Allgemeine und Anorganische Chemie (AC1)

Didaktische Standards

Atom- und Molekülmasse

Mr ist die relative Atom- oder Molekülmasse, sie ist das dimensionslose Vielfache der Masse eines 1/12 12C. Wir weisen auf u und Dalton hin, benutzen sie aber nicht.

M ist die Molmasse, sie wird in g mol−1 angegeben.

Konzentrationen und MWG

c(X) ist die Konzentration einer Spezies in mol L−1. Die Gesamtmenge von Spezies einer Gruppe, oft die eingesetzte Ausgangskonzentration, ist c0(Y); Beispiel Schwefelsäure:

c0(H2SO4) = c(H2SO4) + c(HSO4) + c(SO42−).

[X] ist wie c die Konzentration einer Spezies X, jetzt aber als das dimensionslose Vielfache einer Standardkonzentration; letztere ist bei löslichen Substanzen in der Regel 1 mol L−1.

pH = −lg c(H3O+)

geißeln wir als falsch (Holleman-Wiberg) und

pH = −lg c(H3O+)
mol L−1

ist unnötig kompliziert (alle 3 empfohlenen Lehrbücher). Stattdessen benutzen wir

pH = −lg [H3O+]

Ganz ungeschoren kommen wir allerdings nicht davon. Da für die Gesamtkonzentration nichts als c0 üblich ist, müssen wir beim „Mischen“ der [X]- und c(X)-Schreibweise dann doch etwas steif formulieren:

pH = ½ (pKS − lg c0/mol L−1)

Die Säurekonstante heißt KS (alle empfohlenen Lehrbücher), wir weisen auf den Gebrauch von KA im Rest der Welt hin. Beim Löslicheitsprodukt sind die Bücher uneinheitlicher, L und KL geht beides. Wir machen es auch so, damit niemand meint, dass es hier einen Standard gäbe.

Quantenzahlen

Die Orientierungsquantenzahl nennen wir ml (Mortimer: m), die magnetische Spinquantenzahl ms (Mortimer: s). Die meisten Lehrbücher scheinen beim Elektronenspin zwischen s = ½ (Spinquantenzahl) und ms = −½ oder +½ (magnetische Spinquantenzahl) zu unterscheiden. Wir tun dies auch, so dass ein Elektron charakterisiert ist durch n, l, ml und ms. Wir können ms wohl einfach Spinquantenzahl nennen.

Ladungen

Gemäß IUPAC werden Oxidationszahlen im Stil: +III, ±0, −½, −II wiedergegeben (man beachte die Verwendung arabischer Zahlen bei gebrochenen Oxidationszahlen und der Null), Ionenladungen im Stil 3+, 2−, Partialladungen wie üblich δ+ und δ−. Formalladungen bekommen einen Kringel, damit niemand ein „−“ in einer Formel für ein freies Elektronenpaar hält.

Zur Bestimmung von Oxidationszahlen bei organischen Verbindungen werden C–H-Bindungen trotz der kleinen Elektronegativitätsdifferenz heterolytisch gespalten; Ameisensäure ist dann eine Kohlenstoff(II)-Verbindung.

Oktettregel

Nichtmetallchemie ist eine s-p-Chemie ohne nennenswerte d-Orbitalbeteiligung. Wir beachten daher die Oktettregel auch bei den Elementen der höheren Perioden. Ein Nachteil, der dabei in Kauf zu nehmen ist: Moleküle wie SO2 benötigen 2 mesomere Grenzformeln.

Nomenklatur

Wir sagen Chlorwasserstoff und Schwefelwasserstoff und nicht Hydrogenchlorid und Hydrogensulfid. Das H3O+-Ion ist das Oxonium-Ion. Wir beachten die neuen IUPAC-Regeln für anionische Liganden: Hexafluoridophosphat(V).

Thermodynamik

Eine Reaktion mit negativem ΔG ist eine freiwillig ablaufende Reaktion; „spontan“ ist wahrscheinlich irreführender als nötig.

Wird bei der Aufnahme eines Elektrons Energie frei, so geben wir die Elektronenaffinität EA gemäß dem allgemeinen thermodynamischen Standard mit negativem Vorzeichen an.