Wissen und Reproduzieren
16 PunkteOrdne jedem Fachbegriff die passende Erklärung zu.
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Erwartungshorizont: Bindungslänge: Kernabstand im Energieminimum; Bindungsenergie: beim Bilden frei werdende (beim Spalten nötige) Energie; Bindigkeit: Zahl der Atombindungen eines Atoms; Elektronegativität: Maß für die Anziehung des bindenden Elektronenpaars (je 1 P).
Methylamin \(\mathrm{CH_{3}NH_{2}}\) verursacht den Geruch von Fisch. Das C-Atom trägt drei H-Atome und ist mit dem N-Atom verbunden, das zwei H-Atome trägt. Bestimme:
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Erwartungshorizont: a) \(4 + 5 + 5\cdot 1 = 14\) (1 P) b) 14 : 2 = 7 Striche (1 P) c) 6 Bindungen (3 C–H, C–N, 2 N–H), also 1 freies Paar am N (1 P) d) N: 3 Bindungen + 1 freies Paar = 4 Striche = 8 Elektronen (1 P).
Die Elemente Germanium, Antimon und Tellur stehen im Periodensystem unter Si, P und Se. Gib für jedes Molekül die Gestalt nach dem EPA-Modell an.
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Erwartungshorizont: GeCl₄: 4 Wolken ohne freies Paar → tetraedrisch; BI₃: B mit 3 Bindungen, kein freies Paar → trigonal-planar; SbH₃: 3 Bindungen + 1 freies Paar (V. Hauptgruppe wie N) → trigonal-pyramidal; H₂Te: 2 Bindungen + 2 freie Paare (VI. Hauptgruppe wie O) → gewinkelt (je 1 P).
EN-Werte: H 2,2 · F 4,0 · S 2,6 · Se 2,6 · Ca 1,0 · K 0,8 · I 2,7. Berechne ΔEN für die Bindungen.
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Erwartungshorizont: a) 4,0 − 2,6 = 1,4 b) 4,0 − 1,0 = 3,0 c) 2,6 − 2,2 = 0,4 d) 2,7 − 0,8 = 1,9 (je 1 P; immer größere minus kleinere EN).
Zusammenhänge herstellen
22 PunkteFluorwasserstoff entsteht aus den Elementen: \(\mathrm{H_{2} + F_{2} \longrightarrow 2 HF}\). Bindungsenergien: H–H 436 kJ/mol, F–F 159 kJ/mol, H–F 567 kJ/mol. Ermittle die Energiebilanz für 1 mol H₂ und 1 mol F₂.
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Erwartungshorizont: a) 436 + 159 = 595 kJ zuführen (2 P) b) 2 · 567 = 1134 kJ frei (2 P) c) 1134 − 595 = 539 kJ werden insgesamt frei, die Reaktion ist exotherm (2 P).
Zwei N-Atome sind im Hydrazin (H₂N–NH₂) einfach, im Diazen (HN=NH) doppelt und im Stickstoff (N≡N) dreifach verbunden.
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Erwartungshorizont: a) N–N 145 pm, N=N 125 pm, N≡N 110 pm: Je mehr gemeinsame Elektronenpaare, desto stärker werden die Kerne zusammengezogen (3 P). b) \(E = 0{,}5\text{ mol}\cdot 945\text{ kJ/mol} = 472{,}5\) kJ (2 P).
Untersuche, welche Moleküle Dipole sind. EN: P 2,2 · F 4,0 · C 2,6 · S 2,6 · O 3,4 · H 2,2 · Si 1,9 · B 2,0 · Br 3,0.
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Erwartungshorizont: Dipole: PF₃ (Pyramide, P–F polar), OF₂ (gewinkelt, ΔEN 0,6), CH₂F₂ (Tetraeder mit ungleichen Partnern). Keine Dipole: CS₂ (ΔEN 0, linear), SiH₄ (ΔEN 0,3, symmetrisch), BBr₃ (polar, aber trigonal-planar). Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.
EN: Sr 1,0 · O 3,4 · P 2,2 · H 2,2 · S 2,6 · N 3,0 · F 4,0. Ordne die Stoffe mit der Faustregel ein.
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Erwartungshorizont: SrO: ΔEN 2,4 → Ionenbindung; PH₃: 0 → unpolar; SO₂: 0,8 → polar; Bronze: zwei Metalle → Metallbindung; NF₃: 1,0 → polar (je 1 P).
Verallgemeinern und beurteilen
12 PunkteBeurteile die Aussagen.
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Erwartungshorizont: Wahr sind 1 (z. B. CO₂, BF₃), 3 (NH₃ 107°, H₂O 104,5°) und 5 (EN(P) = EN(H) = 2,2). Falsch: Spalten kostet Energie; mehr Paare machen die Bindung kürzer; im SiH₄ oder LiH trägt H δ−. Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.
Carbonylfluorid \(\mathrm{COF_{2}}\) entsteht, wenn Teflon stark erhitzt wird. Das C-Atom ist mit dem O-Atom und zwei F-Atomen verbunden. Entwickle die Lewis-Formel und schließe daraus auf Form und Polarität.
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Erwartungshorizont: a) \(4 + 6 + 2\cdot 7 = 24\) Elektronen = 12 Striche: C=O, 2 × C–F; 2 freie Paare am O, je 3 an den F-Atomen (2 P) b) Am C: 3 Wolken, kein freies Paar → trigonal-planar, etwa 120° (2 P) c) Dipol: Die drei Partner sind nicht gleich (ΔEN C–O 0,8, C–F 1,4), die Schwerpunkte fallen nicht zusammen (2 P).
Ergebnis
| Aufgabe | Thema | Punkte |
|---|
Notenschema
| Punkte | Note | Beurteilung |
|---|---|---|
| 46 – 50 P | 1 | sehr gut |
| 40 – 45 P | 2 | gut |
| 30 – 39 P | 3 | befriedigend |
| 22 – 29 P | 4 | ausreichend |
| 12 – 21 P | 5 | mangelhaft |
| 0 – 11 P | 6 | ungenügend |