Teilchenarten und Atombau
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Questions and Answers

Was stellen die Linienspektren von Atomen dar?

  • Die Struktur der atomaren Hülle.
  • Die Energieniveaus der Elektronen. (correct)
  • Die Bewegungen der Protonen im Kern.
  • Die Anzahl der Neutronen im Atom.

Was beschreibt das Bohr-Modell hinsichtlich der Elektronenbewegung?

  • Elektronen bewegen sich kontinuierlich ohne Energieverlust.
  • Elektronen bewegen sich strahlungsfrei auf Bahnen mit konstanter Energie. (correct)
  • Elektronen können nicht zwischen Bahnen wechseln.
  • Elektronen sind immer auf der gleichen Bahn.

Welche Grenze hat das Bohr-Modell?

  • Es beschreibt die Existenz von Neutronen.
  • Es erklärt alle Elektronenkonfigurationen.
  • Es wird durch die Oktettregel vollständig unterstützt.
  • Es kann nur das Linienspektrum des Wasserstoffs erklären. (correct)

Welche Erfindung führte zur Entdeckung des Atomkerns?

<p>Der Rutherford-Streuversuch. (D)</p> Signup and view all the answers

Was passiert während eines Energieübergangs eines Elektrons im Bohr-Modell?

<p>Das Elektron gibt Licht ab. (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher Aspekt erklärt das Auftreten von Elektronenpaaren?

<p>Die Sommerfeld-Erweiterung des Bohr-Modells. (B)</p> Signup and view all the answers

Eine wichtige Berechnung im Bohr-Modell bezieht sich auf welche Regel?

<p>Die Oktettregel. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Orbitale sind bei Zn in den letzten beiden besetzten Orbitalen vorhanden?

<p>d-Orbitale (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Teilchen sind im Kern eines Atoms lokalisiert?

<p>Protonen und Neutronen. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie viele Valenzelektronen hat ein Element in der 6. Gruppe?

<p>6 Elektronen (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt den Zusammenhang zwischen der Ionisierungsenergie und der Elektronegativität innerhalb einer Periode?

<p>Beide nehmen zu (D)</p> Signup and view all the answers

Was passiert mit dem Atomradius innerhalb einer Gruppe?

<p>Er nimmt zu (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die elektronische Konfiguration von Na+-Ionen?

<p>[Ne] (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Art von Ion ist Cl-?

<p>Anion (A)</p> Signup and view all the answers

Entsprechend der Periodensystemtrends, was passiert mit den Ionenradien, wenn man von Kationen zu Anionen geht?

<p>Ionenradien nehmen zu (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Hauptquantenzahl n im Bohr'schen Atommodell?

<p>Das Hauptenergieniveau (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Regel besagt, dass in einer Orbitalbesetzung die Elektronen sich so anordnen, dass sie zunächst maximal ungepaart sind?

<p>Hundsche Regel (B)</p> Signup and view all the answers

Wie viele besetzte Hauptenergiestufen hat ein Element in der 3. Periode?

<p>3 (B)</p> Signup and view all the answers

Wie viele Elektronen können maximal in einem Orbital untergebracht werden?

<p>2 (C)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Magnetquantenzahl im Atommodell?

<p>Die räumliche Orientierung der Orbitale (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Schreibweise beschreibt die Elektronenkonfiguration, die auf Edelgasen basiert?

<p>Edelgasschreibweise (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Elektronenkonfiguration hat 20Ca (Calcium)?

<p>[Ar] 4s² (A)</p> Signup and view all the answers

Welches Orbital wird energetisch zuerst besetzt, 4s oder 3d?

<p>4s (B)</p> Signup and view all the answers

Wie nennt man die Unterniveaus, die energetische Abstufungen innerhalb der Hauptniveaus beschreiben?

<p>Orbitale (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Moleküle sind Beispiele für polare Atombindungen?

<p>Ammoniak (NH3) (A)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Stoffe hat eine Ionenbindung?

<p>Natriumchlorid (NaCl) (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Verbindungen ist ein Beispiel für London-Kräfte?

<p>Kohlenstoffdioxid (CO2) (A)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt einen temporären Dipol?

<p>Ein Dipol, der durch Bewegungen von Elektronen entsteht. (A)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Moleküle hat eine Metallbindung?

<p>Titan (Ti) (C)</p> Signup and view all the answers

Was sind induzierte Dipole?

<p>Dipole, die durch Anregung eines temporären Dipols entstehen. (C)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Stoffe ist nicht polar?

<p>Methan (CH4) (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage zur Dipol-Dipol-Wechselwirkung ist korrekt?

<p>Sie ist zwischen permanenten Dipolmolekülen wirksam. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Kräfte ist nicht eine zwischenmolekulare Kraft?

<p>Kovalente Bindung (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher Aggregatzustand wird als gasförmig bezeichnet?

<p>Gas (A)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Siedetemperatur eines Stoffes?

<p>Die Temperatur, bei der die zwischenmolekularen Kräfte überwunden werden (C)</p> Signup and view all the answers

Wie wird die Wechselwirkung zwischen einem Dipol und einem Ion bezeichnet?

<p>Dipol-Ionen-Wechselwirkung (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über Methanol im Vergleich zu Ethan ist korrekt?

<p>Methanol kann Wasserstoffbrückenbindungen bilden, Ethan jedoch nicht (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptgrund, warum Heptan eine höhere Siedetemperatur als 2,2,3-Trimetylbutan hat?

<p>Die geringere Verzweigung von Heptan (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Kraft ist am stärksten bei der Bestimmung der Mischbarkeit zweier Flüssigkeiten?

<p>Wasserstoffbrückenbindung (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die chemischen Eigenschaften von Hexanol am besten?

<p>Hexanol besitzt sowohl hydrophile als auch hydrophobe Eigenschaften. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Verbindungen zeigt am wahrscheinlichsten eine zersetzliche Siedetemperatur?

<p>Butandisäure (D)</p> Signup and view all the answers

Was sind London-Kräfte?

<p>Schwache intermolekulare Kräfte, die in unpolaren Molekülen auftreten. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Verbindung zeigt eine Wasserstoffbrückenbindung mit Wasser?

<p>Hexanol (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptursache für die Nichtmischbarkeit von Hexanol und Wasser?

<p>Hexanol ist unpolar und Wasser ist polar. (B)</p> Signup and view all the answers

Wann sind zwei Flüssigkeiten wahrscheinlich mischbar?

<p>Wenn beide Flüssigkeiten polar sind. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft charakterisiert Ethanol bezüglich seiner Mischbarkeit mit Wasser?

<p>Ethanol kann Wasserstoffbrücken mit Wasser bilden. (A)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt am besten die Wechselwirkungen von Molekülen in einer Mischung von Ethanol und Wasser?

<p>Es entstehen Wasserstoffbrückenbindungen. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie verhält sich Natriumacetat in Wasser?

<p>Es hat eine hohe Wasserlöslichkeit. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Zusammengesetztes Ion SO42-

Ein Ion, das aus mehreren Atomen besteht und eine elektrische Ladung trägt. Beispiel: Sulfat-Ion

Rutherfords Streuversuch

Ein Experiment, das das Atommodell veränderte, indem es einen kleinen, positiven Atomkern postulierte.

Bohrsches Atommodell

Ein Atommodell, das Elektronen auf bestimmten Bahnen um einen Kern anordnet. Quantisierte Energieniveaus.

Linienspektren

Spektrum, das nur bestimmte Wellenlängen enthält. Charakteristisch für einzelne Elemente.

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Bohrsche Postulate (Punkt 1)

Elektronen bewegen sich auf Bahnen mit konstanter Energie, ohne Strahlung abzugeben.

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Grenzen Bohr'sches Atommodell

Das Modell erklärte nicht die Oktettregel und funktionierte nur gut für Wasserstoff, aber nicht für komplexere Atome.

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Energieniveauschema

Eine Darstellung der möglichen Energieniveaus eines Atoms oder Ions.

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Schalenmodell

Eine vereinfachte Darstellung des Atommodells, wo Elektronen auf Schalen um den Kern angeordnet sind.

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Sommerfeld-Erweiterung des Bohr'schen Atommodells

Das Modell teilt die Schalen in Unterniveaus (Orbitale) auf.

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Hauptquantenzahl (n)

Gibt das Hauptenergieniveau eines Elektrons an; definiert die Größe des Orbitals, und dessen Kapazität ist 2n^2.

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Nebenquantenzahl (l)

Gibt das Unterniveau (Orbitaltyp) eines Elektrons an (s, p, d, f).

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Magnetquantenzahl (ml)

Beschreibt die räumliche Orientierung des Orbitals im Raum und die Anzahl der Orbitale pro Unterniveau (1, 3, 5, 7).

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Spinquantenzahl (ms)

Beschreibt die Drehrichtung eines Elektrons (aufwärts/abwärts). Pro Orbital maximal zwei Elektronen (entgegengesetzte Spins).

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Pauli-Prinzip

Kein Atom kann zwei Elektronen haben, die alle vier Quantenzahlen gleich haben.

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Aufbauprinzip

Elektronen besetzen zuerst die niedrigsten Energieniveaus.

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Hundsches Regel

Orbitale eines Unterniveaus werden einzeln besetzt, bevor sich Elektronen mit gleichem Spin paaren.

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Atomradius innerhalb einer Gruppe

Der Atomradius nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten zu, da die Anzahl der Elektronenschalen steigt und die Elektronen weiter vom Kern entfernt sind.

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Atomradius innerhalb einer Periode

Der Atomradius nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts ab, da die Kernladung steigt und die Elektronen stärker angezogen werden.

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Ionisierungsenergie innerhalb einer Gruppe

Die Ionisierungsenergie nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten ab, da die äußeren Elektronen weniger stark an den Kern gebunden sind.

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Ionisierungsenergie innerhalb einer Periode

Die Ionisierungsenergie nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts zu, da die Kernladung steigt und die äußeren Elektronen stärker angezogen werden.

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Elektronegativität innerhalb einer Gruppe

Die Elektronegativität nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten ab, da die äußeren Elektronen weniger stark an den Kern gebunden sind.

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Elektronegativität innerhalb einer Periode

Die Elektronegativität nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts zu, da die Kernladung steigt und die äußeren Elektronen stärker angezogen werden.

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Unterschied zwischen Atomradius und Ionenradius

Kationen sind kleiner als ihre entsprechenden Atome, da sie Elektronen verloren haben und die verbleibenden Elektronen stärker vom Kern angezogen werden. Anionen sind größer als ihre entsprechenden Atome, da sie Elektronen gewonnen haben.

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Vergleich der Radien von Mg und Ca, Na und Cl, Na und Na+, Cl und Cl-

Mg ist kleiner als Ca, da Ca in einer tieferen Periode liegt. Na ist kleiner als Cl, da Cl in einer späteren Periode liegt. Na+ ist kleiner als Na, da es ein Elektron verloren hat. Cl- ist größer als Cl, da es ein Elektron gewonnen hat.

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Zwischenmolekulare Kräfte

Anziehende Kräfte zwischen Molekülen, die ihre physikalischen Eigenschaften beeinflussen.

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London-Kräfte

Temporäre, schwache Anziehungskräfte, die durch kurzzeitige, induzierte Dipole entstehen.

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Dipol-Dipol-Wechselwirkungen

Anziehungskräfte zwischen polaren Molekülen, die permanente Dipole besitzen.

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Wasserstoffbrückenbindung

Starke Anziehungskraft zwischen einem Wasserstoffatom, das an ein elektronegatives Atom gebunden ist (O, N oder F), und einem freien Elektronenpaar eines benachbarten elektronegativen Atoms.

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Siedetemperatur

Die Temperatur, bei der ein Stoff von flüssig zu gasförmig übergeht.

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Mischbarkeit

Die Fähigkeit zweier Stoffe, sich ineinander zu lösen.

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Aggregatzustände

Die verschiedenen Zustände der Materie: fest, flüssig und gasförmig.

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Welche Rolle spielen zwischenmolekulare Kräfte für die Siedetemperaturen von Alkanen?

Je länger die Alkankette, desto stärker die London-Kräfte, desto höher die Siedetemperatur.

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Polare Moleküle

Moleküle, die durch ungleichmäßige Verteilung der Elektronen in polaren Atombindungen einen positiven und einen negativen Pol entwickeln.

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Ladungsschwerpunkt

Der Punkt in einem Molekül, an dem sich die positive Ladung konzentriert. Bei polaren Molekülen liegt er nicht im Zentrum des Moleküls.

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Temporärer Dipol

Ein kurzlebiger Dipol, der in einem Atom oder Molekül durch die zufällige Bewegung von Elektronen entsteht.

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Induzierter Dipol

Ein Dipol, der in einem Atom oder Molekül durch die Nähe eines temporären Dipols entsteht.

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Nichtmischbarkeit

Die Unfähigkeit zweier oder mehrerer Flüssigkeiten, sich zu vermischen und eine homogene Lösung zu bilden. Sie bilden stattdessen getrennte Phasen.

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Ethanol - Wasser

Diese Flüssigkeiten sind mischbar, weil sich Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülen bilden können.

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Hexanol - Wasser

Diese Flüssigkeiten sind nicht mischbar, da die London-Kräfte zwischen den Hexanol-Molekülen stärker sind als die Wasserstoffbrückenbindungen, die sich potenziell bilden könnten.

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Methanol - Ethanol

Diese Flüssigkeiten sind wahrscheinlich mischbar, da beide Moleküle Hydroxylgruppen (OH) besitzen, die Wasserstoffbrückenbindungen miteinander ausbilden können.

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Decanol mit Nonanol

Diese Flüssigkeiten sind wahrscheinlich mischbar, da sie beide große unpolare Alkylketten besitzen, die starke London-Kräfte ausbilden und sich über eine Mischung hinweg gut anziehen.

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Methanal mit Decanal

Diese Flüssigkeiten sind wahrscheinlich nicht mischbar. Methanal (Formaldehyd) ist ein polarer Aldehyd mit einer kleinen Kohlenstoffkette. Decanal hingegen ist ein unpolarer Aldehyd mit einer langen Kohlenstoffkette. Die starken Anziehungskräfte zwischen den polaren Methanalmolekülen und den unpolaren Decanalmolekülen sind ungleichmäßig, was eine Trennung der Phasen begünstigt.

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Study Notes

Teilchenarten

  • Atome sind nach außen hin elektrisch neutral und die Anzahl der Protonen entspricht der der Elektronen.
  • Moleküle bestehen aus zwei oder mehreren Atomen, die miteinander verbunden sind; sie sind nach außen hin elektrisch neutral.
  • Ionen sind elektrisch geladene Teilchen, die atomarer Größenordnung sind. Kationen sind positiv geladen und Anionen negativ geladen. Beispiele für zusammengesetzte Ionen sind SO₄²⁻.

Geschichte des Atombaus

  • Geschichte der Atombau-Theorien, mit Demokrit, Dalton, Thomson, Rutherford und Bohr.

Rutherford - Streuversuch

  • Rutherford untersuchte die Streuung von Alpha-Teilchen an einer Goldfolie.
  • Die meisten Alpha-Teilchen gingen ungehindert durch die Goldfolie.
  • Einige Alpha-Teilchen wurden abgelenkt.
  • Der Schluss daraus war dass der Atomkern positiv geladen und sehr klein ist, und der Großteil des Atomvolumens leerer Raum ist.
  • Der Atomkern enthält Protonen.

Bohr'sche Postulate

  • Elektronen bewegen sich strahlungsfrei auf Bahnen mit konstanter Energie.
  • Elektronen nehmen Energie auf oder geben Energie ab, wenn sie zwischen Bahnen wechseln.

Linienspektren

  • Atome absorbieren und emittieren Licht in bestimmten Wellenlängen, wodurch Linienspektren entstehen, wenn der Lichtstrahl durch ein Prisma geleitet wird.

Bohrsche Postulate: Details

  • Elektronen bewegen sich strahlungsfrei auf Bahnen mit konstanter Energie

  • Es tritt Energieaufnahme bzw. -abgabe durch Bahnwechsel ein

  • Elektronen werden durch Energiezufuhr angeregt und springen in energieärmere Zustände zurück, diese Sprünge erfolgen stufenweise und erzeugen so Linienspektren.

Schalenmodell

  • Übung: Skizzieren Sie das Schalenmodell von Stickstoff, und die zugehörigen Energieniveauschemata von Schwefel und Calcium.

Übung - Lösungen

  • Berechnungen und Lösungen, um Schalenmodelle von Stickstoff, Schwefel und Calcium zu skizzieren und die zugehörigen Energieniveauschemata zu erstellen.

Grenzen von Bohr

  • Die Oktettregel, kann vom Bohr'schen Atommodell nicht erklärt werden;
  • Die Spektren von Atomen mit mehr als einem Elektron können nicht optimal vorhergesagt werden.

Erweiterung des Bohr'schen Modells (Sommerfeld)

  • Erweiterung des Atommodells (Bohr'sches Atommodell) um Unterniveaus, mit unterschiedlichen Energien, die als s, p, d, (f) bezeichnet werden.

Besetzungsregel

  • Pauli-Prinzip, Aufbauprinzip, Hund'sche Regel
  • Elektronenkonfiguration für Sauerstoff und Argon, in verschiedenen Schreibweisen.

Übung Besetzungsregeln

  • Übungsaufgaben mit Aufgabenblättern, um Energieniveauschemata verschiedener Elemente, wie z.B. Argon, Brom und Calcium zu berechnen.

Calcium Lösung

  • Beschreibung des Energieniveauschemas für Calcium.

Schreibweisen der Elektronenkonfiguration

  • Pauling-, vereinfachte und Edelgasschreibweise.
  • Beispiel: 14Si (Silicium) in den verschiedenen Schreibweisen.

Energieniveauschema mit allen Besonderheiten in der Reihenfolge

  • Aufbau des Energieniveauschemas in Abhängigkeit der Periodensystemordnung. Dies beinhaltet eine Beschreibung von Besonderheiten in Bezug auf die Reihenfolge der Elektronenanordnung.

Übung I - mündlich

  • Aufgaben, um Elemente mit bestimmten Elektronenkonfigurationen zu benennen.

Übung II - schriftlich

  • Aufgaben, um Elektronenkonfigurationen verschiedener Atome und Ionen in unterschiedlichen Schreibweisen zu formulieren.

Auswertung Übung II

  • Auswertung zu den Übungsaufgaben zu Elektronenkonfigurationen in unterschiedlichen Schreibweisen. Korrekte und falsche Antworten auf Aufgaben zu Elektronenkonfigurationen in vereinfachten Schreibweisen.

Halb- oder vollbesetzte Orbitalgruppen

  • Halb- oder vollbesetzte Orbitalgruppen sind energetisch bevorzugt.

Weitere energetische Besonderheiten

  • Tabellen, um energetische Besonderheiten basierend auf dem Aufbau des Periodensystems zu beschreiben.

Sich periodisch ändernde Eigenschaften

  • Atomradius, Ionisierungsenergie und Elektronegativität, sowie ihre periodische Veränderung in den einzelnen Perioden und Gruppen.

Atom- und lonenradien

  • Vergleichend, die Radien von Atomen und Ionen. Vergleich von Mg und Ca, Natrium und Chlor, Chlor und Chlorid-Ion.

Übersicht zwischenmolekulare Kräfte

  • London-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen. Begriffe temporärer und induzierter Dipol und das daran anschließende Zustandekommen der London-Kräfte.

Anwendungen der zwischenmolekularen Kräfte

  • Siede- und Schmelztemperaturen. Mischbarkeit von Stoffen.

Zwischenmolekulare Kräfte - Aggregatzustände

  • Die drei Aggregatzustände (fest, flüssig, gasförmig) und deren Umwandlungsprozesse (Schmelzen, Verdampfen etc.); Energiefluss.

Siede- und Schmelztemperaturen - I

  • Gründe für die Zunahme der Siedetemperaturen verschiedener organischer Verbindungen, basierend auf dem Prinzip der Wasserstoffbrückenbindungen und des Molekulargewichts.

Erinnerung: Experiment - Mischbarkeit

  • Versuchsergebnisse dazu, welche Substanzen miteinander mischbar sind. Beobachtungen zu Mischungen.

Mischbarkeit

  • Erklärung des Prinzips "Ähnliches löst sich in Ähnlichem".

Hexanol

  • Schematische Darstellung und Beschreibung von hydrophilen und lipophilen Bereichen von Hexanol.

Alle Moleküle

  • Schematische Darstellung von Wasser, Heptan, Ethanol, Hexanol und Glycerin.

Ethanol - Wasser

  • Schematische Darstellung von Wasserstoffbrückenbindungen für Ethanol-Wasser Mischungen.

Hexanol - Wasser

  • Schematische Darstellung von Wasserstoffbrückenbindungen und London-Kräften für Hexanol-Wassermischungen.

Übersicht über die Stoffklassen

  • Systematische Zusammenfassung von Stoffklassen und ihren Eigenschaften.

Zusammenfassung LB1

  • Lehrplan für das Modul LB1

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GK 11-1 Stoffe - Chemie - PDF

Description

In diesem Quiz erforschen wir verschiedene Teilchenarten wie Atome, Moleküle und Ionen sowie die Geschichte des Atombaus. Wir werden wichtige Theorien und Experimente, einschließlich des Rutherford-Streuversuchs und der Bohr'schen Postulate, behandeln. Teste dein Wissen zu diesen fundamentalen Konzepten der Chemie.

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