Kapitel 5: Wasserstoff

  1. In welchen Eigenschaften unterscheidet sich elementarer Wasserstoff von allen anderen Elementen? S. 149, 152.
  2. Was sind die drei wichtigsten natürlichen Resourcen für die Herstellung von elementarem Wasserstoff? S. 149.
  3. Warum ist die Bindung im Molekül H2 stärker als alle anderen homonuklearen Einfachbindungen? S. 49, 120.
  4. Wofür wird der großtechnisch erzeugte Wasserstoff verwendet? Mindestens fünf Prozesse. S. 150.
  5. Wasserstoff ist ein Reduktionsmittel. Nennen Sie fünf andere Reduktionsmittel (mit Formeln).
  6. Warum rekombinieren die im interstellaren Raum vorhandenen H-Atome nicht zu H2-Molekülen, wie sie das auf der Erde tun? S. 153.
  7. Welche Koordinationszahlen (KZ) hat das H-Atom in den verschiedenen Wasserstoffverbindungen? Nennen Sie Beispiele für KZ>1. Was ist die höchste KZ von H-Atomen in chemischen Verbindungen?
  8. Was versteht man unter einer chemischen Kettenreaktion? Formulieren Sie die Gleichungen bei einem Beispiel. S. 154.
  9. Was versteht man unter einem kinetischen Isotopeneffekt? Erklärung an einem Beispiel. S. 152.
  10. Welche Isotope des Wasserstoffs werden in dem in Südfrankreich im Bau befindlichen Fusionsreaktor ITER zur Energiegewinnung eingesetzt? S. 190 (Siehe auch www.ipp.mpg.de)
  11. Ordnen Sie folgende Verbindungen nach steigender Säurestärke in wässriger Lösung: HClO, HNO3, HClO4, H3BO3, HBr. S. 164.
  12. Welche wässrige Säure ist stärker: Flusssäure oder Salzsäure (bei gleicher molarer Konzentration)? Mit Begründung. S. 163.
  13. Wie viele Wasserstoffbrücken liegen in dem komplexen Anion [H2SO4×HSO4]- vor? Zeichnen Sie eine Strukturformel. S. 180.
  14. Was sind die wichtigsten Eigenschaften einer Wasserstoffbrücken-Bindung?
  15. Warum ist das Molekül (HF)2 nicht linear? S. 183.
  16. Wasserstoffatome sind durch Röntgenbeugung nur schwierig zu lokalisieren, vor allem in Gegenwart von Schweratomen. Das Kation des Salzes [H3F2][Sb2F11] könnte eine der beiden folgenden Strukturen haben: syn-[H-F-H-F-H] + oder anti-[H-F-H-F-H] + . Eine Röntgenstrukturanalyse der Verbindung ergab im Jahre 1988, dass sich das Kation auf einem Symmetriezentrum der Raumgruppe befindet. Welche der beiden obigen Strukturformeln ist mit diesem Befund vereinbar? S. 171, 174.
  17. Welche Atomverknüpfung (Konnektivität) und Geometrie könnten wohl die folgenden gasförmigen Addukte haben: HF×NH3, HF×H2O, HF×HCl, D2O×H2O? S. 183.
  18. Welches dreiatomige Molekül liefert bei seiner Assoziation über Wasserstoffbrücken strikt lineare „molekulare Stäbe“? S. 181.
  19. Warum nimmt die Bindungsenergie zwischen HBr einerseits und den Aminen MeNH2, Me2NH und Me3N andererseits in dieser Reihenfolge der Amine zu? S. 180.
  20. Ordnen Sie die folgenden Teilchen nach steigender Protonenaffinität: Me3N, S2-, NF3, NH3, [N3]-, [OH]-. S. 183.
  21. Was versteht man unter einem Ionenaustauscher und wie funktioniert z.B. ein Kationenaustauscher?
  22. Was versteht man unter Protonenleitfähigkeit? Wieso kann man damit auch die Wanderung von Hydroxid-Ionen im elektrischen Feld erklären? S. 156.
  23. Wie unterscheiden sich Oxoniumsalze von isomeren Hydraten? S. 158.
  24. Wie ist die Definition für so genannte Supersäuren? Kennen Sie Beispiele für solche Säuren? S. 166.
  25. Warum haben Schneeflocken meistens eine sechszählige Symmetrie? S.175.
  26. Warum ist Wasser praktisch nicht in Hexan löslich und warum ist flüssiges Hexan praktisch nicht in Wasser löslich? S. 178.
  27. Im Eispanzer, der Grönland bedeckt, sind Gase eingeschlossen, die je nach Tiefe aus der Atmosphäre früherer Jahrhunderte oder Jahrtausende stammen und daher Aufschluss über die Zusammensetzung dieser urzeitlichen Atmosphäre geben können. In welcher Form liegen diese Gase Ihrer Meinung nach im Eis vor? S. 179.
  28. Was versteht man unter einem (chemischen) Wasserstoffspeicher? Welche Materialien kommen hierfür in Frage? S. 191.
  29. In dem Hydrat Na[BH4]×2H2O liegen kurze Diwasserstoffbindungen zwischen dem Anion und den Wassermolekülen vor. Zeichen Sie diese Struktur ausschnittsweise und erklären Sie das Zustandekommen dieser speziellen Bindungen. (Siehe Y. Filinchuk, H. Hagemann, Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 3127).