritt die Reaktion dann ein. Das kann man sich im Modell so erklären, dass so ein elektrischer Funken Aktivierungsenergie die Bindungen vor der Kollision bereits wie ein Plasmaschneider auftrennt, so dass die entstehenden Radikale bei der Kollision nur noch neue Bindungen eingehen müssen. Statt harter fester N2- und O2-Moleküle fliegen "geschmolzene" N- und O-Radikale durch die Gegend und bleiben an allem kleben, das sie treffen.

Ob das tatsächlich ein radikalischer Mechanismus ist und wie das konkret abläuft, müsste man dann weiter prüfen, indem man versucht, Vorhersagen aus dem Modell zu gewinnen und dann zu versuchen, sie durch Beobachtungen zu bestätigen.

Bei der Reaktion von Ammoniumnitrat dagegen kann man sich das so vorstellen, dass das eine ohnedies recht instabile Verbindung ist, die sich aus geladenen Untermolekülen zusammensetzt, nämlich dem Nitrat-Ion und dem Ammonium-Ion. im Nitrat ist der Stickstoff an drei Sauerstoff-Rüpel gebunden, mit denen man sich eigentlich die Bindungselektronen gerecht teilen wollte, aber die jetzt gemeinerweise alle stärker daran zerren als der Stickstoff. Währenddessen lässt der Stickstoff auf der anderen Straßenseite im Ammonium seinerseits den Rüpel raushängen und treibt das gleiche Spiel mit drei kleinen Wasserstoffen, die er locker in Schach hält. Aber dabei steigt ihm der negative Ladungsüberschuss halt etwas zu Kopf. Ein Rezept für ein betrunkenes Desaster, das bereits beim geringsten Anlass dann auch vom Zaun bricht. Die instabilen Ionen tragen in sich nämlich schon die Grundzüge der kleineren, stabileren Produkt-Moleküle: Der Nitrat-Stickstoff IST bereits an zwei O2-Moleküle gebunden und der Ammonium-Stickstoff bereits an zwei Wasserstoffe. Alles, was sie tun müssen, ist die überschüssigen H- und O-Idioten loswerden, die nichts als Ärger machen, und diese ihrerseits ihr eigenes Molekül aufmachen lassen, dann hat jeder seine Ruhe (aka einen energetisch stabilen Endzustand.)

All das ist physikalische Chemie (PC), das ist echt was für Freaks. Und wenn dich das interessiert, kann ich nur dazu raten: Kauf Dir das einschlägige PC-Lehrbuch (Atkins), es ist vergleichsweise anschaulich, soweit das bei PC möglich ist. Und zwar möglichst im englischen Original. Man lernt Englisch für Chemiker (braucht man eh) und man spart sich die deutsche Fehlübersetzung des Elektrochemie-Kapitels.

Ok danke für die info, die viele zeit und den stern:) ich werde mir das buch kaufen:))

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Wir haben in Chemie gerade Atome und wir müssen dort extrem viel Grundwissen über Atome aneignen (z.B. Sauerstoff kommt in der Natur immer als 2-atomig vor; Satz von der Erhaltung der Masse; 3 Sauerstoff Atome sind Ozon; Sauerstoff ist immer 2 Wertig;...) Ja und dann musst du auf die Wertigkeit achten, da es Atome gibt, die ihre Wertigkeit verändern und so.

Musst du richtig lernen, und eigne dir bloß nichts falsches an!

Danke:) in welcher klasse lernt man das

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Also ich bin Realschule Klasse 8, aber im Mathezweig. In den anderen Zweigen erst in der 9.

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woher weiß man, wie man Elemente zum reagieren bringt?

Chemie: Nur durch das Experiment.

Aber wenn ich eine formel sehe wie z.B. n2o denke ich einfach nur: 2stickstoffatome hängen an 1sauerstoffatom.

Dies beschreibt nicht die chemischen Bindungen im Distickstoffmonoxid.

Gibts da irgendwelche regeln oder sind alle reaktionswege lernsache?

Regeln gibts da schon, und dazu noch mehr Ausnahmen. Ich nehme da gern folgendes Beispiel: Lithium reagiert problemlos mit Stickstoff zum Nitrid. Für Natrium und Kalium ist Stickstoff aber ein geeignetes Schutzgas, der Weg zum Natrium- oder Kaliumnitrid führt über die Reaktion von Natrium bzw. Kalium mit Ammoniak.

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