Chemie und Materie

Anorganische Chemie ist eine frei verfügbare Einführung in die anorganische Chemie. Details zum Buch finden Sie im Editorial....

Home Grundlegende Begriffe Chemie und Materie
Siehe auch: Chemische Elemente, Atome und Moleküle

Search the VIAS Library \| Index
Chemie und Materie Autor: Hans Lohninger Was ist Materie? Welche Zustände kann Materie annehmen? Welche Eigenschaften hat Materie? Welche Arten von Materie gibt es? Wie ändert sich Materie? - Das sind typische Fragen, auf die die Chemie eine Antwort geben kann. Aus diesen Fragen lässt sich auch eine Definition der Chemie ableiten: Chemie ist jene Wissenschaft, die sich mit den Eigenschaften, dem Aufbau und der Veränderung von Materie beschäftigt. (Physiker werden hier sicher widersprechen - aber das nimmt ein Chemiker im Wissen, dass letztendlich unsere Welt ohnehin nur ein mathematisches Konstrukt ist, gelassen hin ;-) Was ist nun Materie? Etwas lapidar formuliert, ist Materie alles was Platz braucht und eine Masse aufweist, wobei die Bezeichnung "Masse" in irgendeiner Weise mit der Menge der betrachteten Materie zusammenhängt. Um den Begriff Materie näher zu definieren, wollen wir im Folgenden ein paar wichtige Aspekte in Zusammenhang mit Materie besprechen. Zustand der Materie Materie tritt beim ersten Hinsehen in drei verschiedenen Zuständen auf: fest, flüssig und gasförmig. Die Unterscheidung dieser drei Zustände lässt sich über Form und Volumen erreichen: feste Stoffe haben eine feste Form und ein fixes Volumen, flüssige Stoffe haben ein fixes Volumen und variable Form, und gasförmige Stoffe haben sowohl eine variable Form als auch ein variables Volumen. Der Zustand eines Stoffes kann sich z.B. in Abhängigkeit von Druck und Temperatur ändern. So gibt es bei Normaldruck kein flüssiges Kohlendioxid, erhöht man den Druck auf mindestens 5.2 bar, so kann Kohlendioxid auch flüssig auftreten. Eigenschaften von Materie Materie kann durch seine Eigenschaften eindeutig beschrieben werden, wobei man hier physikalische und chemische Eigenschaften unterscheidet (interessanterweise sind es gerade auch die physikalischen Eigenschaften, die für den Chemiker mindestens ebenso wichtig sind wie die chemischen). Unter physikalischen Eigenschaften versteht man Eigenschaften, die beobachtet werden können, ohne dass sich der betreffende Stoff chemisch ändert. Beispiele dafür sind die Farbe, der Schmelzpunkt, die Dichte, die Härte, die Sprödigkeit, etc. Im Gegenzug dazu versteht man unter chemischen Eigenschaften jene, die irgendeine Art von chemischer Veränderung beschreiben oder eine solche verhindern. So ist zum Beispiel das Entstehen von Rost, wenn man Eisen feuchter Luft aussetzt, eine chemische Eigenschaft des Eisens - Eisen reagiert mit Bestandteilen der Luft und bildet eine neue Substanz. Eisen hat also eine geringe Korrosionsbeständigkeit. Im Gegensatz dazu hat Gold eine hohe Korrosionsfestigkeit. Andere Beispiele, bei denen chemische Eigenschaften eine Rolle spielen, sind: die Löslichkeit von Aluminium in Natronlauge, die allmähliche grünliche Verfärbung von Kupfer an feuchter Luft, oder die heftige Reaktion von Natrium mit Wasser. Meistens sind chemische Eigenschaften mit Reaktionen mit anderen Substanzen verbunden. Allerdings gibt es auch chemische Eigenschaften, die sich z.B. auf die Stabilität einer Substanz beziehen (so zersetzt sich Wasserstoffperoxid bei Bestrahlung mit UV-Licht in Wasser und Sauerstoff). Veränderungen von Materie Betrachtet man die Veränderungen die Materie ausgesetzt ist, so kann man physikalische und chemische Veränderungen unterscheiden. Bei physikalischen Veränderungen bleibt die Substanz die selbe, nur ihr Erscheinungsbild ändert sich (wenn z.B. Wasser gefriert wird es zwar zu Eis, bleibt aber immer noch Wasser im chemischen Sinn; oder wenn metallisches Zinn unter 13.2°C abgekühlt wird, zerfällt es zu einem Pulver, bleibt aber immer noch Zinn). Bei chemischen Veränderungen entstehen neue Substanzen und einer oder mehrere bestehende Stoffe verschwinden. So ist die Auflösung von Natrium in Wasser eine chemische Veränderung, da Natrium verschwindet und dafür Natriumhydroxid entsteht. Reinsubstanzen und Mischungen Untersucht man natürlich vorkommende Substanzen (z.B. Granit aus Böhmen, oder Kreide aus Rügen) genauer, so stellt man fest, dass manche Stoffe Mischungen sind (Granit ist eine Mischung aus den Mineralien Feldspat, Quarz und Glimmer), andere aber Reinsubstanzen (Kreide aus Rügen ist reines Calciumcarbonat). Mischungen sind physikalische Kombinationen von zwei oder mehr Substanzen, die durch entsprechende physikalische Verfahren auch wieder voneinander getrennt werden können, während Reinsubstanzen mit physikalischen Mitteln (also ohne chemische Veränderungen) nicht in weitere Komponenten geteilt werden können. Chemische Elemente und Verbindungen Chemiker kennen zur Zeit (2011) knapp 10 Millionen Reinsubstanzen, wobei eine ganz kleine Anzahl davon (rund 100) eine spezielle Eigenschaft aufweist: Man kann diese wenigen Substanzen auch mit chemischen Mitteln nicht in weitere Bestandteile zerlegen. Diese nicht zerlegbaren Substanzen heißen chemische Elemente. Man unterscheidet also Elemente (wie z.B. Kupfer, Eisen oder Sauerstoff), die mit chemischen Mitteln nicht zerlegbar sind, und Verbindungen, die mit chemischen Methoden in chemische Elemente zerlegbar sind.
Home Grundlegende Begriffe Chemie und Materie

Last Update: 2013-08-08