Radikale oder Ionen? Zehn Übungen dazu, wann eine Bindung gerecht geteilt wird und wann nicht.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.
A1
Homolyse oder Heterolyse?
AFB I
Ordnen Sie jeden Vorgang der passenden Spaltungsart zu.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Homolyse
2Heterolyse
Radikale (ungeladen, ungepaartes Elektron) zeigen die Homolyse an, Ionenpaare die Heterolyse. NO₂ ist selbst ein Radikal. Auch jede Protolyse ist eine Heterolyse der O–H-Bindung.
Ansatz: Entstehen geladene Teilchen oder ungeladene Bruchstücke?
Weiter: Säure-Base-Reaktionen spalten eine polare O–H- bzw. H–X-Bindung.
A2
Stimmt's? — Bindungsbruch
AFB I
Nennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Wer Radikal und Ion verwechselt, verliert bei allen Mechanismen den Faden.
Ansatz: Zählen Sie die Elektronen, die jeder Partner mitnimmt.
Weiter: Was leisten Wassermoleküle für Ionen?
A3
Lückentext: Brom im Licht
AFB I
Beschreiben Sie die Spaltung eines Brom-Moleküls im Licht mit den Fachbegriffen.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Im Licht wird das Brom-Molekül gespalten. Jedes Brom-Atom erhält der beiden Bindungselektronen und ist damit ein . Man zeichnet den Vorgang mit zwei . Weil beide Atome gleich sind, bietet sich eine Heterolyse nicht an.
„Anion“ passt nicht: Ein Brom-Atom mit sieben Valenzelektronen ist ungeladen.
Ansatz: Gleiche Partner — gerechte Teilung.
Weiter: Halbe Pfeilspitze = ein Elektron.
A4
Rechenkette: Iodwasserstoff in der Gasphase
AFB II
Gegeben: \(D(\text{H–I}) = 298\,\text{kJ/mol}\), Ionisierungsenergie \(E_\text{i}(\text{H}) = 1312\,\text{kJ/mol}\), bei der Elektronenaufnahme durch I frei werdende Energie \(E_\text{ea}(\text{I}) = 295\,\text{kJ/mol}\). Berechnen Sie schrittweise die Enthalpie der heterolytischen Spaltung \(\ce{HI(g) -> H+(g) + I-(g)}\).
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Homolyse \(\ce{HI -> H + I}\): \(\Delta H_1\) =kJ/mol
nach Ionisierung von H: \(\Delta H_1 + E_\text{i}\) =kJ/mol
\(\Delta H_{\text{het}}\) =kJ/mol
\(\Delta H_{\text{het}} = 298 + 1312 - 295 = 1315\,\text{kJ/mol}\) — etwa 4,4-mal so viel wie die Homolyse. Typischer Fehler: die frei werdende Energie der Elektronenaufnahme addieren statt subtrahieren.
Ansatz: Denken Sie sich die Heterolyse als Homolyse plus Elektronenübertragung.
Weiter: Frei werdende Energie wird abgezogen.
A5
Wohin geht das Paar?
AFB II
Bestimmen Sie für jede Bindung unter der genannten Bedingung die Art der Spaltung.
Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Bindung, Bedingung
homolytisch
Paar → links
Paar → rechts
H–I in Wasser
I–I, Sonnenlicht, Gasphase
F–H in Wasser
H–H bei 3000 °C
(CH₃)₂CH–I in Wasser/Ethanol
Bei „F–H“ steht das elektronegativere Atom links — die Schreibrichtung ändert nichts an der Chemie. Iod (EN 2,7) ist nur wenig elektronegativer als C (2,5), dennoch spaltet C–I im polaren Lösungsmittel heterolytisch, weil I⁻ gut solvatisiert wird.
Ansatz: Erst Bedingung lesen, dann EN vergleichen.
Weiter: Achten Sie darauf, welches Atom links steht.
A6
Fehlersuche: Pfeile und Teilchen
AFB II
Überprüfen Sie die Notizen und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Pfeilrichtung und Ladung folgen aus einer Frage: Wer nimmt das Elektronenpaar mit?
Ansatz: Prüfen Sie Pfeilstart, Elektronenzahl und Ladung.
Weiter: Drei Zeilen sind falsch.
A7
Beobachtung und Ursache
AFB II
Erklären Sie die Beobachtungen, indem Sie jeder die zutreffende Ursache zuordnen.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Die letzte Zeile ist die Umkehrung einer Homolyse: Zwei Radikale vereinigen sich.
Ansatz: Entstehen Radikale oder Ionen?
Weiter: Welche Rolle spielt das Lösungsmittel?
A8
Mix: Bromierung von 2-Methylpropan (5.2.2, 5.2.4)
AFB III
2-Methylpropan wird im Licht mit Brom umgesetzt. Beurteilen Sie, welche Aussagen zutreffen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Die gesamte Reaktion verläuft über Radikale; in der Gasphase gibt es keine Ionen, weil die Heterolyse dort viel zu viel Energie kostet.
Ansatz: Welche Teilchen treten in einer Radikalkette auf?
Weiter: Ionen brauchen ein polares Lösungsmittel.
A9
Energie für den Bruch
AFB III
Vergleichen Sie den Energiebedarf und ordnen Sie von „am wenigsten“ zu „am meisten Energie“ (Gasphase).
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1I–I homolytisch
2Br–Br homolytisch
3H–I homolytisch
4H–H homolytisch
5O=O homolytisch (Doppelbindung)
6H–I heterolytisch
I–I 151, Br–Br 193, H–I 298, H–H 436, O=O 498 kJ/mol; die Heterolyse von H–I kostet ≈ 1315 kJ/mol. Größere Atome → längere, schwächere Bindungen; Doppelbindungen sind stärker; Ionenbildung in der Gasphase ist am teuersten.
Ansatz: Größere Atome bilden längere und schwächere Bindungen.
Weiter: Die Heterolyse in der Gasphase übertrifft alle Homolysen deutlich.
A10
Trickaufgabe: Ungepaarte Elektronen zählen
AFB III
0,20 mol Br₂ werden im Licht vollständig homolytisch gespalten; zusätzlich werden 0,30 mol HI in Wasser vollständig heterolytisch gespalten. Ermitteln Sie die Stoffmenge an ungepaarten Elektronen, die dabei entsteht.
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Br₂ → 2 Br·: 0,40 mol Radikale mit je einem ungepaarten Elektron. Die Heterolyse von HI liefert H⁺ und I⁻ — beide ohne ungepaartes Elektron. Summe: 0,40 mol. Falle: 0,40 + 0,60 = 1,00 mol.
Ansatz: Welche der entstehenden Teilchen sind Radikale?
Weiter: Ionen aus einer Heterolyse haben nur Elektronenpaare.
