Chemie erleben: anorganische, organische und analytische Chemie für Mediziner und Naturwissenschaftler
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2003
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|---|---|
| adam_text | Vorwort ____________________________________ 4
ANORGANISCHE CHEMIE
1 Die Struktur der Elektronenhülle ______________ 7
1.1 Orbitale ................................................................................................... 7
1.2 Quantenzahlen ........................................................................................ 9
1.3 Hybridisierung ......................................................................................... 19
1.4 Bindungen ................................................................................................ 23
2 Periodensystem ______________________________ 27
2.1 Wir bauen das Periodensystem auf .......................................................... 27
2.2 Ein paar Namen ....................................................................................... 32
2.3 Was kann man damit anfangen ................................................................ 33
2.4 Ein paar Grundregeln ............................................................................... 34
2.5 Verschiedene Arten von Nichtmetallen ................................................... 37
3 Die Elemente der Hauptgruppen ________________ 39
3.1 Edelgase ................................................................................................... 39
3.2 Wasserstoff .............................................................................................. 40
3.3 Halogene .................................................................................................. 42
3.3.1 Reaktionen und Verbindungen 42
3.4 Die Sauerstoff-Gruppe (Chalkogene) ...................................................... 46
3.4.1 Reaktionen und Verbindungen des Sauerstoffs 47 | 3.4.2 Reaktionen und
Verbindungen der übrigen Chalkogene 52
3.5 Die Stickstoff-Gruppe .............................................................................. 54
3.5.1 Reaktionen und Verbindungen des Stickstoffes 55 | 3.5.2 Reaktionen und
Verbindungen von Phosphor 59 | 3.5.3 Verbindungen von Arsen, Antimon und
Wismut 61
3.6 Die Kohlenstoff-Gruppe .......................................................................... 63
3.6.1 Reaktionen und Verbindungen des Kohlenstoffs 66 | 3.6.2 Reaktionen und
Verbindungen der übrigen Elemente 70
3.7 Die Bor-Gruppe ....................................................................................... 74
3.7.1 Verbindungen von Bor 74 | 3.7.2 Verbindungen der Metalle dieser Gruppe 75
3.8 Erdalkalimetalle ....................................................................................... 76
3.8.1 Verbindungen der Erdalkalimetalle 76
3.9 Alkalimetalle ............................................................................................ 79
3.9.1 Reaktionen und Verbindungen 79
4 Die Elemente der Nebengruppen ________________81
4.1 Die Zink-Gruppe ...................................................................................... 81
4.2 Die Übergangselemente ........................................................................... 83
4.2.1 Die Kupfergruppe 84 | 4.2.2 Die Eisengruppe 88 | 4.2.3 Die Mangan-Gruppe
91 | 4.2.4 Die Chromgruppe 92
¡
4.2.5 Die Vanadingruppe 93
j
4.2.6 Die Titan¬
gruppe 93 | 4.2.7 Die Scandiumgruppe 94
4.3 Die „inneren Übergangselemente ........................................................... 94
5 Chemie in und um uns __________________________97
5.1 Die Nichtmetalle in unserem Körper ....................................................... 99
5.2 Die Metalle in unserem Körper ................................................................ 101
5.3 Warum sind manche Stoffe giftig? .......................................................... 104
5.4 Luft zum Atmen ....................................................................................... 105
5.4.1 Sauerstoff 107 | 5.4.2 Ozon 108 | 5.4.3 Stickstoff 110 | 5.4.4 Kohlendioxid
114 | 5.4.5 Schwefeldioxid 119
5.5 Wasser (nicht nur) zum Trinken .............................................................. 120
ORGANISCHE CHEMIE
6 Zur Einführung _____________________________ 127
6.1 Einige Besonderheiten der organischen Chemie ..................................... 128
6.2 Reaktionen der organischen Chemie ....................................................... 130
6.3 Substitution ............................................................................................. 132
6.3.1 Nukleophile Substitution 132 | 6.3.2 Elektrophile Substitution 134 | 6.3.3
Radikalische Substitution 135
6.4 Addition .................................................................................................. 137
6.5 Eliminierung ........................................................................................... 139
6.6 Umlagerung ............................................................................................ 140
6.7 Zur Schreibweise organischer Verbindungen ......................................... 141
6.8 Mesomerie .............................................................................................. 143
7 Kohlenwasserstoffe __________________________ 147
7.1 Alkane ..................................................................................................... 147
7.1.1 Raumstruktur 148 | 7.1.2 Eigenschaften und Reaktionen 150
7.2 Alkene ..................................................................................................... 151
7.2.1 Struktur 152
¡
7.2.2 Eigenschaften und Reaktionen einfacher Alkene 153 |
7.2.3 Polyene 156
7.3 Alkine ..................................................................................................... 157
7.3.1 Struktur 158 | 7.3.2 Eigenschaften und Reaktionen 159
7.4
Cyclische
Kohlenwasserstoffe ................................................................ 163
7.5 Aromatische Kohlenwasserstoffe ........................................................... 164
7.5.1 Struktur von Benzol 165 | 7.5.2 Kondensierte
Aromaten
166
j
7.5.3 Eigen¬
schaften und Reaktionen 166 | 7.5.4 Zweitsubstitution 168
8 Die Vielfalt organischer Moleküle ______________ 173
8.1 Die Genfer Nomenklatur ......................................................................... 173
8.2 Isomerien ................................................................................................ 177
8.2.1 Konformation 178 | 8.2.2 Strukturisomerie 179 | 8.2.3 Cis-trans-Isomerie
181 | 8.2.4 Optische
Isomerie
181
9 Verbindungen mit funktioneilen Gruppen ________ 189
9.1 Halogenide .............................................................................................. 190
9.2 Alkohole und verwandte Stoffe .............................................................. 193
9.2.1 Systematik 194 | 9.2.2 Eigenschaften und Reaktionen nicht-aromatischer Al¬
kohole 195
j
9.2.3 Phenole 200 | 9.2.4 Chinone 202
9.3
Ether
........................................................................................................ 203
9.4 Carbonylverbindungen ............................................................................ 204
9.4.1 Eigenschaften und Reaktionen 205
9.5 Carboxylverbindungen ............................................................................ 211
9.5.1
Derivateder
Carbonsäuren 213 | 9.5.2 Halogencarbonsäuren 217 | 9.5.3 Un¬
gesättigte Carbonsäuren 217 | 9.5.4 Säuren mit mehreren Carboxylgruppen 218 |
9.5.5 Hydroxycarbonsäuren und Ketocarbonsäuren 220 | 9.5.6 Aminosäuren 225
9.6
Amine
..................................................................................................... 233
9.6.1 Eigenschanen und Reaktionen 235
9.7 Schwefelhaltige Verbindungen ............................................................... 238
9.8 Kohlensäurederivate ............................................................................... 240
9.9 Heterozyklen ........................................................................................... 243
ANALYTISCHE CHEMIE
10 Trennverfahren _____________________________ 248
10.1 Fällung .................................................................................................... 249
10.2 Zentrifugation ......................................................................................... 249
10.3 Destillation .............................................................................................. 250
10.4 Extraktion ............................................................................................... 253
10.5 Chromatographie .................................................................................... 256
10.5.1 Verteilungschromatographie 258 ] 10.5.2 Adsorptionschromatographie 260 |
10.5.3 Ionenaustauscher 261 | 10.5.4 Affinitätschromatographie 263 | 10.5.5 Gel¬
filtration 264 | 10.5.6 Verbesserungen 265
10.6 Elektrophorese ........................................................................................ 265
11 Maßanalyse ________________________________ 271
12 Spektroskopie ______________________________ 275
12.1 Das elektromagnetische Spektrum .......................................................... 276
12.2
Absorptions-
und Emissionsspektren ...................................................... 277
12.2.1 Lambert Beersches Gesetz 285 | 12.2.2 Fluorometrie 290 | 12.2.3
Re
flex-
photometrie 291 | 12.2.4 Nephelometrie 291 | 12.2.5 Infrarot- und Raman-
Spektroskopie 292
12.3 Massenspektrometrie .............................................................................. 295
12.4 NMR ....................................................................................................... 297
12.5 EPR ......................................................................................................... 300
13 Potenziometrie _____________________________ 305
13.1 Konzentrationsketten .............................................................................. 307
13.2 Ionenselektive Elektroden ....................................................................... 309
14 Radiochemie ________________________________ 311
14.1 Strahlungsarten ....................................................................................... 312
14.2 Zerfalisgeschwindigkeit .......................................................................... 314
14.3 Maße für Radioaktivität und für Strahlung ............................................. 315
14.4 Messung .................................................................................................. 318
14.5 Anwendungsbeispiele ............................................................................. 322
15 Die Beurteilung quantitativer Ergebnisse _______ 325
15.1 Signifikante Stellen ................................................................................. 325
15.2 Fehler ...................................................................................................... 327
15.3 Statistik ................................................................................................... 328
Anhang ____________________________________ 331
A.l Periodensystem und Atommassen 331 | A.2 Ionisierungsenergien, Elektrone-
gativitäten, Atom- und Ionenradien 333 | A.3 Lösungen der Übungsaufgaben 334 |
A.4 Weiterführende Literatur 346
I
A.5 Stichwortverzeichnis 348
|
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