Donator-Akzeptor-Konzept

Donor–Acceptor Concept

Chemie Klasse 11 9 Aufgaben

Donator-AkzeptorProtonenübertragungElektronenübertragungKerncurriculum

Säure-Base- und Redoxreaktionen folgen demselben Donator-Akzeptor-Muster: Ein Donator gibt ein Teilchen ab, ein Akzeptor nimmt es auf, und beide bilden korrespondierende Paare. Der Unterschied liegt nur im übertragenen Teilchen — bei Säure-Base wandern Protonen, bei Redox Elektronen. Damit werden zwei zunächst getrennt gelernte Reaktionstypen zu einer gemeinsamen Denkfigur auf höherer Abstraktionsstufe zusammengeführt. Dasselbe Konzept trat in Klasse 9 bereits als „Protonenübergang" bzw. „Elektronenübergang" auf.

Voraussetzungen (2)

Leicht

Lückentext #1 15s ▶ Testen

Eine Säure nach Brønsted ist ein ___-Donator.

✓ Antwort: Protonen

Säure → Base + H⁺. Da H⁺ ein nacktes Proton ist, heißt der Vorgang Protonenübergang. Brønsted definierte Säuren also funktional: nicht wie Arrhenius über die Bildung von H₃O⁺, sondern über den Mechanismus des H⁺-Übergangs.

Mittel

Multiple Choice #1 30s ▶ Testen

Was beschreibt das Donator-Akzeptor-Konzept?

● Den gemeinsamen Mechanismus von Säure-Base- und Redoxreaktionen — bei beiden überträgt ein Donator etwas (Proton bzw. Elektron) auf einen Akzeptor.
○ Die Bewegung von Atomen in einem Kristallgitter.
○ Den Aufbau von Atomen.
○ Die Polarität von Bindungen.

Das Donator-Akzeptor-Schema vereinheitlicht zwei sehr ähnliche Reaktionsklassen: Säure-Base-Reaktion = Protonenübergang (H⁺-Donator → H⁺-Akzeptor); Redoxreaktion = Elektronenübergang (e⁻-Donator → e⁻-Akzeptor). Beide brauchen je zwei Reaktionspartner; beide bilden korrespondierende Paare.

Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Magnesiumband in Kupfersulfatlösung: Mg + Cu²⁺ → Mg²⁺ + Cu. Welches Teilchen ist der Elektronen-Donator?

○ Cu²⁺
● Mg
○ Cu

Der Elektronen-Donator gibt Elektronen ab: Mg wird zu Mg²⁺, es gibt zwei Elektronen ab und wird dabei oxidiert – es ist das Reduktionsmittel. Cu²⁺ nimmt diese Elektronen auf; es ist der Akzeptor (Oxidationsmittel) und wird zu Cu reduziert. Cu ist ein Produkt. Wie bei Säure und Base bilden Donator und Akzeptor ein Paar: Ohne Abgabe keine Aufnahme.

Multiple Choice #3 30s ▶ Testen

Bei der Reaktion HCl + NH₃ → NH₄⁺ + Cl⁻ — wer ist der Protonen-Donator, wer der Akzeptor?

● HCl ist der Protonen-Donator (Säure), NH₃ ist der Akzeptor (Base).
○ HCl ist der Akzeptor, NH₃ der Donator.
○ Beide sind Donatoren.
○ Beide sind Akzeptoren.

HCl → H⁺ + Cl⁻ (gibt H⁺ ab). NH₃ + H⁺ → NH₄⁺ (nimmt H⁺ auf). Korrespondierende Paare HCl/Cl⁻ (Säure 1 / Base 1) und NH₄⁺/NH₃ (Säure 2 / Base 2). Auf einer Seite der Reaktion steht jeweils die Säure, auf der anderen ihre konjugierte Base.

Wahr / Falsch #4 25s ▶ Testen

Bei einer Redoxreaktion müssen die abgegebenen und aufgenommenen Elektronen in der Gesamtbilanz gleich viele sein.

✓ Wahr

Richtig. Elektronen "schweben" nicht frei — was der eine Partner abgibt, nimmt der andere auf. Genau diese Kopplung ergibt den Begriff Redox (Reduktion + Oxidation als unzertrennliches Paar). Beim Aufstellen der Reaktionsgleichung multipliziert man Teilgleichungen, bis die Elektronenzahl auf beiden Seiten passt.

Multiple Choice #5 25s ▶ Testen

Welche Reaktion ist KEINE Donator-Akzeptor-Reaktion?

● Schmelzen von Eis: H₂O(s) → H₂O(l).
○ HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻.
○ 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl.
○ Zn + 2 H⁺ → Zn²⁺ + H₂.

Schmelzen ist ein physikalischer Vorgang — keine Bindungen zwischen den Atomen brechen auf, kein Proton oder Elektron wird übertragen. Die übrigen Beispiele sind klassische Donator-Akzeptor-Reaktionen — eine Säure-Base- und zwei Redoxreaktionen.

Multiple Choice #6 30s ▶ Testen

Wofür ist das Donator-Akzeptor-Konzept besonders nützlich?

● Es zeigt die strukturelle Ähnlichkeit zwischen sehr verschiedenen Reaktionstypen und erleichtert das Aufstellen und Verstehen von Reaktionsgleichungen.
○ Es ist nur für die Klausur wichtig.
○ Es erlaubt nur quantitative Berechnungen.
○ Es ersetzt das Periodensystem.

Statt zwei separate Theorien für Säure-Base- und Redoxreaktionen zu lernen, erkennt man dieselbe Logik wieder: zwei Partner, ein übertragenes Teilchen, korrespondierende Paare. Das spart Lernaufwand und erlaubt es, weitere Reaktionsklassen (Komplexbildung, Lewis-Säure-Base) im selben Schema zu beschreiben.

Schwer

Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Welche Oxidationszahl hat das Stickstoff-Atom im Ammoniak-Molekül NH₃?

○ +III
○ 0
● −III

Für Oxidationszahlen tut man so, als wären alle Bindungen ionisch: Die Bindungselektronen gehören dem elektronegativeren Partner. Stickstoff ist elektronegativer als Wasserstoff, also erhält jedes H +I, und weil das Molekül neutral ist, bleibt für N −III. Das ist eine formale Ladung, keine echte – ein neutrales Molekül heißt nicht, dass jedes Atom 0 hat, und Oxidationszahlen können auch negativ sein.

Lückentext #2 20s ▶ Testen

Eine Substanz, die je nach Reaktionspartner als Säure ODER als Base wirken kann (z. B. H₂O), nennt man ___.

✓ Antwort: Ampholyt

Wasser ist das Standardbeispiel: H₂O + HCl → H₃O⁺ + Cl⁻ (H₂O wirkt als Base) und H₂O + NH₃ → OH⁻ + NH₄⁺ (H₂O wirkt als Säure). Auch HCO₃⁻, HSO₄⁻, H₂PO₄⁻ und Aminosäuren sind Ampholyte. Analog gibt es Substanzen, die sowohl Oxidations- als auch Reduktionsmittel sein können — z. B. H₂O₂.