11 Themen mit kurzen Analysen: Definitionen, Kernfakten und Fragen aus dem Unterricht.
In diesem Kapitel analysieren wir die Chemie der Elemente der VA-Gruppe — der Pniktogene. Der Schwerpunkt liegt auf zwei für Biochemie und Medizin wichtigsten Makroelementen: Stickstoff und Phosphor. Sie studieren deren allgemeine Charakteristik, physikochemische Eigenschaften sowie wichtige Klassen anorganischer Derivate.
Der Abschnitt behandelt nacheinander Verbindungen des oxidierten Stickstoffs (einschließlich salpetriger Säure und Nitrite von enormer toxikologischer Bedeutung) sowie die Phosphorchemie. Für letztere werden Phosphin, Phosphide, Halogenide, Oxide und das gesamte Spektrum der Säuren im Detail besprochen. Besonderes Augenmerk gilt den Phosphaten — der Grundlage des Knochengewebes und einer essenziellen Komponente intrazellulärer Puffersysteme.
In Kolloquien und Prüfungen fragen Dozenten am häufigsten nach dem Redox-Dualismus von Nitriten, der Hydrolyse von Phosphorhalogeniden und den Disproportionierungsreaktionen von Stickstoffoxiden. Machen Sie sich unbedingt mit der Struktur der Phosphorsäuren vertraut — Unkenntnis über deren Basizität ist die häufigste Ursache für Punktabzug.
Das Stickstoffatom besitzt kein freies d-Subniveau auf der äußeren Energiestufe, weshalb eine Entpaarung der s-Elektronen und die Bildung von fünf kovalenten Bindungen unmöglich sind. Die maximale Kovalenz von Stickstoff beträgt vier.
Warum zeigt Stickstoff niemals die Wertigkeit V?
Das Stickstoffatom hat in seiner äußeren Elektronenschale kein d-Subniveau. Aus diesem Grund kann es nicht in einen angeregten Zustand übergehen und seine s-Elektronen zur Bildung von fünf Bindungen entpaaren.
Warum hat eine Ammoniaklösung alkalische Eigenschaften?
Im Ammoniakmolekül besitzt das Stickstoffatom ein freies Elektronenpaar, das als Donor für ein Proton des Wassers fungieren und Hydroxid-Ionen freisetzen kann.
Warum werden Oxidationsstufen in Stickstoffoxiden als Durchschnittswerte bezeichnet?
In komplexen Oxiden wie N₂O oder N₂O₃ befinden sich die Stickstoffatome innerhalb desselben Moleküls in unterschiedlichen Elektronenzuständen und haben eine unterschiedliche Umgebung. Daher ist die ihnen zugeschriebene Oxidationsstufe eine mathematische Mittelung.
Starke Schwefelsäure verdrängt die schwache salpetrige Säure, welche sofort in Wasser und Dinitrintrioxid zerfällt.
Starke Schwefelsäure verdrängt die schwache salpetrige Säure, welche sofort in Wasser und Dinitrintrioxid zerfällt.
Warum entsteht bei der Reaktion von Salpetersäure mit Metallen kein Wasserstoff?
Im sauren Milieu ist das Nitration ein viel stärkeres Oxidationsmittel als das Wasserstoffion. Daher nimmt Stickstoff Elektronen vom Metall auf und bildet verschiedene Oxide oder Ammoniumsalze, während Wasserstoff zu Wasser gebunden wird.
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