Kapitel
- 01. Ein Blick in die Geschichte der Chemie lohnt sich
- 02. Die grundlegenden Konzepte der Chemie
- 03. Ein paar wichtige Chemiebegriffe
- 04. Was Du in Deinem Chemiekasten brauchen wirst
- 05. Die wichtigsten Chemiker aller Zeiten
- 06. Welche Erfindungen hat die Chemie zu bieten?
- 07. Chemiefakten, die Dich verblüffen werden
Chemie ist ein Feld, dessen Früchte Du überall um Dich herum sehen kannst. Wenn Du einen Moment darüber nachdenkst, fällt Dir auf, dass Alles - egal ob natürlich oder künstlich - auf der Basis von Chemie und den Entdeckungen, die Wir in dem Feld gemacht haben, funktioniert. Glühlampen? Chemie in Action. Du tankst Dein Auto? Ebenfalls Chemie. Du brätst ein Ei? Beim Kochen wirst Du wortwörtlich Zeuge einer chemischen Reaktion.
Es ist wirklich schwer, die Rolle der Chemie in Unsrem Alltag zu überspitzen. Immerhin bestehen Wir selbst aus den Atomen und Molekülen, welche in dieser Disziplin untersucht werden. Auch die Biologie beruht sich auf diesem Fach, welches all diejenigen Mechanismen erklärt, dank derer Wir atmen, sehen, Uns bewegen und essen.
Wenn Du also das nächste Mal im Chemieunterricht in der Schule sitzt und darüber nachdenkst, wie sehr du das Fach hast, wie sehr Dich das Alles nicht interessiert und wie langweilig und sinnlos es ist, erinner Dich daran, dass es nichts grundlegenderes auf der Welt gibt, als die Dinge, die Du hier lernst. Chemie ist alles Andere als sinnlos.
Um das zu beweisen, haben Wir die interessantesten Dinge der Welt der Chemie aus dem Lehrbuch genommen. Diese Einleitung in die Chemie befasst sich nicht nur mit funktionellen Gruppe, Atomstrukturen und Säuren und Basen. Auch wenn der Chemieunterricht das nicht zu schaffen vermag, möchten Wir Dir zeigen, dass Chemie in der echten Welt Spaß macht.
Ein Blick in die Geschichte der Chemie lohnt sich
Am Anfang war das Feuer - und die ersten menschenähnlichen Wesen ohne es zu wissen, setzten eine Reihe von komplexen chemischen Reaktionen in Gang. Hier begann das Abenteuer Chemie und es wurden über Jahrtausende filmreife, faszinierende Geschichten von Pionieren und Entdeckern erzählt.
Geschichten aus der Zeit der Alchemie, die vom Stein der Weisen, von Betrügern und Quacksalbern berichteten. Aber auch von neuen Stoffen wie dem Porzellan und großen Entdeckungen, ohne die es die heutige Welt in dieser Form nicht geben würde.
Ab dem 19. Jahrhundert entwickelte sich die Wissenschaft der Chemie rasant, geschuldet den vielen klugen Köpfen der damaligen Zeit. Der größte deutsche Chemiker des 19. Jahrhunderts, Justus von Liebig entwickelte Phosphatdüngemittel, die tausende Menschen vor dem Hungertod rettete.
In monatelanger Schwerstarbeit, in einem pechverschmierten Eisenbahnwaggon, der zum Labor umfunktioniert wurde, gelang es dem Ehepaar Curie Ende des 1900 Jahrhunderts etwa 100 mg Radium zu isolieren. Vor diesem Hintergrund betrachtet man Radium nicht mehr als schnödes Element der zweiten Hauptgruppe.
Aber nur allein durch den verantwortungsvollen Umgang und den Erkenntnissen der Vergangenheit, ergibt sich aus den Stoffen ein Nutzen für die Menschheit.
Denken wir an das Molekül Ammoniumnitrat, eingesetzt als Düngemittel ein Segen für die Menschheit und Bewahrer vor Hungersnöten. Der gleiche Stoff wurde als Sprengstoff im Krieg verwendet und vernichtete Menschenleben oder war Ursache verheerender Unfälle bei denen Todesopfer und Verletzte zu beklagen waren.
Auch organische Moleküle haben die Welt verändert, beschäftigt man sich damit, erfährt man etwas über die Geburtsstunde des Heroins oder des Polyamids, das als Nylonstrumpf Karriere machte.
Ohne den Blick in die Geschichte der Chemie wären viele wichtige Fakten auf der Strecke geblieben. Die Ereignisse aus der Vergangenheit prägen unsere Zukunft, denn die Geister, die wir riefen, werden wir nicht wieder los.
Die grundlegenden Konzepte der Chemie
Gehen Wir kurz die wichtigsten Ideen der allgemeinen Chemie durch, die Du versehen solltest, und die für Wissenschaftler selbstverständlich sind. Wo fangen Wir an? Richtig geraten; beim Periodensystem der Elemente.
Das Periodensystem
Klar, das Periodensystem hast Du bestimmt schonmal in einem Labor oder im Chemieunterricht gesehen. Keine Chemieabteilung ist ohne eins vollständig. Aber wofür braucht man es überhaupt?
Du hast sicher von Elementen gehört, oder? Diese reinen Substanzen mit Namen wie Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Kalium. Sie können nicht mehr in andere Substanzen geteilt werden und stehen in dieser Form im Periodensystem.
Die Tabelle ist nach der Ordnungszahl, also der Zahl der Atome jedes Elements, und der Reaktivität, von niedrig bis hoch, angeordnet.
Behalt sie im Kopf, denn sie kommt Überall vor.
Chemische Reaktionen
Das A und O der physikalischen Chemie sind aber chemische Reaktionen. So nennt man das, was passiert, wenn Du ein Toast verbrennst, wenn Du atmest, wenn Du ein Feuer anzündest - kurz gesagt also fast Alles, was Du tust. Das ist es, was Du in der Schule lernst.
Wir wissen, dass Alles um Uns herum aus Beziehungen zwischen einem Typ von Molekülen oder Atomen mit anderen Typen ist, die sich häufig binden (dabei bilden reine Moleküle Verbindungen). Da diese molekularen Beziehungen aber nie stabil, verändern sie sich, wenn Hitze oder eine andere bestimmte Substanz vorhanden ist.
Ändern sich also die Umstände, so ändert sich die Anordnung der Moleküle und die ihrer Ione und Elektronen, was gemeinhin als chemische Reaktion bekannt ist.
Säuren und Basen
Säuren und Basen sind Uns sicher schon über den Weg gekommen. Einige unter Uns verwenden Säuren sogar fast täglich in Form von Zitronen oder Essig.
Basen wirken vielleicht anfangs etwas weniger familiär. Aber wenn Du Dir jemals die Hände mit Seife gewaschen hast oder Dein Badezimmer mit Bleichmittel gereinigt hast, dann warst Du in Kontakt mit einer Base (auch unter dem Namen Alkali bekannt).
Auf theoretischer Eben geben Säuren in einer chemischen Reaktion ein Proton an den Reaktionspartner ab, während Basen eins aufnehmen. Es mag zu einfach um wahr zu sein klingen, aber dieser recht klar ersichtliche Prozess ist das Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen den Beiden.
Wenn Du mehr Details zu den gerade vorgestellten Ideen erfahren willst, schau Dir Unseren Artikel zu den wichtigsten Konzepten der Chemie an!
Ein paar wichtige Chemiebegriffe
Wie Du Dir vorstellen kannst, müssen Chemiestudenten zahlreiche theoretische und analytische Begriffe lernen. Wenn Du ein erfolgreicher Chemiker werden möchtet, gehört das dazu, auch wenn es vielleicht einer der nervigsten Teile des Faches ist.
Also, weißt Du, was ein Polymer ist, oder ein Kohlenwasserstoff? Kennst Du den Unterschied zwischen kovalenten Bindungen und ionischen Bindungen? Hast Du einen Plan, was ein Katalysator oder ein chemisches Produkt ist? Oder Oxidation, Destillierung oder Titration?
Wir in Unserem Artikel zur essentiellen Terminologie der Chemie ein Lexikon der grundlegenden Chemiebegriffe erstellt. Es soll Dir helfen, wenn Du über chemischen Strukturen oder Aggregatzustände nachdenkst, oder wenn Du Dein ersten Chemieexperiment durchführen möchtest.
Was Du in Deinem Chemiekasten brauchen wirst
Wo Wir schon bei Experimenten sind, ohne das richtige Equipment wirst Du ungefähr gar keins durchführen können.
Du wirst Dich sicher schon einmal gefragt haben, warum Dein Chemieklassenraum vollgestopft mit Dingen ist, die Du außerhalb vom Chemielabor noch nie gesehen hast. Der Grund dafür ist, dass Du für das effektive und vor Allem sichere Durchführen von Chemieexperimenten allerlei Ausrüstung brauchst.
Ein grundlegendes Gerät in der Chemie ist der Bunsenbrenner, welcher mit Gasantrieb funktioniert und eine sehr heiße, saubere und klare Flamme produziert. Hitze führt häufig zu chemischen oder physischen Veränderungen, die observierbar und analysierbar sind, weshalb der Bunsenbrenner zu einem der wichtigsten Werkzeuge der modernen Chemie geworden ist.
Um damit aber chemische Prozesse studieren zu können, brauchst Du außerdem noch Reagenzgläser, Glaskolben, Pipetten, Büretten und auf jeden Fall Schutzbrillen und -handschuhe, damit Du Dir nicht wehtust.
Um die Verbindungen der Substanzen zu verstehen, mit denen Du arbeitest, sind ein paar weitere Gerätschaften nützlich: Ein Thermometer , ein Molekülmodell und Lackmuspapier.
Schau Dir Unsere vollständige Liste zum wichtigsten Chemieequipment in Unserem dazugehörigen Artikel an!
Die wichtigsten Chemiker aller Zeiten
Wenn Wir Lavoisier, Dalton oder Berzelius sagen würden, wüsstest Du, wovon Wir sprächen? Wie sieht’s mit Mendeleev oder Nobel aus? Würde Dir Linus Pauling etwas sagen?
All diese Menschen haben eines gemein: Sie gehören zu den wichtigsten Chemikern aller Zeiten!
Hast Du jemals darüber nachgedacht, wer die chemischen Elemente entdeckt haben könnte? Oder wie all diese eigenartigen Theorien zu chemischen Eigenschaften oder Analysen in deinem Lehrbuch gelandet sind? Zu danken (oder beschuldigen) für all das hast Du diesen Leuten.
Seit dem 18. Jahrhundert denken, schreiben und experimentieren so einige Menschen, nur um zu verstehen, was zur Hölle passiert, wenn Du Gase erhitzt oder was überhaupt chemische Bindungen sind. Dein Chemielehrbuch ist nicht einfach mit Wissen gefüllt vom Himmel gefühlt. Diese Ideen wurden von hart arbeitenden Menschen entwickelt, deren Beitrag an die Wissenschaft enorm ist.
Klick auf den Link, wenn Du mehr darüber erfahren möchtest, wer diese Menschen waren, und wer der wichtigste Chemiker aller Zeiten ist.
Welche Erfindungen hat die Chemie zu bieten?
Wie Wir bereits erwähnt haben besteht Alles um uns herum aus Chemie, von Unseren Medikamenten bis hin zu den Mitteln, mit denen Wir Unser Essen düngen. Trotzdem nochmal zum mitschreiben: Alles, was Du anfasst, ist das Resultat eines chemischen Prozesses.
Schauen Wir Uns den Bildschirm an, mit dem Du das hier wahrscheinlich liest. Woraus besteht er? Wie zeigt er diese Wörter an, die Du gerade liest? Wie kann er so klein sein, wenn noch vor einem Jahrzehnt Unsere Fernseher fast so groß Wie Unsere Schränke waren?
Die Antwort liegt in der Chemie, und dieses Ding, auf das Du schaust, besteht aus chemischen Verbindungen, die das Resultat hingebungsvoller Experimente sind. Für diese spezifische Technologie kannst Du einem Herren namens George Gray danken. Seine Forschung in der Chemie hat nicht nur verändert, wie Wir Informationen konsumieren, sondern auch, wie Wir mit Unseren Freunden und Familien kommunizieren, wie Wir Sachen Kaugen und wie Wir arbeiten. All das wäre ohne Grays Bildschirm, die es Uns erlaubte, Unsere Computer in die Tasche zu stecken, nicht möglich gewesen!
Egal ob radioaktive Elemente zur Krebsbehandlung oder formbaren Plastik für Verpackungen, in Unserem Artikel findest Du interessante Details über die wichtigsten Entdeckungen der Chemie.
Chemiefakten, die Dich verblüffen werden
Zu guter Letzt haben Wir eine Liste der erstaunlichsten Chemiefakten erstellt.
Chemie ist viel mehr als die dröge Vorlesung Deines Schullehrers oder die Gleichungen und Mitschriften, die Du als Hausaufgabe lernen musst.
Dich wird es also wahrscheinlich nicht wundern, dass Dingen wie Coca-Cola und Feuerwerke chemische Erfindungen mit ziemlich coolen Geschichten sind.
Andererseits wirst Du wahrscheinlich nicht gewusst haben, dass die chemischen Element in Deinem Körper kaum 70 Cent wert sind, oder dass man aus dem Kohlenstoff in Deinem Körper fast 10.000 Bleistifte herstellen könnte!
Von Bienen und Wespen bis Wasser, Schach und Glass ist die Chemie wirklich ein Fach voller Überraschungen.
Die Plattform, die Lehrkräfte und SchülerInnen miteinander verbindet
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