Die Struktur-Eigenschaft-Beziehung

Die Eigenschaften eines Stoffes ergeben sich nicht nur aus den Atomen, die ein Stoff-Teilchen aufbauen. Entscheidend ist ebenfalls, wie sich die Atome anordnen und wie dadurch die Stoff-Teilchen miteinander agieren. In bestimmten Fällen können sich die gleichen Atome auf verschiedene Arten miteinander verbinden. Dadurch entstehen unterschiedliche Teilchen, die daher auch unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Die Eigenschaften eines Stoffes sind daher nicht allein von den Atomen abhängig, die das Stoff- Teilchen ergeben. Auch die Art der „Verknüpfung“ untereinander spielt eine große Rolle. In den Naturwissenschaften bezeichnet man dies als Struktur- Eigenschafts-Beziehung.

Beispiel: Harmlos vs. ätzend

Wasser besteht aus den Elementen Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O). Dasselbe gilt für Wasserstoffperoxid. In der Steinbachschreibweise würde man beide Stoffe mit H/O abkürzen. In dieser Schreibweise ließen sich beide Stoffe nicht voneinander unterscheiden. Ein Grund für die Verwendung chemischer Formeln. Die chemische Formel von Wasser lautet H 2 O, jene von Wasserstoffperoxid H 2 O 2 . Während Wasser eine harmlose Flüssigkeit ist, hat Wasserstoffperoxid zum Beispiel ätzende Eigenschaften. “Schuld” an diesen anderen Eigenschaften ist dieses eine zusätzliche Sauerstoff-Atom und damit die unterschiedliche Anordnung.

Beispiel: Siede- und Schmelztemperatur

Ein einzelnes Wasser-Teilchen besitzt keine Siede- und Schmelztemperatur. Diese Eigenschaft ergibt sich erst durch das Zusammenspiel zahlreicher Wasser-Teilchen. Zwischen verschiedenen Wasser-Teilchen herrschen Anziehungskräfte (siehe: “Das Minicles Modell”). Diese Anziehungskräfte müssen überwunden werden, wenn man Wasser zum schmelzen oder sieden bringen will. Auch die Siede- und Schmelztemperatur von Wasserstoffperoxid ergibt sich aus dem Zusammenspiel zahlreicher Wasserstoffperoxid-Teilchen. Die Stärke der Anziehungskräfte zwischen Wasser-Teilchen und der zwischen Wasserstoffperoxid-Teilchen ist unterschiedlich groß. Weil die Wasser-Teilchen und die Wasserstoffperoxid-Teilchen untereinander anders miteinander agieren. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Siede- und Schmelztemperaturen: Schmelztemperatur: Wasser:     0°C Wasserstoffperoxid: -0,4°C Siedetemperatur: Wasser: 100°C Wasserstoffperoxid: 150°C  

Beispiel: Die Modifikationen des Kohlenstoffs

Auch bei den Elementen findet man diese Struktur-Eigenschaft-Beziehung. Kohlenstoff kennt man im Alltag als Kohle oder Asche. Reine Kohle (ohne irgendwelche Verunreinigungen) besteht ausschließlich aus Kohlenstoff-Atomen. Doch auch Diamanten bestehen ausschließlich aus Kohlenstoff- Atomen. Das folgende im Jahr 2013 gedrehte Video zeigt dazu ein Experiment und liefert die Erklärungen.  
Wasserstoffperoxid H2O2 Wasser H2O Die Struktur-Eigenschafts-Beziehung
minicles.de
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