Kursinhalt: Atombau und PSE, Bindungen, Reaktionskinetik, Protolysen, Redoxreaktionen, organische Chemie Wichtige Moleküle in
0	Chemie als Naturwissenschaft
1.	Atombau und PSE
1.1 1.2 1.3 1.4	Energie und Materie: Definitionen, Wärme, elektromagn. Strahlung, Atomspektren, Photoeffekt, Kathodenstrahlen, Radioaktivität, Kernspaltung , Laser, Atom- Molekülmassen, Mol, Thermodynamik Atommodell nach Bohr Orbitalmodell, Energieniveauschema, s u. p-Orbitale, Elektronenkonfiguration, Periodensystem; Eigenschaften der Elemente im PSE, Radius, Ionisierungsenergie,und andere Eigenschaften, Vorkommen und Verbreitung der Elemente; PSE und Technik
2.	Bindungen
2.1	Ionenbindung, Kochsalz, Röntgenstrukturanalyse, Kristallstrukturen, Bindungsenergie, Lewis-Formeln, Eigenschaften von Ionenverbindungen, Nomenklatur, Bildung von Ionen als Redoxreaktion
2.2	Elektronenpaarbindung, Molekülorbitalmodell , Hybridisierung , Dipole, polare Bindung, Elektronegativität
2.3	2.3.1 Elektronenpaarabstoßungsmodell, 2.3.2 Mesomerie, koordinative Bindung, Metallbindung
2.4	Radikale, 2.4.2 Zwischenmolekulare Kräfte: H-Brücken, Van-der-Waals-Kräfte, 2.4.3 funktionelle Gruppen, 2.4.4 Wasser als Lösungsmittel, Lösungsvorgänge, Oberflächenspannung
3.	Reaktionskinetik
3.1 3.2 3.3	Enthalpie, Katalyse, Reaktionsgeschwindigkeit Chemisches Gleichgewicht, MWG Verschiebung des Gleichgewichts, Konzentrationsänderung, Temperaturänderung, LeChatelier
4.	Protolysen
4.1 4.2 4.3	Säure-Basetheorie nach Brönsted, Gleichgewichtsreaktionen Autoprotolyse des Wassers, pH-Wert, Säure und Basenstärke, pK-Wert, Titration, Puffer, Indikatoren , pH und Umwelt
5.	Redoxreaktionen
5.1 5.2	Redoxreaktionen, Spannungsreihe, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Oxidationszahl, Lösen von Redoxgleichungen, bekannte Redoxreaktionen
6.	Einführung in die organ. Chemie
6.1 6.2	Kohlenstoff, Hybridisierung , Verbindungen, räumliche Struktur, Darstellung Alkane, Nomenklatur Isomerie, physikalische und chemische Eigenschaften, FCKW
7	Glossare
8	Gesetze und Konstanten
9	Moleküle in

0. Chemie als Naturwissenschaft

Die moderne menschliche Zivilisation zeichnet sich unter anderem vor allem durch die Nutzung von Techniken aus, deren naturwissenschaftliche Grundlagen hauptsächlich in den letzten 2 Jahrhunderten gelegt wurden. space Die Entwicklung dazu fand vornehmlich in den sogenannten "westlichen Ländern", Europa, Nordamerika statt und begann mit Kopernikus im 16. Jahrhundert, dem Begründer des heliozentrischen Weltbildes. Auf der Basis der Erkenntnisse der Chinesen, Inder, Ägypter, Griechen und Römer, die in den letzten Jahrtausenden grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Natur beobachteten und beschrieben haben begann nach dem Mittelalter in den nördlichen Kontinenten die Entwicklung der individuellen Freiheit. Diese führte dazu, daß die in Religionen gefangenen Gesellschaften sich so veränderten, daß ein Trennung von Staat und Kirche möglich wurde und damit der Einzelne die naturwissenschaftlichen Erkenntnisse verstehen konnte. Dadurch verloren sie den Hauch der Mystik und Zauberei. Aus der Alchemie wurde die Chemie. Deshalb ist der Weg zur modernen Technik fast ausschließlich mit den Namen mitteleuropäischer bzw. amerikanischer Wissenschaftler gepflastert. Hier nur einige wenige, die mit dieser Entwicklung untrennbar verbunden sind:

Abb. 1 N. Kopernikus 1543

Isaac Newton ca. 1680	G. W. v. Leibniz um 1700	Avogadro um 1811	Gustav Kirchhoff um 1850	Robert Bunsen um 1850
Gesetze der Mechanik und Gravitation	Differential- und Integralrechnung . für Multiplikation : für Division	Avogadrozahl	Spektralanalyse, Kirchhoffsche Gesetze	Gasanalyse, Photometrie, Bunsenbrenner, Wasserstrahlpumpe

Justus v. Liebig um 1860	J. C. Maxwell um 1870	Max Planck um 1900	Nils Bohr um 1910	H. Staudinger um 1930
Dünger, Backpulver, Fleischextrakt, Säuglingsnahrung	Kinetische Gastheorie elektrodynamische Theorie	Quantentheorie, Strahlungsformel,	Bohrsches Atommodell	Kunststoffe Makromolekulare Chemie

Um einen Eindruck zu geben, in welcher Zeit die oben erwähnten Wissenschaftler gelebt und geforscht haben hier ein kurzer Überblick über die letzten 5 Jahrhunderte in Form eines Zeitstrahls. Klicken Sie auf die Jahreszahlen:

Unser heutige Welt ist wesentlich durch Technik geprägt. Dieser liegen die Naturwissenschaften zugrunde. Wir wollen an 3 Beispielen versuchen herauszufinden, wie es sich mit der Chemie im Vergleich zu anderen Naturwissenschaften verhält. ApaceAbb. 2 zeigt eine Lasershow bei einem Musikkonzert. Bei einer solchen Veranstaltung wimmelt es nur so von Elektronik: Laserkanonen, Spots (=Scheinwerfer), Verstärker, Mischpulte, Lautsprecherboxen um nur einige zu nennen. Alle genannten Geräte basieren jedoch ausschließlich auf physikalische Prinzipien. Bei einem Laser werden alle Atome oder Moleküle eines Kristalls, Gases oder einer Flüssigkeit so angeregt, daß sie kohärentes Licht ausstrahlen. (Licht, das in eine Richtung weist.) Das Material bleibt erhalten. Es ändert sich nur der Zustand der Energie. Elektrische Energie wird in Lichtenergie umgewandelt.

Abb. 2 Lasershow bei einem Musikkonzert

Bei Mixern und Verstärkern findet eigentlich keine Energietransformation statt (sieht man mal von der entstehenden Wärme ab.) Es wird nur der Zustand der elektronischen Signale geändert. Lautsprecherboxen enthalten als elektroakustische Wandler die Lautsprecher, die elektrische Energie in Schallenergie umwandeln.

Erkenntnis: Physik ist die Lehre von den Zuständen und Zustandsänderungen.

Der Ironman auf Hawaii gilt als die härteste Triathlonveranstaltung der Welt. Ausgiebiges Training und eine spezielle Ernährung ist für die Teilnahme erforderlich. Man hat gemessen, daß ein Läufer über 200 Liter O2/Std einatmet. Dies führt z. B. in den Muskeln zur Verbrennung von Glucose zu CO2 und Wasser. Daneben entsteht Wärmeenergie. Es handelt sich hierbei offensichtlich um einen chemischer Vorgang, da Stoffe (O2 und Glucose) in andere (CO2 und H2O) umgewandelt werden. Da dieser Vorgang jedoch in Zellen stattfindet ist es ein biochemischer Vorgang und damit ein Teil des Stoffwechsels der Organismen, also Thema der Biologie.

Abb. 3 Läufer beim IRONMAN auf Hawaii

Erkenntnis: Biologie ist die Lehre von Lebewesen und ihrer Umwelt

Das 20. Jahrhundert war das Jahrhundert des Automobils. Dieses Fortbewegungsmittel stellt einen gewaltigen Fortschritt in der Fortbewegung dar und die Ablösung eines mehrere tausend Jahre alten Gefährten des Menschen, des Pferdes. Herzstück ist der Verbrennungsmotor, in dem z. B. beim Ottomotor Benzin mit dem Luftsauerstoff zu gasförmigen Produkten verbrannt werden. Die dabei entstehende Volumenvergrößerung und Energie wird in Bewegungsenergie umgewandelt. Diese Technik basiert klar auf einem rein chemischen Vorgang!

Abb. 4 moderner Geländewagen

Erkenntnis: Chemie ist die Lehre von Stoffen und Stoffumwandlungen

Wissenschaft	Definition
1. Physik	Lehre von den Zuständen und Zustandsänderungen
2. Chemie	Lehre von Stoffen und Stoffumwandlungen
3. Biologie	Lehre von Lebewesen und ihrer Umwelt

Bemerkenswert ist, daß chemische Reaktionen immer von Energieänderungen begleitet sind. Entweder entsteht z. B. Wärme oder Licht oder diese werden benötigt die Reaktion überhaupt in Gang zu setzen.

Weiterführende Quellen: Geschichte der Chemie: http://www.chemlin.de/cl/clgeschi.htm Avogadro: http://www.woodrow.org/teachers/chemistry/institutes/1992/Avogadro.html Robert Bunsen: http://www.pas-berlin.de/chemie/ch-1/2_Atomistik/214_bunsen.html Justus von Liebig: http://www.uni-giessen.de/~gi04/justus.html Maxwell: http://comp.uark.edu/~jgeabana/mol_dyn/ und http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/Mathematicians/Maxwell.html Planck: http://www.geschichte.2me.net/bio/cethegus/p/planck.html und Bohr: http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/Mathematicians/Bohr_Niels.html Einstein: http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/Mathematicians/Einstein.html Staudinger: http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1953/staudinger-bio.html Wiss. Biographien: http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/BiogIndex.html und http://www.aip.org/history/exhibit.htm und http://www.weburbia.com/pg/hist1.htm Moderne Geschichte: http://www.fordham.edu/halsall/mod/modsbook.html Geschichte der Chemie: http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta/week.html und http://www.woodrow.org/teachers/chemistry/institutes/1992/ Photogallerie der Chemiker: http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/Gallery/GalleryMenu.html Laser: http://www.bell-labs.com/history/laser/laser_def.html