Chemie: das Basiswissen der Chemie in Schwerpunkten ; mit Übungsaufgaben ; anorganische Chemie, organische Chemie, Theorie der chemischen Bindung, physikalische Chemie, Radio-Chemie
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|---|---|
| Format: | Reference Material |
| Language: | German |
| Published: |
Stuttgart
Thieme
1980
|
| Edition: | 3., neubearb. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XIII, 810 S. 308 Ill. u. graph. Darst. |
| ISBN: | 313484303X |
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
1 Einführung
1.1 Materie und Energie ...................... 1
1.2 Messungen .......................... 4
1.3 Signifikanz der Stellenwerte ................... 7
2 Struktur der Atome
2.1 Das Atom........................... 10
2.2 Subatomare Teilchen ...................... 11
2.3 Das Elektron ......................... 11
2.4 Das Proton .......................... 15
2.5 Das Neutron ......................... 16
2.6 Der Atomkern......................... 17
2.7 Symbolische Schreibweise .................... 18
2.8 Isotope und Isobare ...................... 19
2.9 Atommassen.......................... 21
2.10 Elektromagnetische Strahlung .................. 22
2.11 Atomspektren ......................... 24
2.12 Ordnungszahlen und Periodensystem................ 28
2.13 Periodensystem und Elektronenkonfiguration............ 32
2.14 Die dualistische Natur des Elektrons ............... 34
2.15 Quantenzahlen......................... 38
2.16 Das magnetische Moment.................... 42
2.17 Elektronenstrukturen der Elemente................ 44
2.18 Besetzte und halbbesetzte Niveaus ................ 50
2.19 Klassifizierung der Elemente................... 51
Übungsaufgaben........................ 52
3 Die chemische- Bindung
3.1 Atomgrößen.......................... 56
3.2 Ionisierungspotentiale...................... 58
3.3 Elektronenaffinitäten ...................... 61
3.4 Die ionische Bindung...................... 63
3.5 Ionenradien .......................... 67
VIII Inhalt
3.6 Die kovalente Bindung ..................... 70
3.7 Formalladung ......................... 72
3.8 Der Übergang zwischen ionischer und kovalenter Bindung...... 74
3.9 Elektronegativität ....................... 77
3.10 Oxidationszahlen........................ 80
3.11 Die Nomenklatur anorganischer Verbindungen........... 82
Übungsaufgaben........................ 84
4 Molekulare Geometrie und kovalente Bindung
4.1 Resonanz ........................... 89
4.2 Hybridorbitale......................... 91
4.3 Elektronenpaar-Abstoßung und molekulare Geometrie ....... 98
4.4 Molekülorbitale ........................ 103
4.5 Molekülorbitale in mehratomigen Molekülen............ 112
4.6 Intermolekulare Anziehungskräfte ................ 116
4.7 Die metallische Bindung..................... 119
4.8 Struktur und Eigenschaften ................... 123
Übungsaufgaben........................ 126
5 Chemische Gleichungen und quantitative Beziehungen
5.1 Die Stoffmenge ........................ 130
5.2 Die molare Masse ....................... 131
5.3 Chemische Berechnungen .................... 132
5.4 Das Gesetz der konstanten Proportionen ............. 133
5.5 Die Bestimmung von Formeln .................. 135
5.6 Chemische Gleichungen..................... 136
5.7 Aufgaben auf der Grundlage chemischer Gleichungen........ 138
5.8 Reaktionswärmen ....................... 140
5.9 Der Heß-Satz ......................... 142
5.10 Der Born-Haber-Kreisprozeß .................. 144
Übungsaufgaben........................ 146
6 Gase
6.1 Der gasförmige Zustand..................... 152
6.2 Druck ............................ 153
6.3 Das Boyle-Mariotte-Gesetz ................... 154
6.4 Das Gay-Lussac-Gesetz..................... 155
6.5 Das ideale Gasgesetz ...................... 157
6.6 Kinetische Gastheorie...................... 158
6.7 Das Avogadro-Gesetz...................... 161
6.8 Das Gay-Lussac-Humboldt-Gesetz ................ 163
6.9 Beziehungen zwischen Masse und Volumen bei Reaktionen...... 164
6.10 Das Dalton-Gesetz der Partialdrucke ............... 165
6.11 Molekulare Geschwindigkeiten.................. 167
6.12 Das Graham-Ausströmungsgesetz................. 170
6.13 Abweichungen vom idealen Gasgesetz............... 171
Inhalt IX
6.14 Gasverflüssigung........................ 173
Übungsaufgaben........................ 174
7 Flüssigkeiten und Festkörper
7.1 Der flüssige Zustand ...................... 180
7.2 Verdampfung ......................... 181
7.3 Dampfdruck.......................... 182
7.4 Siedepunkt .......................... 184
7.5 Verdampfungswärme ...................... 185
7.6 Gefrierpunkt.......................... 187
7.7 Dampfdruck von Festkörpern .................. 189
7.8 Phasendiagramme ....................... 190
7.9 Kristalle ........................... 193
7.10 Röntgenstrahlbeugung an Kristallen ............... 195
7.11 Kristallstrukturen von Metallen ................. 197
7.12 Ionenkristalle ......................... 199
7.13 Gitterenergie.......................... 201
7.14 Fehlordnungen......................... 204
Übungsaufgaben........................ 206
8 Sauerstoff und Wasserstoff
8.1 Vorkommen und Darstellung von Sauerstoff............ 210
8.2 Eigenschaften des Sauerstoffs .................. 212
8.3 Saure und alkalische Oxide ................... 215
8.4 Ozon............................. 216
8.5 Redoxgleichungen ....................... 217
8.6 Das Äquivalent ........................ 222
8.7 Vorkommen und Darstellung von Wasserstoff ........... 224
8.8 Eigenschaften des Wasserstoffs.................. 226
8.9 Wasserstoffbrückenbindungen .................. 229
Übungsaufgaben........................ 232
9 Losungen
9.1 Beschaffenheit von Lösungen .................. 237
9.2 Der Lösungsvorgang ...................... 238
9.3 Hydrate............................ 240
9.4 Lösungswärme......................... 241
9.5 Beeinflussung der Löslichkeit durch Temperatur und Druck ..... 245
9.6 Zusammensetzung von Mischphasen ............... 246
9.7 Maßanalyse .......................... 249
9.8 Dampfdruck von Lösungen ................... 251
9.9 Siede- und Gefrierpunkt von Lösungen .............. 254
9.10 Osmose............................ 257
9.11 Destillation .......................... 259
9.12 Elektrolytlösungen ....................... 260
9.13 Interionische Anziehungskräfte in Lösungen ............ 262
Übungsaufgaben........................ 264
X Inhalt
10
10. 1
10. 2
10. 3
10. 4
10. 5
10. 6
10. 7
10. 8
10. 9
10. 10
10. 11
10. 12
10. 13
Elektrochemie
Metallische Leitung....................... 271
Elektrolytische Leitung ..................... 272
Elektrolyse .......................... 274
Das Faraday-Gesetz ...................... 277
Elektrolytische Leitfähigkeit ................... 280
Galvanische Zellen....................... 283
Elektromotorische Kraft..................... 284
Elektrodenpotentiale ...................... 286
Einfluß der Konzentration auf Zellpotentiale............ 291
Konzentrationszellen ...................... 294
Elektrodenpotentiale und Elektrolyse ............... 294
Kommerziell angewandte galvanische Elemente........... 296
Brennstoffzellen ........................ 297
Übungsaufgaben........................ 298
11 Nichtmetalle, Teil I
Edelgase
11.1 Physikalische Eigenschaften der Edelgase ............. 305
11.2 Chemische Eigenschaften der Edelgase .............. 307
Halogene
11.3 Allgemeine Eigenschaften der Halogene .............. 310
11.4 Darstellung der Halogene .................... 313
11.5 Interhalogenverbindungen.................... 315
11.6 Halogenwasserstoffe ...................... 316
11.7 Metallhalogenide........................ 318
11.8 Sauerstoffsäuren der Halogene.................. 320
Schwefel, Selen und Tellur
11.9 Gruppeneigenschaften...................... 326
11.10 Die Elemente ......................... 327
11.11 Wasserstoffverbindungen und Derivate .............. 330
11.12 Der Oxidationszustand +4 ................... 332
11.13 Der Oxidationszustand +6 ................... 334
11.14 Elektrodenpotential-Diagramme des Schwefels ........... 338
Übungsaufgaben........................ 339
12 Nichtmetalle, Teil II
Die Elemente der V Hauptgruppe
12.1 Gruppeneigenschaften...................... 342
12.2 Die Elemente ......................... 344
12.3 Nitride und Phosphide ..................... 347
12.4 Wasserstoffverbindungen .................... 348
12.5 Halogenverbindungen...................... 351
Inhalt XI
12.6 Sulfide ............................ 354
12.7 Oxide und Sauerstoffsäuren des Stickstoffs............. 354
12.8 Oxide und Sauerstoffsäuren des Phosphors. Arsens. Antimons und Bismuts 359
Kohlenstoff und Silicium
12.9 Gruppeneigenschaften...................... 364
12.10 Die Elemente ......................... 366
12.11 Carbide und Silicide ...................... 369
12.12 Oxide und Sauerstoffsäuren ................... 371
12.13 Schwefel- und Halogenverbindungen ............... 375
12.14 Kohlenstoff-Stickstoffverbindungen................ 375
Bor
12.15 Gruppeneigenschaften...................... 376
12.16 Das Element.......................... 378
12.17 Verbindungen des Bors ..................... 379
Übungsaufgaben........................ 383
13 Chemische Kinetik und chemische Gleichgewichte
13.1 Zusammenstöße von Molekülen und Reaktionsgeschwindigkeiten . . . 388
13.2 Temperatur und Reaktionsgeschwindigkeit............. 390
13.3 Katalysatoren ......................... 393
13.4 Heterogene Reaktionen ..................... 397
13.5 Konzentrationen und Reaktionsgeschwindigkeiten ......... 398
13.6 Geschwindigkeitsgleichungen und Temperatur ........... 402
13.7 Reaktionsmechanismen und Geschwindigkeitsgleichungen ...... 405
13.8 Reversible Reaktionen und chemisches Gleichgewicht ........ 409
13.9 Gleichgewichtskonstanten .................... 411
13.10 Das Prinzip von Le Chatelier .................. 415
Übungsaufgaben........................ 419
14 Grundlagen der chemischen Thermodynamik
14.1 Erster Hauptsatz der Thermodynamik............... 427
14.2 Enthalpie ........................... 429
14.3 Bindungsenergien........................ 432
14.4 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik .............. 434
14.5 Die Gibssche freie Enthalpie................... 437
14.6 Messung von AG und AS .................... 439
14.7 Freie Standardenthalpie..................... 442
14.8 Absolute Entropien....................... 444
14.9 Freie Enthalpie und chemisches Gleichgewicht ........... 445
Übungsaufgaben........................ 450
XII Inhalt
Säuren und Basen
15.1 Das Arrhenius-Konzept..................... 456
15.2 Das Konzept der Lösungsmittelsysteme .............. 457
15.3 Die Brönsted-Lowry-Theorie................... 460
15.4 Die Stärke von Brönsted-Säuren und -Basen............ 461
15.5 Die Hydrolyse......................... 464
15.6 Beziehungen zwischen Bau und Stärke von Säuren und Basen .... 466
15.7 Das Lewis-Konzept....................... 469
Übungsaufgaben........................ 472
so Ionische Gleichgewichte I 16.1 Schwache Elektrolyte...................... 476
16.2 Die Dissoziation des Wassers .................. 481
16.3 Der pH-Wert ......................... 483
16.4 Bestimmungen des pH-Wertes .................. 484
16.5 Indikatoren .......................... 487
16.6 Die Wirkung gleichioniger Zusätze ................ 489
16.7 Puffer............................. 490
16.8 Mehrbasige Säuren....................... 494
Übungsaufgaben........................ 498
Ionische Gleichgewichte II
17.1 Das Löslichkeitsprodukt..................... 502
17.2 Ausfällung und Löslichkeitsprodukt................ 505
17.3 Fällung von Sulfiden ...................... 508
17.4 Gleichgewichte unter Beteiligung von Komplexionen ........ 510
17.5 Amphoterie .......................... 515
17.6 Hydrolyse........................... 516
17.7 Die Titration von Säuren und Basen ............... 523
17.8 Redox-Gleichgewichte...................... 528
Übungsaufgaben........................ 533
18 Metalle
18.1 Eigenschaften von Metallen ................... 538
18.2 Das natürliche Vorkommen der Metalle.............. 541
18.3 Metallurgische Prozesse: Die vorläufige Behandlung von Erzen .... 542
18.4 Metallurgische Prozesse: Reduktion................ 544
18.5 Metallurgische Prozesse: Raffination ............... 549
18.6 Die Metalle der ersten Hauptgruppe ............... 551
18.7 Die Metalle der zweiten Hauptgruppe............... 555
18.8 Die Übergangsmetalle...................... 559
18.9 Die Lanthaniden........................ 565
18.10 Die Metalle der Gruppe III A .................. 566
18.11 Die Metalle der Gruppe IV A .................. 568
Übungsaufgaben........................ 571
Inhalt XIII
Komplexverbindungen
19.1 Struktur............................ 575
19.2 Labile und inerte Komplexe ................... 580
19.3 Nomenklatur ......................... 582
19.4 Die Isomerie von Komplexverbindungen.............. 583
19.5 Die chemische Bindung in Komplexen............... 586
Übungsaufgaben........................ 595
20.1 Organische Reaktionen
Organische Chemie ..................... 599
20.2 Alkane (gesättigte Kohlenwasserstoffe) .............. 604
20.3 Molekülgeometrie und Stereochemie von Kohlenstoffverbindungen . . 607
20.4 Alkene ............................ 618
20.5 Alkine .............................. 626
20.6 Aromatische Kohlenwasserstoffe ................. 627
20.7 Nucleophile Substitutionsreaktionen ............... 633
20.8 Eliminierungsreaktionen..................... 637
20.9 Alkohole, Phenole und Ether................... 639
20.10 Amine ............................ 642
20.11 Die Carbonylgruppe ...................... 644
20.12 Aldehyde und Ketone...................... 645
20.13 Kohlenhydrate, polyfunktionelle Carbonyl-Verbindungen....... 649
20.14 Carbonsäuren und Derivate ................... 654
20.15 Carbonsäuren mit weiteren funktioneilen Gruppen ......... 659
20.16 a-Aminocarbonsäuren (2-Aminosäuren) und Peptide ........ 663
Übungsaufgaben........................ 666
Kernchemie
21.1 Der Atomkern......................... 671
21.2 Radioaktivität......................... 674
21.3 Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls ............. 679
21.4 Radioaktive Zerfallsreihen.................... 683
21.5 Kernreaktionen........................ 684
21.6 Kernspaltung und Kernfusion .................. 688
21.7 Die Verwendung von Isotopen.................. 691
Übungsaufgaben........................ 693
Anhang
A Konstanten ........................ 696
B Standard-Elektrodenpotentiale bei 25 C............. 697
C Gleichgewichtskonstanten bei 25 C .............. 699
D Dekadische Logarithmen .................. 702
E Lösungen.......................... 704
Sachverzeichnis....................... 784
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