Die Einteilung der Stoffe

Als Stoffe bezeichnet man jegliches greifbares Material. Allerdings ist ein Stoff nicht gleich ein Stoff. Stoffe werden nämlich streng eingeteilt in verschiedene Arten. Im Folgenden wird die gesamte Einteilung aufgelistet.

Zunächst werden die Stoffe in zwei große Gruppen unterteilt:

1. Gemische
2. Reinstoffe

1. Gemische

Als Gemische bezeichnet man all jene Stoffe, die aus mehreren Stoffen bestehen. Gemische haben keine chemische Formel und sind außerdem immer trennbar durch ein physikalisches Trennverfahren. Beispiele für ein Gemisch sind Milch und Bronze.

2. Reinstoffe

Reinstoffe werden all jene Stoffe genannt, die keine Mischung aus mehreren Stoffen sind. Sie sind, im Gegensatz zu den Gemischen, nicht trennbar durch ein physikalisches Trennverfahren. Außerdem haben Reinstoffe eine chemische Formel. Beispiele sind Sauerstoff (O2) oder Wasser (H2O)

Die Gemische werden wiederum eingeteilt in zwei weitere Gruppen:

1. Homogene Gemische
2. Heterogene Gemische

1. Homogene Gemische

Homogene Gemische sind immer eine einheitliche, gleichmäßige Masse. Die einzelnen Bestandteile sind nicht unterscheidbar. Ein Beispiel ist Salzwasser.

2. Heterogene Gemische

Heterogene Gemische werden jene Gemische genannt, welche eine ungleichmäßige Masse darstellen. Die einzelnen Bestandteile sind dabei mehr oder weniger unterscheidbar. Ein Beispiel dafür ist Schmutzwasser.

Auch die Reinstoffe können weiter eingeteilt werden in folgende Gruppen:

1. Element
2. Verbindung

1. Element

Als Element bezeichnet man einen Stoff, der nicht mehr weiter trennbar ist. Alle Elemente findet man im Periodensystem. Die Elemente kann man weiterhin in drei verschiedene Kategorien unterteilen:
-Metall (Beispielsweise Magnesium)
-Halbmetall (Beispielsweise Bor)
-Nichtmetall (Beispielsweise Helium)

2. Verbindung

Eine Verbindung besteht aus mehreren Elementen. Sie ist durch ein chemisches Verfahren trennbar. Ein Beispiel für eine Verbindung ist Wasser (H2O, eine Verbindung aus Wasserstoff H und Sauerstoff O)

Aggregatzustand

Als Aggregatzustand bezeichnet man den Zustand eines Stoffes bei Zimmertemperatur (dies entspricht etwa zwanzig Grad Celcius).
Man unterscheidet dabei drei verschiedene Aggregatzustände: Fest, Flüssig und Gasförmig.
Ein Stoff kann je nach Temperaturveränderung oder Druckveränderung seinen Aggregatzustand wechseln.
Wenn ein Stoff von dem festen Zustand in den flüssigen übergeht, nennt man dies schmelzen. Wird ein flüssiger Stoff gasförmig, so bezeichnet man dies als verdampfen. Als kondensieren bezeichnet man den Übergang vom Gasförmigen ins Flüssige. Wird ein flüssiger Stoff fest, nennt man das gefrieren. Der Übergang vom Festen ins Gasförmige wird als sublimieren bezeichnet. Umgekehrt bezeichnet man es als Resublimieren.

Physikalische Trennverfahren

Je nach den unterschiedlichen Eigenschaften der Stoffe gibt es eigene Methoden, zwei Stoffe voneinander zu trennen. Es gibt folgende Trennverfahren:
-Filtrieren (Aufgrund unterschiedlicher Größe der Teilchen bleibt der eine Stoff im Filter)
-Destillieren (Aufgrund unterschiedlichen Siedepunkt wird beispielsweise Alkohol von Wasser getrennt)
-Extrahieren (Aufgrund unterschiedlicher Flüchtigkeit verdunstet der eine Stoff früher als der andere)
-Chromatographie (Aufgrund unterschiedlicher Haftfestigkeit)
-Scheiden (Aufgrund unterschiedlicher Dichte kann ein Stoff problemlos vom anderen abgegossen werden)
-Ausdampfen (Aufgrund unterschiedlicher Siedetemperatur wird beispielsweise bei Salzwasser das Wasser verdampft; Das reine Salz bleibt übrig.

Metalle

Metalle zeichnen sich durch typische Eigenschaften aus. Sie haben einen charakteristischen Metallglanz und sie sind verformbar. Außerdem sind sie mehr oder weniger elektrisch leitfähig und auch wärmeleitfähig.
Ein Homogenes Gemisch, welches aus zwei oder mehreren Metallen besteht, bezeichnet man als Legierung. Beispielsweise ist Bronze eine Legierung aus Kupfer und Zinn; Messing hingegen ist eine Legierung bestehend aus Kupfer und Zink.
Bereits in der Steinzeit bearbeitete und verwendete der Mensch Metalle zu seinem eigenen Nutzen. Dazu gehören Gold, Silber, Kupfer und Meteoreisen.

Geschichte

Im Mittelalter war der Physiker, Atomist und Philosoph Demokrit der erste, der das Atom “Atom” nannte. Atom bedeutet etwa soviel wie “unteilbar”. Zu dieser Zeit glaubte man tatsächlich noch, die Materie bestehe aus kleinen, unteilbaren Teilchen. Heute weiß man allerdings, auch die Atome sind teilbar - durch Kernspaltung. Dies ist ein physikalisches Trennverfahren.

Ein Atom besteht, grob gesagt, aus drei verschiedenen Bestandteilen:

1. Atomkern
2. Leerer Raum
3. Atomhülle

1. Der Atomkern

Er ist das massereiche Bestandteil des Atoms. Zudem ist er immer positiv geladen.
Der Kern enthält eine bestimmte Anzahl an Protonen p+ sowie an Neutronen n0. Vorkommen von Protonen und Neutronen im Atomkern
Protonen: Alle Atome mit gleicher Protonenanzahl/ Ordnungszahl/ Kernladungszahl gehören zum gleichen Element (Beispielseise alle Schwefel Atome haben die Kernladungszahl 16, also haben sie 16 Protonen im Atomkern.)
Neutronen: Die Anzahl der Neutronen kann variieren, auch bei Atomen desselben Elements. Das bedeutet also, 2 Atome des gleichen Elements können eine unterschiedliche absolute Atommasse (Massezahl) haben. Dies wird als Isotop bezeichnet.
Die absolute Atommasse (Massezahl), die im Periodensystem angegeben ist, ist der Durchschnitt der verschiedenen Massezahlen der Isotope. Die Massezahl ist also relativ.

2. Leerer Raum

Der Leere Raum stellt den größten Teil des Atoms dar. Seine Größe ist verhältnismäßig so groß zum Kern, wie ein Turm zu einem Streichholzkopf.

3. Atomhülle

Die Atomhülle ist nahezu masselos. Sie ist negativ geladen, da sie die negativen Teilchen, die Elektronen, enthält. In der Atomhülle befinden sich diese Elektronen, die um den Kern kreisen. Die Atomhülle besteht aus sieben Schichten: KLMNOPQ
(Schichten sind unterteilt nach dem Elektronen-Vorkommen. Je weiter man nach außen geht, desto mehr Elektronen gibt es, und desto stärker die Energie).

Man bezeichnet ein Atom als neutrales Atom, wenn es gleich viele Protonen wie Elektronen im Atom gibt und es so keine Ladung hat. Ein Ion hingegen ist ein Geladenes Atom. Es wird dabei unterschieden zwischen Kation, ein positives Ion, und Anion, ein negatives Atom. Die Ladungszahl gibt an, worum es sich handelt.