Mein erklärendes Verzeichnis nicht allgemeinverständlicher Begriffe in den naturwissenschaftlichen Fächern - Buchstabe A

Anna Heynkes, 20.12.2005

Absorption kommt vom lateinischen Wort absorbere und bedeutet allgemein verschlingen, aufsaugen oder "in sich aufnehmen". Man spricht von Absorption, wenn ein Schwamm eine Flüssigkeit aufsaugt, eine Wand Schall oder Licht schluckt, eine Flüsigkeit ein Gas in sich löst oder ein Gas bestimmte Anteile aus dem Lichtspektrum heraus filtert.

Absorptionsspektrum oder Absorptionslinienspektrum nennt man ein z.B. durch ein Prisma aufgefächertes Spektrum des sichtbaren Lichts oder allgemeiner der elektromagnetischen Wellen verschiedenster Frequenzen, wenn in diesem Spektrum einzelne Linien bzw. bestimmte Frequenzen fehlen, weil beim Durchgang durch Materie elektromagnetische Strahlung bestimmter Frequenzen verschluckt wurde. Die Energie der absorbierten Photonen wird von Materieteilchen aufgenommen und versetzt Moleküle in bestimmte Schwingungen oder hebt Elektronen auf höhere Energieniveaus. Die Materieteilchen können die aufgenommene Energie auch wieder in Form von Photonen abgeben, wenn beispielsweise ein Elektron wieder auf das niedrigere Energieniveau zurück fällt. Dabei wird genau der zuvor aufgenommene Energiebetrag wieder frei und es wird ein Photon abgestrahlt, welches in seiner Frequenz genau dem vorher absorbierten entspricht. Wenn ein Stoff aus dem Spektrum elektromagnetischer Strahlung Photonen bestimmter Frequenzen heraus filtert und dadurch im durch ihn hindurch strahlenden Licht ein Absorptionsspektrum erzeugt, dann strahlt dieser Stoff gleichzeitig ein Emissionsspektrum ab, welches aus elektromagnetischer Strahlung mit genau den Frequenzen besteht, die dem Absorptionsspektrum fehlen.

Adsorption kommt vom lateinischen Wort adsorbere und bedeutet allgemein ansaugen oder "an sich binden". Man spricht von Adsorption, wenn z.B. Aktivkohle auf ihrer großen Oberfläche Schadstoffe bindet.

Aggregatzustand nennt man die Erscheinungform eines Stoffes. Es gibt drei klassische Aggregatzustände, nämlich fest (s wie solid), flüssig (l wie liquid) und gasförmig (g wie gaseous). Feststoffe setzen Änderungen ihres Volumens und ihrer Form mehr oder weniger großen Widerstand entgegen. Flüssigkeiten setzen Volumenänderungen, nicht aber Formveränderungen Widerstand entgegen. Gase füllen immer den gesamten zur Verfügung stehenden Raum vollständig und gleichmäßig aus, weil sie weder form-, noch volumenbeständig sind. Teilweise werden auch das Plasma und das Bose-Einstein-Kondensat? als extreme Aggregatzustände gewertet.
Die Übergänge zwischen den verschiedenen Aggregatzuständen (auch Phasen genannt) haben spezielle Namen:
fest -> flüssig: schmelzen
fest -> gasförmig: sublimieren
flüssig -> fest: gefrieren
flüssig -> gasförmig: verdampfen
gasförmig -> fest: resublimieren
gasförmig -> flüssig: kondensieren
(http://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand)
In welchem Zustand der Stoff auftritt hängt von der Temperatur ab. Um den Aggregatzustand zu einer vergleichbaren Stoffeigenschaft zu machen, hat man sich für seine Bestimmung auf die Raumtemperatur von 20°C geeinigt.

Aktivierungsenergie nennt man ganz allgemein die Energie, erforderlich ist, um die Energie eines Teilchens auf ein höheres Niveau zu heben, auf dem das Teilchen dann zu ihm vorher nicht möglichen Aktivitäten fähig ist. Im Zusammenhang mit chemischen Reaktionen meint man mit Aktivierungsenergie die Enegiemenge, welche die Ausgangsstoffe mindestens besitzen müssen, damit eine bestimmte chemische Reaktion überhaupt beginnen kann. Normalerweise besitzen die einzelnen Teilchen eines Stoffes ein breites Spektrum unterschiedlich großer kinetischer Energien, sodaß ein je nach der Höhe der Aktivierungsenergie größerer oder kleinerer Teil der Teilchen über die notwendige Aktivierungsenergie verfügt und tatsächlich reagiert. Diesen Anteil reagierender Teilchen und damit auch die Reaktionsgeschwindigkeit kann man steigern oder reduzieren, indem man einem Stoffgemisch Licht oder kinetische Energie in Form von Wärme zuführt oder entzieht. Die chemische Reaktion selber kann dann insgesamt Energie verbrauchen (endotherm) (genauer gesagt in chemischen Bindungen speichern) oder auch Energie freisetzen (exotherm). Verbraucht eine chemische Reaktion Energie, dann reduziert sie den Anteil der Teilchen mit ausreichender Aktivierungsenergie und bremst sich dadurch selber ab. Setzt aber eine chemische Reaktion Energie frei, dann erhöht sie dadurch den Anteil der Teilchen der Ausgangsstoffe, die über die notwendige Aktivierungsenergie verfügen und reagieren können. Dadurch beschleunigen sich solche Reaktionen selber und man muß ihnen nur anfangs etwas Aktivierungsenergie zuführen. Mit Katalysatoren kann man die für chemische Reaktionen erforderlichen Aktivierungsenergien reduzieren. Die Aktivierungsenergie wird meist in Joule/mol angegeben. Dies zeigt, daß natürlich die benötigte Aktivierungsenergie mit der Menge der Stoffe zunimmt, die man aktivieren möchte.

Aldehyd oder Alkanal nennt man eine chemische Verbindung, die eine funktionelle Gruppe namens Aldehydgruppe enthält.

Aldehydgruppe nennt man eine funktionelle Gruppe, in der an ein Kohlenstoffatom ein Wasserstoffatom und über eine Elektronenpaardoppelbindung ein Sauerstoffatom gebunden ist (-CH=O). Im Grunde enthält eine Aldehydgruppe ihrerseits wiederum eine funktionelle Gruppe, nämlich eine Carbonylgruppe. Die Carbonylgruppe bestimmt wesentlich die Eigenschaften der Aldehydgruppe und macht sie polar, reaktionsfreudig und schwach sauer. In dieser zieht das Sauerstoffatom die beiden Elektronenpaare stark zu sich hin und sorgt so für einen Elektronenmangel, also eine positive Teilladung am Kohlenstoffatom. Dieses positiv polarisierte Kohlenstoffatom zieht negative Ladungen und Teilladungen an und wird dadurch zum Ziel nucleophiler Angriffe. Wegen seiner positiven Polarisierung zieht dieses Kohlenstoffatom seinerseits verstärkt an dem Elektronenpaar, welches es sich mit dem Wasserstoffatom teilt. Dadurch kann dieses leichter als Proton abgespalten werden. Außerdem zieht eine Aldehydgruppe meistens das gemeinsame Elektonenpaar zu sich, wenn sie an ein Kohlenstoffatom gebunden ist.

Alkalimetalle nennt man die silbrig glänzenden Elemente der ersten Hauptgruppe des Periodensystems, die sich dadurch auszeichnen, dass sie nur ein Valenzelektron auf der jeweils äußersten Elektronenschale besitzen. Dieses eine Valenzelektron ist weiter vom Atomkern entfernt und schwächer an diesen gebunden, als die Valenzelektronen aller Elemente der anderen Haupt- und Nebengruppen des Periodensystems, weil bei allen weiter rechts im Periodensystem stehenden Elementen eine größere Anzahl von Protonen an jedem Valenzelektron zieht. Deshalb geben die Alkalimetalle als jeweils erstes Element jeder Periode ihr Valenzelektron besonders leicht ab und sind daher besonders reaktiv. Sie reagieren sogar mit Wasser und lösen sich darin auf. Deshalb kommen sie in der Natur nicht in reiner Form vor. Fast immer kommen sie als Salze vor oder sind als Ionen gelöst, weil sie ihr Valenzelektron mit anderen Atomen nicht in Elektronenpaarbindungen teilen, sondern es normalerweise vollständig hergeben. Man sagt auch, daß sie ein besonders niedriges Ionisierungspotential haben, weil sie sich leichter als die weiter rechts in jeder Periode stehenden Elemente durch Valenzelektronen-Entzug in Ionen umwandeln lassen. Aus diesem Grund sind die Alkalimetalle auch äußerst starke Reduktionsmittel (Elektronenspender). Da bei den Alkalimetallen eine besonders geringe Anziehungskraft der relativ wenigen Protonen auf die Elektronen wirkt, sind ihre Elektronenhüllen besonders locker und ihre Atomradien sind besonders groß. Daraus folgt, dass die Alkalimetalle sehr wenig dicht und weich sind und sich einfach mit einem Messer schneiden lassen. Sie besitzen außerdem besonders niedrige Schmelz- und Siedepunkte. Je mehr Elektronenschalen ein Alkalimetall besitzt, umso weicher ist es und umso niedriger sind sein Schmelz- und sein Siedepunkt. Man kann den Alkalimetallen ihr besonders locker gebundenes Valenzelektron auch durch Bestrahlung nehmen. Dieser photoelektrische Effekt ist beim Cäsium am stärksten und wird für den Bau von Photozellen genutzt. Der Grund für die vom kleinen Lithium zum großen Cäsium abnehmende Bindung des Valenzelektrons liegt in der mit jeder Periode zunehmenden Entfernung des Valenzelektrons vom Atomkern und an der gleichzeitig zunehmenden Abschirmung des positiv geladenen Atomkerns durch die inneren Elektronenschalen. Dementsprechend nimmt im allgemeinen auch die Reaktivität der Alkalimetalle vom Lithium zum Cäsium zu.

Alkalisch nannte man ursprünglich wässrige Lösungen der Hydroxide von Alkalimetallen. Sie neutralisieren Säuen, weil das negativ geladene Hydroxid-Ion ein Proton einer Säure aufnehmen kann und dabei zu neutralem Wasser wird. Inzwischen nennt man allgemein jede Lösung alkalisch oder basisch, wenn sie einen pH-Wert oberhalb von 7,0 besitzt.

Alkan nennt man einen Kohlenwasserstoff, in dem Kohlenstoffatome ausschließlich über Einfachbindungen unverzweigte oder verzweigte Ketten bilden und dessen dafür nicht benötigte Valenzelektronen durch Bindungen mit Wasserstoffatomen abgesättigt sind. Die allgemeine Summenformel der Alkane ist CnH2n+2. Mehr über die Alkane gibt es hier.

Alkansäure nennt man einen Kohlenwasserstoff, in dem ein Alkyl-Rest eine Carboxylgruppe trägt.

Alken nennt man ein Alkan, in dem genau eine Einfachbindung durch eine Doppelbindung ersetzt ist. Die allgemeine Summenformel der Alkane ist CnH2n. Sind in einem Alkan zwei Einfachbindungen durch Doppelbindungen ersetzt, dann spricht man von einem Dien, bei drei Doppelbindungen heißt es Trien.

Alkohol nennt man eine Kohlenwasserstoff-Verbindung mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen. Wenn diese Kohlenwasserstoff-Verbindung ein Alkan ist, dann kann man den entsprechenden Alkohol auch Alkanol nennen.

Alkyl nennt man ein Alkan, dem ein Wasserstoffatom fehlt, weil statt des Wasserstoffatoms irgendein Molekül an das Alkyl gebunden ist.

Aminogruppe nennt man eine funktionelle Gruppe, in der zwei Wasserstoffatome über einfache Elektronenpaarbindungen an ein Stickstoffatom (-NH2) gebunden sind. Das Stickstoffatom zieht die gemeinsamen Elektronenpaare etwas zu sich hin, aber nicht stark genug, um eine Abspaltung von Protonen wahrscheinlich zu machen. Der partiell negativ geladene Stickstoff kann aber als Base fungieren und an seinem freien Elektronenpaar beispielsweise ein Proton binden. Außerdem kann das Stickstoffatom einer Aminogruppe sein freies Elektronenpaar zu dem Kohlenstoffatom herüber klappen, über das sie an den Rest des Moleküls gebunden ist.

Aminosäure = Diese Bausteine der Proteine besitzen ein Kohlenstoffatom, an dem gleichzeitig eine alkalische (basische) Aminogruppe (-NH2), eine saure Carboxylgruppe (COOH), ein Wasserstoffatom und ein bei verschiedenen Aminosäuren unterschiedlicher Molekülrest hängen.

Analyse ist ein vom altgriechischen Verb áναλύειν (analyein) abgeleitet, das auflösen bedeutet. Gemeint ist damit allgemein eine systematische Untersuchung, bei welcher der untersuchte Gegenstand zunächst in möglichst wenig komplexe Bestandteile zerlegt wird und wo man anschließend aus der Kenntnis der Einzelteile auf das Ganze schließen zu können hofft. In der Chemie meint man damit die Ermittlung der Zusammensetzung eines Stoffes oder Gemisches. Dabei unterscheidet man zwischen einer nur nach allen vorhandenen Elementen forschenden qualitativen und einer deren Mengenverhältniss ermittelnden quantitativen Analyse.

Anion nennt man ein negativ geladenes Ion.

Anode nennt man eine positiv geladene Elektrode, zu der die Elektronen wandern.

Atombindung, homöopolare oder kovalente Bindung nennt man chemische Bindungen zwischen Nichtmetallen, bei denen das Bindungselektronenpaar beiden gebundenen Atomen gemeinsam angehört. Meistens steuern beide an einer Atombindung beteiligten Atome je ein Elektron zum gemeinsamen Elektronenpaar bei. Es gibt aber auch Fälle, in denen beide Bindungselektronen von nur einem der beiden Reaktionspartner stammen. Dann spricht man häufig auch von einer koordinativen Atombindung und das elektronenspendende Atom trägt in solchen Fällen eine positive Formalladung, sofern es nicht vorher negativ geladen war. Koordinative Atombindungen unterscheiden sich aber nicht von anderen Atombindungen und die Formalladungen verteilen sich in Wirklichkeit auf das Molekül. So trägt beispielsweise im Ammoniumion NH4+ das Stickstoffatom eine positive Formalladung, aber tatsächlich zieht das Stickstoffatom die mit den 4 Wasserstoffatomen geteilten Bindungselektronenpaare so stark zu sich hin, daß sich die positive Ladung des Moleküls eher gleichmäßig auf die Wasserstoffatome verteilt. Man kann allerdings Atombindungen zwischen verschiedenen Elementen auch als Mischungen der beiden Extreme rein kovalenter Bindungen und rein ionischer Bindungen betrachten.

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