Chemische Grundlagen PDF

Chemische Grundlagen 3. 3. Chemische Bindungen ast alle lemente ommen in der atur in orm chemi- scher Verbindungen vor. ur wenige, wie die delgase und Gold, liegen ungebunden vor. m die chemisch-physi alischen igenscha en von Verbindungen verstehen zu...

Chemische Grundlagen 3. 3. Chemische Bindungen ast alle lemente ommen in der atur in orm chemi- scher Verbindungen vor. ur wenige, wie die delgase und Gold, liegen ungebunden vor. m die chemisch-physi alischen igenscha en von Verbindungen verstehen zu nnen, bedarf es der Abbildung 3.1: utters ure Summenformel C4H8 ntersuchung der eweiligen indung, da deren rt 2 erst us un ber die Stru tur und damit auch ber ei le tronenpaaren, welche nicht der indung die igenscha en eines Stoffes erm glicht. zwischen den tomen dienen, bezeichnet man als freie le tronenpaare. Die verschiedenen indungsarten sind onenbindung tombindung polar/unpolar Metallbindung indung in omple en ntermole ulare echselwir ungen Abbildung 3.2: Schwefels ure Summenformel H2S 4 asserstoffbr c enbindung/ einschlie lich der u enele tronen Van-der- aals- r e tome nnen auch ber mehr als ein le tronenpaar 3.1. Die Atombindung / Kovalente miteinander verbunden sein, man spricht dann von Bindung Doppel- bzw. Dreifachbindungen. Die tombindung wird haupts chlich zwischen lementen mit hnlicher le tronegativit t ausge- bildet. m Gegensatz zur onenbindung werden die tome unter einem ganz bestimmten indungswin el und bstand miteinander verbunden. Sie ist somit eine gerichtete indung.  In kovalenten Bindungen teilen sich die Bin- dungspartner Valenzelektronen, um eine stabile Ede gas n gura i n u erreichen Abbildung 3.3: Pentadien Summenformel C H8 mit zwei Doppelbindungen e nach r umlicher nordnung unterscheidet man cis- oder trans- on gurierte Doppelbindungen s war bereits be annt, dass die le tronen on - guration der delgase, deren u erste le tronen- schale mit allen 8 le tronen besetzt ist, sehr stabil und energiearm ist und somit immer angestrebt wird. ach der heorie von ewis nnen alle lemente diesen ustand erreichen, indem sie die le tronen der u eren, nicht vollst ndig besetzten Schale gemeinsam n tzen. us dem le tronenpaar, welches Abbildung 3.4: trans 1 und 2 be nden sich gegen- somit zwei tomen gemeinsam geh rt, ergibt sich die berliegend cis 1 und 2 sind auf der ovalente indung, auch le tronenpaarbindung oder gleichen Seite tombindung genannt. usgenommen von asserstoff, welches ma imal zwei le tronen aufnehmen ann und somit die on gu- ration von Helium 1s2 anstrebt, wollen alle anderen Abbildung 3.5: cetylen Summenformel C2H2 mit tome 8 u enele tronen, ein tett ns2np6 tett- einer Dreifachbindung regel , erreichen. ie viele indungen ein tom eingehen ann, ist immer 3.2. Mesomerie von der nzahl seiner Valenzele tronen und der tett- regel abh ngig. ann ein Mole l nur durch mehrere ewis- ormeln Durch insetzen eines indestriches Valenzstrich f r orre t dargestellt werden, da die wahre le tronen- das gemeinsame, bindende le tronenpaar zwischen verteilung zwischen den einzelnen Darstellungen liegt, den tomen, ann das Mole l formelm ig darge- spricht man von Mesomerie. Sie wird durch einen eso- stellt werden. nanzpfeil Doppelpfeil ge ennzeichnet. Die einzelnen ormeln nennt man mesomere Grenzstru turen. 19  Chemische Grundlagen ntscheidend ist, dass es sich dabei nicht um eine Hin- Die in el im sp3-hybridisierten C- tom betragen und c rea tion handelt sondern die tats chliche eweils 10 , orm des Mole ls nur durch eine berlagerung aller mesomeren Grenzstru turen vermittelt wird. Abbildung 3.8: sp3 Hybridisiertes C- tom  Durch die sp3 - Hybridisierung kommt es beim h ens a dungspartner. u einer in e i dung u in- Abbildung 3.6: Mesomere Grenzstru turen des Carbonat- anions C 32- , des itritanions 2 - und von Schwefeldio id S 2. ei berlappung eines 1s- rbitals asserstoff mit einem sp3-Hybridorbital ommt es zur s-sp3- σ sigma - 3.3. Hybridisierung indung. Die daraus resultierende orm des Methan- mole ls stimmt nun auch mit den e perimentellen Der Vorgang der Hybridisierung ist ein rein mathema- Daten berein. tisches Verfahren zur erleichterten Darstellung und besitzt eine physi alische ealit t. Die le tronen on guration von ohlenstoff im Grund- zustand 1s2 2s2 2p2 bedeutet, dass die einfach besetzten p- rbitale zur berlappung mit einem asserstoff zur Verf gung stehen. llerdings w rde das bei einem CH2-Mole l zu einem indungswin el von 0 f hren, da die beiden p- rbitale sen recht angeordnet sind. Abbildung 3.9: etraeder - Stru tur von Methan Der wahre indungswin el liegt aber bei 10. rst in diesem in el ist die echselwir ung zwischen den H- tomen am geringsten, somit energie rmer und erstrebenswert. 3.4. Einfachbindungen Damit das ohlenstoffatom vier indungen ausbilden ann, muss es energetisch angeregt Valenzzustand erden mehrere sp3-hybridisierte ohlenstoffatome werden, indem ein le tron aus dem s- rbital in das ber infachbindungen miteinander ver n p , spricht h her liegende, leere p- rbital angehoben wird. Die man von l anen. s ommt zu einer sp3-sp3-σ sigma - daf r n tige nergie Promotionsenergie ommt aus indung. Diese indung ist freidrehbar, die C-C- der Mole lbildung. indungen bilden immer einen etraederwin el von s entstehen aus dem s- und den drei p- rbitalen 10 ,. vier neue, uivalente sp3-hybridisierte rbitale, welche nach den c en eines etraeders ausgerichtet sind, die in el betragen eweils 10 ,. Abbildung 3.10: utan C4H10 ersichtlich sind die etraederwin el der C- tome  Elektronenpaare, die nicht an der Bindung teil- nehmen werden freie Elektronenpaare genannt. Abbildung 3.7: Der Hybridisierungsvorgang 20  Chemische Grundlagen benfalls sp3-hybridisiert sind das Sauerstoffatom in Sind in einem Mole l mehrere Doppelbindungen Mole len wie asser H2 oder Stic stoff in mmo- durch eweils eine infachbindung getrennt, dann nia H3. Dabei sind die sogenannte freien le tro- spricht man von on ugierten Doppelbindungen. nenpaare in die c en des etraeders gerichtet. m eispiel von H3 ist er enntlich, dass die indungs- win el dann eine leichte bweichung von der idealen etraederform aufweisen. Abbildung 3.14: He atrien on ugierte Doppelbindungen Abbildung 3.11: Strukturen von H2 und H3 s ist aber auch m glich, dass Doppelbindungen dire t benachbart au reten, dann bezeichnet man sie als umulene. 3.5. Doppelbindungen eben der sp3-Hybridisierung gibt es auch Hybridi- sierungen, bei denen nur eile der rbitale beteiligt sind. ei der sp2-Hybridisierung sind ein s- und nur zwei p- rbitalen beteiligt, die dann drei gleichwertige sp2-Hybridorbitale ausbilden, welche in einer bene mit einem in el von e 1 0 dazwischen liegen. Das dritte nicht an der Hybridisierung beteiligte p- rbital steht sen recht dazu in der folgenden bb. das pz- rbital. Abbildung 3.15: wei umulierte Doppelbindungen 3.6. Dreifachbindungen Sind die ohlenstoffatome nur sp-hybridisiert stehen sogar zwei freie pz- rbitale zur berlappung zur Verf - gung. wischen den beiden sp-Hybridorbitalen liegt ein in el von 180 vor, die beiden nicht hybridisierten p- rbitale stehen fl chensymmetrisch mit 0 zu einander. Abbildung 3.12: Doppelbindungen ei der ebenfalls nicht frei drehbaren Dreifachbindung ommt es folglich zu einer sp-sp-σ- indung und zwei s steht somit neben den drei sp2-hybridisierten rbi- p-p-π- indungen. Die Geometrie ist linear. talen auch ein pz- rbital zur indung zur Verf gung. ommt es zur sp2-sp2-σ- indung und einer p-p-π- indung zwischen zwei ohlenstoffatomen, spricht man von einer Doppelbindung. m Gegensatz zur σ- indung, welche auf Grund der rotationssymmetrischen berlappung frei drehbar ist, besitzt die π- indung eine notenebene und die Abbildung 3.16: ineare Stru tur von cetylen π- le tronenwol e verteilt sich ober- und unterhalb der indungsachse, wodurch dieser indungstyp nicht mehr frei drehbar ist. Die Geometrie einer Doppelbin- 3.7. Elementarer Kohlenstoff dung ist planar trigonal. eim Diamant liegen alle ohlenstoffatome sp3-hybri- disiert vor, sodass edes tom von vier weiteren tomen in tetraedrischer orm umgeben ist, ede sp3-sp3-σ- indung ist gleich lang und die indungsenergie eweils gleich gro ist. olglich ergibt sich das regelm ig aufgebaute und daher beraus stabile Diamantgitter. edes tom ist stabil und ann einer indung zuge- ordnet werden. Dies ist der Grund f r die massive H rte Abbildung 3.13: Doppelbindungen des Diamanten und dessen schlechte eitf hig eit. 21  Chemische Grundlagen 3.8. Polare Atombindungen Die ideale ovalente indung ann nur zwischen tomen gleicher lemente bzw. identen tomgruppen entstehen, da dadurch die u eilung der le tronen gleichm ig erfolgt und sich eine Polarit t ergibt. st ein Mole l von verschiedenen tomen aufgebaut, haben somit die indungspartner unterschiedliche le tronegativit t, ommt es zur Verschiebung der gemeinsamen le tronenpaare hin zum ele trone- gativeren Partner. Man spricht nun von einer polaren Abbildung 3.17: Diamant und Gra t tombindung und es entstehen Partialladungen. Der Das Grafitgitter besteht aus sp2-hybridisierten ele tropositivere indungspartner tr gt eine mit δ+ tomen, weshalb es aus benen Schichten aufgebaut ge ennzeichnete positive Partialladung, der ele trone- ist. ede bene besteht aus miteinander ver n p en gativere eine mit δ- ge ennzeichnete negative Partial- Sechsec en, die durch die sp2-sp2-σ- indungen zu ladung. e gr er die le tronegativit tsdifferenz der Stande ommen. ber das sen recht darauf stehende indungspartner, desto polarer ist eine tombindung. p- rbital ommt es zur Ver n pfung der einzelnen benen. Die le tronen der p- rbitale geh ren nicht einzelnen indungen oder tomen an, sondern liegen als delo alisierte le tronenwol e zwischen den Graphitschichten. Das er l rt die ele trische eitf hig- eit sowie die schwarze, metallisch-gl nzende arbe von Graphit. Abbildung 3.19: Polarisierung der HCl- indung ls Fullerene bezeichnet man hohle, geschlossene nnerhalb einer Gruppe des Periodensystems nimmt Mole le aus ohlenstoffatomen, die sich in nf- und die le tronegativit t von oben nach unten hin ab und Sechsec en anordnen. Sie stellen eine weitere Modi - somit auch die Polarit t homologer Verbindungen. ation des chemischen lements ohlenstoff dar. Das Das Chlorwasserstoffmole l ist ber eine σ- indung mit bstand am besten erforschte ulleren besteht aus zwischen zwei tomen mit einer hohen le trone- 60 ohlenstoffatomen und ist zu hren des rchite ten gativit tsdifferenz verbunden. Die le tronendichte ichard uc minster uller uc minster- ulleren auf verschiebt sich daher sehr star zum ele tronegativeren nglisch auch buc yball benannt, da es den von ihm Chloratom, welches daraufhin eine negative Partialla- onstruierten geod tischen uppeln hnelt. s besteht dung erh lt. s entsteht ein permanenter Dipol. aus 1 nfec en und 0 Sechsec en, die zusammen eim etrachlormethan sind die vier Chloratome ein abgestump es osaeder rchimedischer rper symmetrisch um das ohlenstoffatom angeordnet und bilden. es ommt daher zu einer adungsverschiebung. ohlenstoffnanor hren, sogenannte nanotubes, sind 3.8.1 as asser e mi ros opisch leine r hrenf rmige Gebilde mole u- lare anor hren aus ohlenstoff. hre nde brstehen eim assermole l berlappen die beiden sp3-hybri- nur aus ohlenstoff, wobei die ohlenstoffatome eine disierten Sauerstofforbitale mit e einem 1s- rbital wabenartige Stru tur mit Sechsec en und eweils drei des asserstoffs. Die brigen zwei sp3-Hybridorbitale indungspartnern einnehmen vorgegeben durch die werden von e einem freien le tronenpaar des Sauer- sp2-Hybridisierung. Der Durchmesser der hren liegt stoffatoms eingenommen. Die freien le tronenpaare meist im ereich von 1 bis 0 nm, es wurden aber auch beanspruchen einen gr eren aum als die bindenden hren mit nur 0,4 nm Durchmesser hergestellt. ngen le tronenpaare, da sie sich st r er absto en. Dadurch von bis zu einem halben Meter f r einzelne hren und ommt es zur Verschiebung von der idealen etraeder- bis zu 0 cm f r hrenb ndel wurden bereits erreicht. form und der indungswin el zwischen den bindenden Paaren wird leiner 10. Diese gewin elte orm ist auch der Grund f r die usbildung eines Dipols. 3.8.2 Das Ammoniakmolekül m mmonia mole l nnen die drei sp3-hybridi- sierten rbitale des Stic stoffs mit e einem 1s- rbital des asserstoffs berlappen. Das freie le tronen- paar des Stic stoffatoms besetzt das letzte freie sp3-Hybridorbital. ieder ommt es zur Verschiebung Abbildung 3.18: ulleren und anotube 22  Chemische Grundlagen der indungswin el, da das freie le tronenpaar mehr onenverbindungen sind nach au en immer neutral. Platz einnimmt. Der indungswin el betr gt nun 10. edes zweifach geladenen ation muss mit einem zwei- fach oder zwei einfach geladenen nionen verbunden 3.9. Die Ionenbindung werden, damit die Summe neutral ist. Salze wie aCl oder g r nennt man -Verbindungen, MgCl2 oder onen entstehen durch die ufnahme negative onen CuCl2 nennt man 2-Verbindungen. nionen bzw. durch die bgabe positive onen ationen von le tronen. 3.9.1 Eigenschaften n nen indungen  Elemente, die ein Elektron aufnehmen oder abgeben, werden als Ionen bezeichnet. Anionen haben Elektronen aufgenommen und sind negativ lle Substanzen, die aus onen bestehen, bezeichnet man als salzartige Stoffe. Da bei ormaltemperatur ihre onen fest an die Gitterpl tze gebunden und nicht geladen. Kationen sind Ionen, die ein Elektron ab- frei beweglich sind, leiten sie den ele trischen Strom gegeben haben und damit positv geladen sind. nicht. onen zeigen allerdings eine igenschwingung um ihre Gitterpl tze. ird sehr viel nergie zugef hrt, ann die igenschwingung so gro werden, dass sie ationen bilden sich vorzugsweise aus den lementen die indungs r e berwindet. Die onen sind dann in der. und. Hauptgruppe des Periodensystems, da sie einer Schmelze beweglich und nnen, ebenso wenn nur eine geringe onisierungsenergie ben tigen, um sie in asser gel st sind, ele trischen Strom leiten. delgas on guration zu erreichen. nionen werden vorwiegend von lementen der V. nhand des sogenannten Coulombschen Gesetzes und V. Hauptgruppe gebildet. ann gezeigt werden, dass die Stabilit t des Gitters Durch ufnahme bzw. bgabe von le tronen ndern mit unahme der adungsgr e und Verringerung sich die le tronenh lle und damit der eilchenradius des bstandes zwischen den adungsschwerpun ten und das Volumen. nionen sind immer gr er als ihre steigt. uch ziehen leine onen mit hoher adungs- neutralen tome, ationen immer leiner. dichte einander st r er an als vergleichsweise solche Die onenbindung ndet zwischen Metallen mit nied- mit gro em adius und niedriger adungszahl. riger onisierungsenergie und ichtmetallen mit hoher Mit der unahme der Gitterenergie steigt auch die le tronenaffinit t statt. s ommt zur ungerichteten Schmelztemperatur eines Salzes. nziehung zwischen positiven und negativen onen onengitter sind beraus stabil, was zu dem spr den und dabei zur vollst ndigen bertragung der le t- und harten Chara ter von Salzen f hrt. ei zu gro er ronen. Die ele trostatischen nziehungs r e wir en eanspruchung brechen Salze entlang bestimmter in alle ichtungen und f hren zur usbildung von drei- Gitterebenen. dimensionalen stabilen onen ristallen. eim sen von Salzen in asser treten die randst n- Die oordinationszahl eines onengitters gibt die digen onen mit den Dipol- assermole len in ech- nzahl der onen-umgebenden gegens tzlich gela- selwir ung und es bildet sich in der olge eine Hydrat- denen onen an. ei aCl ochsalz betr gt diese ahl h lle aus Hydratation. s ommt zur bschw chung 6, das bedeutet, dass edes atrium- on von sechs der Gitter r e. Die hydratisierten onen verlassen den Chlor- onen umgeben ist und edes Chlor- on von sechs Gitterverband und sind in der w ssrigen Phase nun frei atrium- onen, s. bb.. 0. beweglich. e nach adius und adung besitzen die Die Gitterstru tur wird durch die nordnung der onen onen unterschiedlich gro e Hydrath llen. nach adung und Gr e bestimmt. eim Vorgang der Hydratation wird nergie frei ezieht man die Gr enverh ltnisse von nionen und e otherme ea tion und hei t Hydratationsenthalpie ationen, sowie deren bst nde zu einander mit ein, DeltaHH. ommt man von dem vereinfacht dargestellten Gitter- modell zum Pac ungsmodell. Die Summe der Hydratationsenthalpie und der Gitter- energie ist die sungsenthalpie DeltaH. Die slich eit von Salzen h ngt haupts chlich von der Gitterenergie ab. Salze mit hoher Gitterenergie sind schwerer l slich als solche mit niedriger Gitter- energie. Das ufl sen von onenverbindung in asser ann sowohl e otherm, als auch endotherm sein. Der sungsvorgang ist e otherm, wenn die Summe der Hydratationsenthalpien gr er als die Gitterenergien ist. Die Salze werden unter bgabe von einer sungs- Abbildung 3.20: ristallgitter von aCl w rme aufgel st. st der sungsvorgang endotherm, 23  Chemische Grundlagen Elektronegativitätsdifferenz Art der Bindung 3.11. Intermolekulare Wechselwirkungen ΔEN 0 unpolare tombindung uch wenn Mole le nach au en hin neutral sind, ann es zu echselwir ungen zwischen ihnen ommen. Diese echselwir ungen sind allerdings deutlich ΔEN 1, polare tombindung schw cher als andere chemische indungen. 3.11.1 an der aa s räfte ΔEN 1, Na+Cl- onenbindung Van-der- aals- r e beschreiben die nziehungs- r e zwischen Mole len oder delgasatomen, wobei muss nergie von au en zugef hrt werden oder es es drei St r en bzw. bstufungen gibt wird der sung nergie entzogen. Die sung hlt ab. st die Gitterenergie sehr zu gro , nnen die Verbin- Die st r ste Van-der- aal- ra ist die Dipol-Dipol- dungen auch unter rw rmen nicht in asser gel st echselwir ung, gefolgt von den echselwir ungen werden. zwischen einem Dipol und einem unpolaren Mole l. Die schw chste ist die echselwir ung zwischen unpo- 3.10. Metallbindung laren Mole len bzw. tomen. Die igenscha en von Metallen sind gute eitf hig eit 3.11.2 i i echse wir ungen von ele trische Strom und rme, gute Verformbar- eit und typischer metallischer Glanz. Die chemischen Verbindungen wie asser bestehen aus polaren Mole- indungen in Metallen nnen mit dem le tronengas- len. Sie besitzen einen permanenten Dipol und modell gut dargestellt werden. ei diesem Modell wird richten ihre Partialladungen entsprechend der ele tro- angenommen, dass die Valenzele tronen die tome statischen nziehungs ra nach einander aus. Damit verlassen haben und sich um die tomr mpfe gasartig verbunden ist eine nergieminimierung. Somit muss anordnen. Die tomr mpfe sind positiv geladen und bei nderung des ggregatzustandes diese Van-der- bilden die Gitterstru tur der Metalle. Sie werden von aal- nergie aufgebraucht oder abgegeben werden. dem negativ geladenen, delo alisierten le tronengas umgeben und dadurch zusammengehalten. Man spricht also von einer Metallbindung, wenn es zu echselwir ungen zwischen den positiv geladenen Metall- onen tomr mpfe und den delo alisierten le tronen ommt. Dabei bildet sich ein Metallgitter. Die gute eitf hig eit liegt an den frei beweglichen le tronen. Abbildung 3.22: Dipol-Dipol- echselwir ung von H-Cl ei zunehmender emperatur nimmt die eitf hig eit von Metallen ab, da die Gitterschwingungen gr er 3.11.3 echse wir ungen wischen i e- werden und damit der le tronenfluss durch die kül und unpolarem Molekül zunehmende gegenseitige bsto ung behindert wird. Der permanente Dipol induziert im unpolaren Mole l einen Dipol in dem es zu urzeitigen Verschiebung der le tronen ommt induzierter Dipol. 3.11.4 echse wir ungen wischen un aren Molekülen oder Atomen uf Grund einer urzzeitigen unsymmetrischen adungsverteilung, ann ein tempor rer Dipol indu- ziert werden und somit ziehen einander sogar unpolare Mole le an. Dieser Dipol ann in einem dynamischen Prozess auch benachbarte Dipole induzieren. Abbildung 3.21: Metallbindung 3.11.5 assers r c en indungen asserstoffbr c enbindungen nnen nur von lementen mit einer sehr star en 24  Chemische Grundlagen le tronegativit t gebildet werden , ,. Dabei asen die hig eit zur Protonen- besteht die M glich eit einer inter- oder intramole u- ufnahme Protonen- zeptor. laren asserstoffbr c enbildung. ine S ure- asen- ea tion ist somit die bertragung eim assermole l ommt es zwischen den asser- von Protonen H+ zwischen den ea tionspartnern, stoff- und Sauerstoffatomen benachbarter Mole le man spricht auch von Protolyse. zur usbildung von asserstoffbr c en. S uren und asen nnen sowohl aus neutralen Mole- un chst ziehen die star ele tronegativen Sauer- len eutrals uren und basen , als auch aus onen stoffatome die le tronen der -H- indung an. m nionens uren und basen, ationens uren und Sauerstoff ommt es folglich zu einer negativen δ- , am basen bestehen. asserstoff zu einer positiven Partialladung δ. Die positivierten asserstoffatome bilden nun r c en 4.2. Säure-Base-Gleichgewichte mit den freien le tronenpaaren am Sauerstoff der benachbarten assermole le. s ommt zur ildung 4.2.1 Das Oxonium-Ion gro er Mole lverb nde und auch wenn asserstoff- br c en zwar eine geringe indungsenergie haben, ei einer S ure- ase- ea tion in asser entsteht bei beeinflussen sie aber beispielsweise die Siedetempe- der bgabe eines Protons durch eine S ure spontan ratur star. ein Hydro onium- on H3 + synonyme ezeichnungen sind Hydronium- on bzw. onium- on. Das passiert, weil freie Protonen in w ssrigen sungen nicht e is- tent sein nnen. Durch den sehr leinen tomradius und das hohes onenpotential lagern sie Protonen stets an eilchen mit einem freien le tronenpaar, wie dem assermole l, an. uch das onium- on liegt nicht v llig frei vor, sondern bildet mit drei weiteren assermole len asserstoff- br c en aus. s entsteht ein H9 4+ - on. Abbildung 3.23: asserstoffbr c verbindungen 4.2.2 as nen r du des assers und der er 4. Protonen und Elektronenüber- eines asser leitet in geringer Menge Strom. Die daf r n tigen frei-vorliegenden onen werden bei der tragungsreaktionen igendissoziation von asser gebildet. ei dieser uto- 4. protolyse entstehen aus zwei assermole len ein 4.1. Säuren und Basen onium- on und ein Hydro y- on. S. Arrhenius de nierte die egriffe S uren und asen erstmals. S uren sind nach seiner De nition asser- stoffverbindungen und geben in w ssriger sung Die age des Gleichgewichts wird mit Hilfe des Massen- H+- onen ab. asen besitzen Hydro ylgruppen und wir ungsgesetzes ermittelt. m chemischen Gleichge- geben beim sen in asser hydratisierte H- - onen wicht sind Hin- und c rea tion gleich schnell. Die ab. onzentration des assers wird als onstant ange- Mit seiner eschreibung onnten edoch die basischen sehen. Man gibt die beiden Geschwindig eits ons- igenscha en von Substanzen wie mmonia H3 in tanten an und fasst diese zur temperaturabh ngigen nicht w ssrigen Systemen nicht ausreichend er l rt Gleichgewichts onstante w zusammen. Sie gibt werden. das onenprodu t des assers an. bh ngig von der emperatur liegt dieses bei bei w 10 -14 mol2/l2. Mit inf hrung der Brönsted-Lowry-Theorie, amen ur Vereinfachung wird die logarithmische Gr e p w neue r enntnisse. ach ntwic lung des Donator- verwendet. Der p w ert von asser bei liegt bei zeptor-Prinzips wurden die egriffe neu de niert. Die 14. Steigt die emperatur nimmt das onenprodu t des De nition beruht nicht mehr auf der bestimmten rt assers zu z.. bei 0 C betr gt der p W 14,8 , d.h. der einer Verbindung, sondern ihrer un tion, n mlich ihrer pH- ert ist ,4 bei 100 C betr gt der p W 1 ,1 , d.h. hig eit zur bgabe oder ufnahme von Protonen. der pH- ert ist 6,0. S uren besitzen die hig eit zur s gilt pH + pOH = pKw = 14 Protonen- bgabe Protonen-Donator Durch usatz einer S ure wird die onzentration an H3 + - onen erh ht, der pH ert sin t. Durch ugabe 25