Anorganische Chemie:
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| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München ; Boston ; San Francisco ; Harlow, England ; Don Mills, Ontario ; Sydney ; Mexico City ; Madrid ; Amsterdam
Pearson Studium
2006
|
| Ausgabe: | 2., aktualisierte Auflage |
| Schriftenreihe: | che chemie
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Buchbegleitseiten Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Auflagenzählung bezieht sich auf die engl. Originalausg. |
| Beschreibung: | XXII, 1013 Seiten Illustrationen, Diagramme |
| ISBN: | 3827371929 9783827371928 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text | Vorwort.............................................. xx
[¡Capotto
Einleitung............................................. 2
1.1 Elementarteilchen eines Atoms........................... . 2
1.2 Ordnungszahl, Massenzahl (Nukleonenzahl) und Isotopen ......
1.3 Erfolge der
1.4 Eine Einführung
1.5 Atomorbitale..........................................
1.6
1.7 Das Periodensystem................................. 21
1.8 Das Aufbauprinzip...................................... 23
1.9 lonisierungsenergien und Elektronenaffinitäten............. 25
1.10 Bindungsmodelle: Eine Einführung......................... 28
1.11 Homonukleare zweiatomige Moleküle...................... 29
1.12 Homonukleare zweiatomige Moleküle: Die Molekülorbital-Theorie
1.13 Die
1.14 Elektronegativitätswerte................................. 39
1.15 Dipolmomente........................................ 42
1.16
1.17 Isoelektronische Moleküle................................ 46
1.18 Molekülstruktur und VSEPR-Modell........................ . 46
1.19 Molekülstruktur: Stereoisomerie.......................... . 51
Weiterführende Literatur.................................... 53
Aufgaben.............................................. 53
pS
Einleitung.......................■..................... 58
2.1 Kembindungsenergie.................................. . 58
2.2 Radioaktivität........................................ 59
2.3 Künstliche Isotope...................................... 62
2.4 Kernspaltung......................................... 63
2.5 Synthese der Transurane............................... 66
2.6 Die Trennung radioaktiver Isotope.......................... 67
2.7 Kernfusion........................................... 68
2.8 Anwendungsmöglichkeiten für Isotope..................... 68
2.9 2H- und ^C-Quellen.................................... 71
2.10 Mehrkern-NMR-Spektroskopie in der anorganischen Chemie .... 7i
2.11 Mößbauer-Spektroskopie in der anorganischen Chemie........ 79
Glossar.............................................. 81
Weiterführende Literatur................................... 81
Aufgaben............................................. 82
Kapitel 3: Einführung in die Molekülsymmetrie
Einleitung............................................. 86
3.1 Symmetrieoperationen und Symmetrieelemente.............. 86
3.2 Folgeoperationen..................................... 92
3.3 Punktgruppen........................................ 92
3.4 Charaktertafeln: Eine Einführung......................... 96
3.5 Warum ist es notwendig Symmetrieelemente zu erkennen?..... 97
3.6 Infrarotspektroskopie.................................. 98
3.7 Chirale Moleküle...................................... 102
Glossar.............................................. 105
Weiterführende Literatur................................... 105
Aufgaben............................................. 106
Kapitel 4: Bindungen in mehratomigen Molekülen
Einleitung............................................ 110
4.1 Valenzbindungstheorie: Hybridisierung von Atomorbitalen..... 110
4.2 Valenzbindungstheorie: Mehrfachbindungen in mehratomigen
Molekülen........................................... 115
4.3 Molekülorbital-Theorie: Die Methode der Ligandengruppen-
orbitale und ihre Anwendung auf dreiatomige Moleküle........ 117
4.4 Anwendung der Molekülorbital-Theorie auf die mehratomigen
Moleküle BH3, NH3 und CH4.............................. 122
4.5 Molekülorbital-Theorie: Bindungsanalysen werden
schnell kompliziert.................................... 126
4.6 Molekülorbital-Theorie: Die objektive Anwendung der Theorie. . . 129
Glossar.............................................. 138
Weiterführende Literatur................................... 138
Aufgaben............................................. 138
Kapitel 5: Strukturen und Thermodynamik
von metallischen und ionischen Festkörpern
Einleitung............................................ 142
5.1 Kugelpackungen...................................... 142
5.2 Anwendung des Modells der Kugelpackungen auf die Strukturen
der Elemente......................................... 145
5.3 Polymorphismus bei Metallen............................ 146
5.4 Metallradien......................................... 146
5.5 Schmelzpunkte und Standardverdampfungsenthalpien
von Metallen......................................... 148
5.6 Legierungen und intermetallische Verbindungen.............. 15O
5.7 Die Bindungen in Metallen und Halbleitern.................. i5i
5.8 Halbleiter........................................... 154
5.9 lonengrößen......................................... 156
5.10 lonengitter.......................................... 158
5.11 Kristallstrukturen von Halbleitern......................... 164
5.12 Gitterenergie: Ein elektrostatisches Modell.................. 164
5.13 Gitterenergien: Der Born-Haber-Kreisprozess................ 168
5.14 Gitterenergien: Vergleich von berechneten und
experimentellen Werten................................ 169
5.15 Anwendungen von Gitterenergien........................ 169
5.16 Die Defekte in Festkörperstrukturen: Eine Einführung..........
Glossar.............................................. 172
Weiterführende Literatur................................... 172
Aufgaben............................................. 173
Kapitel 6: Säuren, Basen und Ionen in wässriger Lösung
Einleitung............................................ 176
6.1 Eigenschaften des Wassers.............................. i76
6.2 Definitionen und Einheiten in wässriger Lösung.............. 178
6.3 Einige Brönsted-Säuren und -Basen........................ i80
6.4 Die Thermodynamik der Säuredissoziation in wässriger Lösung .. 184
6.5 Trends in den Reihen der Oxosäuren EOn(OH)m............... 185
6.6 Hydratisierte Kationen: Bildung und Säureeigenschaften....... i86
6.7 Amphothere Oxide und Hydroxide........................ i88
6.8 Löslichkeiten ionischer Salze............................. 189
6.9 Gleichionige Zusätze................................... 193
6.10 Koordinationsverbindungen: Eine Einführung................ 194
6.11 Komplexbildungskonstanten von Koordinationsverbindungen. . . 196
6.12 Faktoren, die die Stabilität von Komplexen mit
einzähnigen Liganden beeinflussen....................... 202
Glossar.............................................. 204
Weiterführende Literatur................................... 205
Aufgaben............................................. 205
Kapitel 7: Reduktion und
Einleitung............................................ 210
7.1 Standard-Reduktionspotenziale E° und die Beziehung zwischen
E°, AG° und
7.2 Der Einfluss von Komplexbildung oder Ausfällung auf
die Mz+/M-Reduktionspotenziale......................... 218
7.3 Disproportionierungsreaktionen.......................... 221
7.4 Potenzialdiagramme................................... 222
7.5 Frost-Ebsworth-Diagramme.............................. 224
7.6 Die Beziehungen zwischen den Standard-Reduktionspotenzialen
und anderen Größen................................... 227
7.7 Anwendungen auf Redoxreaktionen bei der Gewinnung
von Elementen aus ihren Erzen........................... 229
Glossar.............................................. 230
Weiterführende Literatur................................... 230
Aufgaben............................................. 230
Kapitel 8: Nicht-wässrige Lösungsmittel
Einleitung............................................ 234
8.1 Relative Dielektrizitätskonstante.......................... 234
8.2 Thermodynamik ionischer Salze beim Übergang von Wasser
zu einem organischen Lösungsmittel....................... 235
8.3 Säure-Base-Verhalten in nicht-wässrigen Lösungsmitteln.......
8.4 Eigen-dissoziierende und nicht-dissoziierende nicht-wässrige
Lösungsmittel........................................ 237
8.5 Flüssiges Ammoniak...................................
8.6 Flüssiges Hydrogenfluorid............................... 242
8.7 Schwefelsäure........................................ 243
8.8 Fluorsulfonsäure...................................... 244
8.9 Bromtrifluorid........................................ 245
8.10 Distickstofftetroxid.................................... 246
8.11 Ionische Flüssigkeiten.................................. 247
8.12 Überkritische Flüssigkeiten.............................. 251
Glossar.............................................. 254
Weiterführende Literatur................................... 255
Aufgaben............................................. 255
Kapitel 9- Wasserstoff
Einleitung............................................ 258
9.1 Die Ionen H+ und H~.................................... 258
9.2 Isotope des Wasserstoffs................................ 259
9.3 Diwasserstoff........................................ 26O
9.4 Polare und unpolare E-H-Bindungen....................... 266
9.5 Wasserstoffbrückenbindungen........................... 266
9.6 Binäre Hydride: Einteilung und allgemeine Eigenschaften....... 273
Glossar.............................................. 278
Weiterführende Literatur................................... 278
Aufgaben............................................. 278
Kapitel 10: Gruppe 1: Die Alkalimetalle
Einleitung............................................ 282
10.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung.................. 282
10.2 Physikalische Eigenschaften............................. 284
10.3 Die Metalle.......................................... 286
10.4 Halogenide.......................................... 288
10.5 Oxide und Hydroxide.................................. 289
10.6 Salze von Oxosäuren:
10.7 Chemie in wässrigen Lösungen unter Verwendung
makrocyclischer Komplexe.............................. 292
10.8 Nicht-wässrige Koordinationschemie...................... 296
Glossar.............................................. 298
Weiterführende Literatur................................... 298
Aufgaben............................................. 298
Kapitel 11 : Die Metalle der Gruppe 2
Einleitung............................................ 302
11.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung..................
11.2 Physikalische Eigenschaften............................. 305
11.3 Die Metalle..........................................
11.4 Halogenide..........................................
11.5 Oxide und Hydroxide.................................. 311
11.6 Salze der Oxosäuren..................................
11.7 Komplexionen in wässriger Lösung....................... 315
11.8 Komplexe mit
11.9 Schrägbeziehungen zwischen
Glossar............................................. 318
Weiterführende Literatur.................................. 318
Aufgaben............................................ 318
Kapitel 12: Die Elemente der Gruppe 13
Einleitung........................................... 322
12.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung................. 322
12.2 Physikalische Eigenschaften............................. 325
12.3 Die Elemente........................................ 327
12.4 Einfache Hydride.....................................
12.5 Halogenide und komplexe Halogenide.................... 337
12.6 Oxide, Oxosäuren, Oxoanionen und Hydroxide.............. 343
12.7 Stickstoffhaltige Verbindungen.......................... 348
12.8 Aluminium bis Thallium: Salze der Oxosäuren,
Chemie in wässriger Lösung und Komplexe................. 353
12.9 Metallboride........................................ 355
12.10 Elektronenmangelverbindungen:
Carbaborancluster- eine Einführung...................... 357
Glossar............................................. 366
Weiterführende Literatur.................................. 366
Aufgaben............................................ 367
Kapitel 13: Die Elemente der Gruppe 14
Einleitung........................................... 372
13.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung................. 372
13.2 Physikalische Eigenschaften............................. 376
13.3
13.4 Strukturelle und chemische Eigenschaften von
Silicium,
13.5 Hydride............................................ 389
13.6 Carbide,
13.7 Halogenide und Halogenidkomplexe...................... 396
13.8 Oxide, Oxosäuren und Hydroxide........................ 401
13.9 Silikone............................................ 412
13.10 Sulfide............................................. 413
13.11
13.12 Chemie in wässriger Lösung und Salze der Oxosäuren
von Germanium, Zinn und Blei........................... 418
Glossar............................................. 418
Weiterführende Literatur.................................. 418
Aufgaben............................................ 419
Kapitel 14: Die Elemente der Gruppe 15
Einleitung........................................... 424
14.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung................. 424
14.2 Physikalische Eigenschaften............................. 428
14.3 Die Elemente........................................ 431
14.4 Hydride............................................ 433
14.5 Nitride,
14.6 Halogenide, Oxohalogenide und komplexe Halogenide........ 443
14.7 Stickstoffoxide...................................... 452
14.8 Oxosäuren des Stickstoff............................... 456
14.9 Oxide des Phosphor, Arsen und Bismut.................... 459
14.10 Oxosäuren des Phosphor............................... 460
14.11 Oxosäuren des Arsen, Antimon und Bismut................. 464
14.12 Phosphazene........................................ 466
14.13 Sulfide und Selenide.................................. 468
14.14 Chemie in wässriger Lösung............................ 470
Glossar............................................. 470
Weiterführende Literatur.................................. 471
Aufgaben............................................ 471
Kapitel 15: Die Elemente der Gruppe 16
Einleitung........................................... 476
15.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung................. 476
15.2 Physikalische Eigenschaften und Bindungsbetrachtungen...... 478
15.3 Die Elemente........................................ 482
15.4 Hydride............................................ 487
15.5 Metallsulf
15.6 Halogenide, Oxohalogenide und komplexe Halogenide........ 493
15.7 Oxide.............................................. 499
15.8 Oxosäuren und deren Salze............................. 502
15.9 Verbindungen von Schwefel und Selen mit Stickstoff.......... 508
15.10
Glossar............................................. 511
Weiterführende Literatur.................................. 511
Aufgaben............................................ 511
Kapitel 16: Die Elemente der Gruppe 17
Einleitung........................................... 516
16.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung................. 517
16.2 Physikalische Eigenschaften und Bindungsbetrachtungen...... 519
16.3 Die Elemente........................................ 522
16.4 Wasserstoffhalogenide................................ 525
16.5 Metallhalogenide, Strukturen und energetische Betrachtungen . 526
16.6 Interhalogenverbindungen und Polyhalogenidionen.......... 528
16.7 Oxide und Oxofluoride des Chlors, Broms und
16.8 Oxosäuren und deren Salze............................. 534
16.9 Chemie in wässriger Lösung............................. 537
Glossar............................................. 539
Weiterführende Literatur.................................. 539
Aufgaben............................................ 539
Kapitel 17: Die Elemente der Gruppe 18
Einleitung............................................ 544
17.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung.................. 544
17.2 Physikalische Eigenschaften............................. 545
17.3 Verbindungen des Xenons............................... 548
17.4 Verbindungen des Kryptons und Radons.................... 553
Weiterführende Literatur................................... 554
Aufgaben............................................. 554
Kapitel 18: Organometallische Verbindungen
der s- und p-Block Elemente
Einleitung............................................ 556
18.1
18.2 Organyle der Gruppe 2................................. 560
18.3 Gruppe 13........................................... 564
18.4 Gruppe 14........................................... 571
18.5 Gruppe 15........................................... 58i
18.6 Gruppe 16.......................................... 585
Glossar............................................. 586
Weiterführende Literatur.................................. 586
Aufgaben.............................;.............. 587
Kapitel 19: Chemie des d-Blocks:
Allgemeine Betrachtungen
Einleitung........................................... 592
19.1 Elekronenkonfiguration des Grundzustandes............... 592
19.2 Physikalische Eigenschaften............................. 593
19.3 Reaktivität der Metalle................................ 595
19.4 Charakteristische Eigenschaften: Ein allgemeiner Überblick..... 595
19.5 Elektroneutralitätsprinzip.............................. 597
19.6 Koordinationszahlen.................................. 598
19.7
Glossar............................................. 610
Weiterführende Literatur.................................. 611
Aufgaben............................................ 611
Kapitel 20: Chemie des d-Blocks:
Koordinationskomplexe
Einleitung........................................... 614
20.1 Hybridisierungsschemata.............................. 614
20.2 Kristallfeldtheorie....................................
20.3 Molekülorbitaltheorie: Oktaedrische Komplexe.............. 623
20.4 Ligandenfeldtheorie.................................. 629
20.5 Elektronenspektren...................................
20.6 Beweise für kovalenteMetall-Ligand-Bindungen............. 639
20.7 Magnetische Eigenschaften............................. 640
20.8 Thermodynamische Aspekte:
Ligandenfeld-Stabilisìerungsenergien (LFSE)
20.9 Thermodynamische Aspekte: Die Irving-Williams-Reihe........ 649
20.10 Thermodynamische Aspekte:
Oxidationszustände in wässriger Lösung................... 649
Glossar............................................. 651
Weiterführende Literatur.................................. 651
Aufgaben............................................ 652
Kapitel 21: Chemie der cr-Block Metalle:
Die Metalle der ersten Reihe
Einleitung........................................... 656
21.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung................. 656
21.2 Physikalische Eigenschaften: Ein Überblick.................. 660
21.3 Gruppe 3:
21.4 Gruppe 4: Titan....................................... 661
21.5 Gruppe 5: Vanadium.................................. 665
21.6 Gruppe 6: Chrom..................................... 669
21.7 Gruppe 7: Mangan.................................... 676
21.8 Gruppe 8: Eisen...................................... 681
21.9 Gruppe 9: Kobalt..................................... 689
21.10 Gruppe 10: Nickel..................................... 696
21.11 Gruppe 11: Kupfer.................................... 7oo
21.12 Gruppe 12: Zink...................................... 706
Glossar............................................. 708
Weiterführende Literatur.................................. 708
Aufgaben............................................ 708
Kapitel 22: Chemie der d-Block Metalle:
Die Metalle der zweiten und dritten Reihe
Einleitung........................................... 712
22.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung................. 712
22.2 Physikalische Eigenschaften............................. 716
22.3 Gruppe 3: Yttrium.................................... 718
22.4 Gruppe 4: Zirkonium und Hafnium........................ 719
22.5 Gruppe 5:
22.6 Gruppe 6: Molybdän und Wolfram........................ 726
22.7 Gruppe 7: Technetium und Rhenium...................... 735
22.8 Gruppe 8: Ruthenium und Osmium....................... 740
22.9 Gruppe 9: Rhodium und Iridium.......................... 748
22.10 Gruppe 10: Palladium und Platin......................... 753
22.11 Gruppe 11: Silber und Gold............................. 758
22.12 Gruppe 12: Kadmium und Quecksilber..................... 764
Weiterführende Literatur.................................. 767
Aufgaben............................................ 767
Kapitel 23: Organometallische Verbindungen
der d-Block Elemente
Einleitung........................................... 772
23.1 Gewöhnliche Ligandentypen: Bindungsart und Spektroskopie . . 772
23.2 Die
23.3 Metallcarbonyle: Synthese, physikalische Eigenschaften
Und Struktur........................................ 781
23.4 Das Isolobalprinzip und die Anwendung der Wade schen Regeln. 787
23.5 Abzählung der Gesamtelektronen von organometallischen
Clustern des
23.6 Reaktionstypen in der Organometallchemie................ 792
23.7 Metallcarbonyle: Ausgewählte Reaktionen................. 796
23.8 Metallcarbonylhydride und
23.9
23.10 Allyl- und Buta-I.S-dien-Komplexe.......................
23.11 Carben- und Carbinkomplexe........................... 804
23.12 Komplexe mit ^-Cyclopentadienyl-Liganden................ 80s
23.13 Komplexe mit
23.14 Komplexe mit dem //-Cyclobutadienliganden............... 812
Glossar............................................. 812
Weiterführende Literatur.................................. 813
Aufgaben............................................ 813
Kapitel 24: Die Metalle des f-Blocks:
Lanthanoide und Actinoide
Einleitung........................................... 818
24.1 r-Orbitale und Oxidationsstufen......................... 8I8
24.2 Atom- und lonengrößen............................... 820
24.3 Spektroskopische und magnetische Eigenschaften........... 821
24.4 Vorkommen der Lanthanoide und Actinoide................ 824
24.5 Lanthanoid-Metalle................................... 826
24.6 Anorganische Verbindungen und Koordinationskomplexe
der Lanthanoide..................................... 826
24.7 Organometallische Komplexe der Lanthanoide.............. 829
24.8 DieActinoid-Metalle.................................. 833
24.9 Anorganische Verbindungen und Koordinationskomplexe
von Thorium, Uran und Plutonium........................
24.10 Organometallische Komplexe von Thorium und Uran.........
Glossar............................................. 839
Weiterführende Literatur.................................. 839
Aufgaben............................................ 840
Kapitel 25: Metallkomplexe des d-Blocks:
Reaktionsmechanismen
Einleitung........................................... 844
25.1 Ligandensubstitutionen: Allgemeine Aspekte............... 844
25.2 Substitution in quadratisch-planaren Komplexen............ 846
25.3 Substitution und Racemerisierung in oktaedrischen Komplexen . 850
25.4 Elektronenübertragungsreaktionen....................... 858
Glossar............................................. 863
Weiterführende Literatur.................................. 864
Aufgaben............................................ 864
Kapitel 26: Homogene und heterogene Katalyse
Einleitung........................................... 868
26.1 Katalyse: Eine Einführung.............................. 868
26.2 Homogene Katalyse: Alken-
26.3 Homogene Katalyse: Industrielle Anwendungen............. 873
26.4 Entwicklung von homogenen Katalysatoren................ 880
26.5 Heterogene Katalyse: Oberflächen und Wechselwirkungen
mit Adsorbaten...................................... 882
26.6 Heterogene Katalyse: Kommerzielle Anwendungen.......... 885
26.7 Heterogene Katalyse: Organometallische Clustermodelle...... 391
Glossar............................................. 892
Weiterführende Literatur.................................. 893
Aufgaben............................................ 893
Kapitel 27: Aspekte der Festkörperchemie
Einleitung............................................ 898
27.1 Defektein Festkörpergittern............................. 898
27.2 Elektrische Leitfähigkeit in ionischen Festkörpern............. 900
27.3 Supraleitfähigkeit.....................................
27.4 Keramische Werkstoffe: Farbpigmente..................... 905
27.5 CVD-Verf ahren (Cftem/ca/
27.6 Anorganische Fasern................................... gu
Glossar.............................................. gi3
Weiterführende Literatur................................... gi3
Aufgaben............................................. gi3
Kapitel 28: Die Spurenelemente des Lebens
Einleitung............................................ 916
28.1 Der Transport und die Speicherung von Metallen:
28.2 Sauerstofftransport und Aktivierung....................... 922
28.3 Biologische Redoxprozesse..............................
28.4 Das Zn2+-lon: Die Lewis-Säure der Natur.................... 940
Glossar.............................................. 946
Weiterführende Literatur................................... 946
Aufgaben............................................. 946
Anhang
Anhang 1 Griechische Buchstaben und ihre Aussprache............ 950
Anhang 2 Abkürzungen und Symbole für Mengen und Einheiten...... 951
Anhang 3 Ausgewählte Charaktertafeln....................... 956
Anhang 4 Das elektromagnetische Spektrum................... 960
Anhang 5 Natürlich vorkommende Isotope und deren Häufigkeiten..... 961
Anhang 6 Van der Waals-Radien sowie metallische, kovalente und
ionische Radien der s-, p- und der ersten Reihe der
d-Block Elemente.............................. 964
Anhang 7 Elektronegativitätswerte
Elemente des Periodensystems...................... 966
Anhang 8 Elektronenkonfigurationen im Grundzustand der Elemente
und Ionisierungsenergien für die ersten fünf Ionisierungen. . . . 967
Anhang 9 Elektronenaffinitäten............................ 970
Anhang 10
bei 298
Anhang 11 Ausgewählte Standard-Reduktionspotenziale (298 K)....... 972
Lösungen zu ausgewählten Aufgaben........................... 975
Index............................................... 995
|
| adam_txt |
Vorwort. xx
[¡Capotto
Einleitung. 2
1.1 Elementarteilchen eines Atoms. . 2
1.2 Ordnungszahl, Massenzahl (Nukleonenzahl) und Isotopen .
1.3 Erfolge der
1.4 Eine Einführung
1.5 Atomorbitale.
1.6
1.7 Das Periodensystem. 21
1.8 Das Aufbauprinzip. 23
1.9 lonisierungsenergien und Elektronenaffinitäten. 25
1.10 Bindungsmodelle: Eine Einführung. 28
1.11 Homonukleare zweiatomige Moleküle. 29
1.12 Homonukleare zweiatomige Moleküle: Die Molekülorbital-Theorie
1.13 Die
1.14 Elektronegativitätswerte. 39
1.15 Dipolmomente. 42
1.16
1.17 Isoelektronische Moleküle. 46
1.18 Molekülstruktur und VSEPR-Modell. . 46
1.19 Molekülstruktur: Stereoisomerie. . 51
Weiterführende Literatur. 53
Aufgaben. 53
pS
Einleitung.■. 58
2.1 Kembindungsenergie. . 58
2.2 Radioaktivität. 59
2.3 Künstliche Isotope. 62
2.4 Kernspaltung. 63
2.5 Synthese der Transurane. 66
2.6 Die Trennung radioaktiver Isotope. 67
2.7 Kernfusion. 68
2.8 Anwendungsmöglichkeiten für Isotope. 68
2.9 2H- und ^C-Quellen. 71
2.10 Mehrkern-NMR-Spektroskopie in der anorganischen Chemie . 7i
2.11 Mößbauer-Spektroskopie in der anorganischen Chemie. 79
Glossar. 81
Weiterführende Literatur. 81
Aufgaben. 82
Kapitel 3: Einführung in die Molekülsymmetrie
Einleitung. 86
3.1 Symmetrieoperationen und Symmetrieelemente. 86
3.2 Folgeoperationen. 92
3.3 Punktgruppen. 92
3.4 Charaktertafeln: Eine Einführung. 96
3.5 Warum ist es notwendig Symmetrieelemente zu erkennen?. 97
3.6 Infrarotspektroskopie. 98
3.7 Chirale Moleküle. 102
Glossar. 105
Weiterführende Literatur. 105
Aufgaben. 106
Kapitel 4: Bindungen in mehratomigen Molekülen
Einleitung. 110
4.1 Valenzbindungstheorie: Hybridisierung von Atomorbitalen. 110
4.2 Valenzbindungstheorie: Mehrfachbindungen in mehratomigen
Molekülen. 115
4.3 Molekülorbital-Theorie: Die Methode der Ligandengruppen-
orbitale und ihre Anwendung auf dreiatomige Moleküle. 117
4.4 Anwendung der Molekülorbital-Theorie auf die mehratomigen
Moleküle BH3, NH3 und CH4. 122
4.5 Molekülorbital-Theorie: Bindungsanalysen werden
schnell kompliziert. 126
4.6 Molekülorbital-Theorie: Die objektive Anwendung der Theorie. . . 129
Glossar. 138
Weiterführende Literatur. 138
Aufgaben. 138
Kapitel 5: Strukturen und Thermodynamik
von metallischen und ionischen Festkörpern
Einleitung. 142
5.1 Kugelpackungen. 142
5.2 Anwendung des Modells der Kugelpackungen auf die Strukturen
der Elemente. 145
5.3 Polymorphismus bei Metallen. 146
5.4 Metallradien. 146
5.5 Schmelzpunkte und Standardverdampfungsenthalpien
von Metallen. 148
5.6 Legierungen und intermetallische Verbindungen. 15O
5.7 Die Bindungen in Metallen und Halbleitern. i5i
5.8 Halbleiter. 154
5.9 lonengrößen. 156
5.10 lonengitter. 158
5.11 Kristallstrukturen von Halbleitern. 164
5.12 Gitterenergie: Ein elektrostatisches Modell. 164
5.13 Gitterenergien: Der Born-Haber-Kreisprozess. 168
5.14 Gitterenergien: Vergleich von berechneten und
experimentellen Werten. 169
5.15 Anwendungen von Gitterenergien. 169
5.16 Die Defekte in Festkörperstrukturen: Eine Einführung.
Glossar. 172
Weiterführende Literatur. 172
Aufgaben. 173
Kapitel 6: Säuren, Basen und Ionen in wässriger Lösung
Einleitung. 176
6.1 Eigenschaften des Wassers. i76
6.2 Definitionen und Einheiten in wässriger Lösung. 178
6.3 Einige Brönsted-Säuren und -Basen. i80
6.4 Die Thermodynamik der Säuredissoziation in wässriger Lösung . 184
6.5 Trends in den Reihen der Oxosäuren EOn(OH)m. 185
6.6 Hydratisierte Kationen: Bildung und Säureeigenschaften. i86
6.7 Amphothere Oxide und Hydroxide. i88
6.8 Löslichkeiten ionischer Salze. 189
6.9 Gleichionige Zusätze. 193
6.10 Koordinationsverbindungen: Eine Einführung. 194
6.11 Komplexbildungskonstanten von Koordinationsverbindungen. . . 196
6.12 Faktoren, die die Stabilität von Komplexen mit
einzähnigen Liganden beeinflussen. 202
Glossar. 204
Weiterführende Literatur. 205
Aufgaben. 205
Kapitel 7: Reduktion und
Einleitung. 210
7.1 Standard-Reduktionspotenziale E° und die Beziehung zwischen
E°, AG° und
7.2 Der Einfluss von Komplexbildung oder Ausfällung auf
die Mz+/M-Reduktionspotenziale. 218
7.3 Disproportionierungsreaktionen. 221
7.4 Potenzialdiagramme. 222
7.5 Frost-Ebsworth-Diagramme. 224
7.6 Die Beziehungen zwischen den Standard-Reduktionspotenzialen
und anderen Größen. 227
7.7 Anwendungen auf Redoxreaktionen bei der Gewinnung
von Elementen aus ihren Erzen. 229
Glossar. 230
Weiterführende Literatur. 230
Aufgaben. 230
Kapitel 8: Nicht-wässrige Lösungsmittel
Einleitung. 234
8.1 Relative Dielektrizitätskonstante. 234
8.2 Thermodynamik ionischer Salze beim Übergang von Wasser
zu einem organischen Lösungsmittel. 235
8.3 Säure-Base-Verhalten in nicht-wässrigen Lösungsmitteln.
8.4 Eigen-dissoziierende und nicht-dissoziierende nicht-wässrige
Lösungsmittel. 237
8.5 Flüssiges Ammoniak.
8.6 Flüssiges Hydrogenfluorid. 242
8.7 Schwefelsäure. 243
8.8 Fluorsulfonsäure. 244
8.9 Bromtrifluorid. 245
8.10 Distickstofftetroxid. 246
8.11 Ionische Flüssigkeiten. 247
8.12 Überkritische Flüssigkeiten. 251
Glossar. 254
Weiterführende Literatur. 255
Aufgaben. 255
Kapitel 9- Wasserstoff
Einleitung. 258
9.1 Die Ionen H+ und H~. 258
9.2 Isotope des Wasserstoffs. 259
9.3 Diwasserstoff. 26O
9.4 Polare und unpolare E-H-Bindungen. 266
9.5 Wasserstoffbrückenbindungen. 266
9.6 Binäre Hydride: Einteilung und allgemeine Eigenschaften. 273
Glossar. 278
Weiterführende Literatur. 278
Aufgaben. 278
Kapitel 10: Gruppe 1: Die Alkalimetalle
Einleitung. 282
10.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 282
10.2 Physikalische Eigenschaften. 284
10.3 Die Metalle. 286
10.4 Halogenide. 288
10.5 Oxide und Hydroxide. 289
10.6 Salze von Oxosäuren:
10.7 Chemie in wässrigen Lösungen unter Verwendung
makrocyclischer Komplexe. 292
10.8 Nicht-wässrige Koordinationschemie. 296
Glossar. 298
Weiterführende Literatur. 298
Aufgaben. 298
Kapitel 11 : Die Metalle der Gruppe 2
Einleitung. 302
11.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung.
11.2 Physikalische Eigenschaften. 305
11.3 Die Metalle.
11.4 Halogenide.
11.5 Oxide und Hydroxide. 311
11.6 Salze der Oxosäuren.
11.7 Komplexionen in wässriger Lösung. 315
11.8 Komplexe mit
11.9 Schrägbeziehungen zwischen
Glossar. 318
Weiterführende Literatur. 318
Aufgaben. 318
Kapitel 12: Die Elemente der Gruppe 13
Einleitung. 322
12.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 322
12.2 Physikalische Eigenschaften. 325
12.3 Die Elemente. 327
12.4 Einfache Hydride.
12.5 Halogenide und komplexe Halogenide. 337
12.6 Oxide, Oxosäuren, Oxoanionen und Hydroxide. 343
12.7 Stickstoffhaltige Verbindungen. 348
12.8 Aluminium bis Thallium: Salze der Oxosäuren,
Chemie in wässriger Lösung und Komplexe. 353
12.9 Metallboride. 355
12.10 Elektronenmangelverbindungen:
Carbaborancluster- eine Einführung. 357
Glossar. 366
Weiterführende Literatur. 366
Aufgaben. 367
Kapitel 13: Die Elemente der Gruppe 14
Einleitung. 372
13.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 372
13.2 Physikalische Eigenschaften. 376
13.3
13.4 Strukturelle und chemische Eigenschaften von
Silicium,
13.5 Hydride. 389
13.6 Carbide,
13.7 Halogenide und Halogenidkomplexe. 396
13.8 Oxide, Oxosäuren und Hydroxide. 401
13.9 Silikone. 412
13.10 Sulfide. 413
13.11
13.12 Chemie in wässriger Lösung und Salze der Oxosäuren
von Germanium, Zinn und Blei. 418
Glossar. 418
Weiterführende Literatur. 418
Aufgaben. 419
Kapitel 14: Die Elemente der Gruppe 15
Einleitung. 424
14.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 424
14.2 Physikalische Eigenschaften. 428
14.3 Die Elemente. 431
14.4 Hydride. 433
14.5 Nitride,
14.6 Halogenide, Oxohalogenide und komplexe Halogenide. 443
14.7 Stickstoffoxide. 452
14.8 Oxosäuren des Stickstoff. 456
14.9 Oxide des Phosphor, Arsen und Bismut. 459
14.10 Oxosäuren des Phosphor. 460
14.11 Oxosäuren des Arsen, Antimon und Bismut. 464
14.12 Phosphazene. 466
14.13 Sulfide und Selenide. 468
14.14 Chemie in wässriger Lösung. 470
Glossar. 470
Weiterführende Literatur. 471
Aufgaben. 471
Kapitel 15: Die Elemente der Gruppe 16
Einleitung. 476
15.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 476
15.2 Physikalische Eigenschaften und Bindungsbetrachtungen. 478
15.3 Die Elemente. 482
15.4 Hydride. 487
15.5 Metallsulf
15.6 Halogenide, Oxohalogenide und komplexe Halogenide. 493
15.7 Oxide. 499
15.8 Oxosäuren und deren Salze. 502
15.9 Verbindungen von Schwefel und Selen mit Stickstoff. 508
15.10
Glossar. 511
Weiterführende Literatur. 511
Aufgaben. 511
Kapitel 16: Die Elemente der Gruppe 17
Einleitung. 516
16.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 517
16.2 Physikalische Eigenschaften und Bindungsbetrachtungen. 519
16.3 Die Elemente. 522
16.4 Wasserstoffhalogenide. 525
16.5 Metallhalogenide, Strukturen und energetische Betrachtungen . 526
16.6 Interhalogenverbindungen und Polyhalogenidionen. 528
16.7 Oxide und Oxofluoride des Chlors, Broms und
16.8 Oxosäuren und deren Salze. 534
16.9 Chemie in wässriger Lösung. 537
Glossar. 539
Weiterführende Literatur. 539
Aufgaben. 539
Kapitel 17: Die Elemente der Gruppe 18
Einleitung. 544
17.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 544
17.2 Physikalische Eigenschaften. 545
17.3 Verbindungen des Xenons. 548
17.4 Verbindungen des Kryptons und Radons. 553
Weiterführende Literatur. 554
Aufgaben. 554
Kapitel 18: Organometallische Verbindungen
der s- und p-Block Elemente
Einleitung. 556
18.1
18.2 Organyle der Gruppe 2. 560
18.3 Gruppe 13. 564
18.4 Gruppe 14. 571
18.5 Gruppe 15. 58i
18.6 Gruppe 16. 585
Glossar. 586
Weiterführende Literatur. 586
Aufgaben.;. 587
Kapitel 19: Chemie des d-Blocks:
Allgemeine Betrachtungen
Einleitung. 592
19.1 Elekronenkonfiguration des Grundzustandes. 592
19.2 Physikalische Eigenschaften. 593
19.3 Reaktivität der Metalle. 595
19.4 Charakteristische Eigenschaften: Ein allgemeiner Überblick. 595
19.5 Elektroneutralitätsprinzip. 597
19.6 Koordinationszahlen. 598
19.7
Glossar. 610
Weiterführende Literatur. 611
Aufgaben. 611
Kapitel 20: Chemie des d-Blocks:
Koordinationskomplexe
Einleitung. 614
20.1 Hybridisierungsschemata. 614
20.2 Kristallfeldtheorie.
20.3 Molekülorbitaltheorie: Oktaedrische Komplexe. 623
20.4 Ligandenfeldtheorie. 629
20.5 Elektronenspektren.
20.6 Beweise für kovalenteMetall-Ligand-Bindungen. 639
20.7 Magnetische Eigenschaften. 640
20.8 Thermodynamische Aspekte:
Ligandenfeld-Stabilisìerungsenergien (LFSE)
20.9 Thermodynamische Aspekte: Die Irving-Williams-Reihe. 649
20.10 Thermodynamische Aspekte:
Oxidationszustände in wässriger Lösung. 649
Glossar. 651
Weiterführende Literatur. 651
Aufgaben. 652
Kapitel 21: Chemie der cr-Block Metalle:
Die Metalle der ersten Reihe
Einleitung. 656
21.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 656
21.2 Physikalische Eigenschaften: Ein Überblick. 660
21.3 Gruppe 3:
21.4 Gruppe 4: Titan. 661
21.5 Gruppe 5: Vanadium. 665
21.6 Gruppe 6: Chrom. 669
21.7 Gruppe 7: Mangan. 676
21.8 Gruppe 8: Eisen. 681
21.9 Gruppe 9: Kobalt. 689
21.10 Gruppe 10: Nickel. 696
21.11 Gruppe 11: Kupfer. 7oo
21.12 Gruppe 12: Zink. 706
Glossar. 708
Weiterführende Literatur. 708
Aufgaben. 708
Kapitel 22: Chemie der d-Block Metalle:
Die Metalle der zweiten und dritten Reihe
Einleitung. 712
22.1 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung. 712
22.2 Physikalische Eigenschaften. 716
22.3 Gruppe 3: Yttrium. 718
22.4 Gruppe 4: Zirkonium und Hafnium. 719
22.5 Gruppe 5:
22.6 Gruppe 6: Molybdän und Wolfram. 726
22.7 Gruppe 7: Technetium und Rhenium. 735
22.8 Gruppe 8: Ruthenium und Osmium. 740
22.9 Gruppe 9: Rhodium und Iridium. 748
22.10 Gruppe 10: Palladium und Platin. 753
22.11 Gruppe 11: Silber und Gold. 758
22.12 Gruppe 12: Kadmium und Quecksilber. 764
Weiterführende Literatur. 767
Aufgaben. 767
Kapitel 23: Organometallische Verbindungen
der d-Block Elemente
Einleitung. 772
23.1 Gewöhnliche Ligandentypen: Bindungsart und Spektroskopie . . 772
23.2 Die
23.3 Metallcarbonyle: Synthese, physikalische Eigenschaften
Und Struktur. 781
23.4 Das Isolobalprinzip und die Anwendung der Wade'schen Regeln. 787
23.5 Abzählung der Gesamtelektronen von organometallischen
Clustern des
23.6 Reaktionstypen in der Organometallchemie. 792
23.7 Metallcarbonyle: Ausgewählte Reaktionen. 796
23.8 Metallcarbonylhydride und
23.9
23.10 Allyl- und Buta-I.S-dien-Komplexe.
23.11 Carben- und Carbinkomplexe. 804
23.12 Komplexe mit ^-Cyclopentadienyl-Liganden. 80s
23.13 Komplexe mit
23.14 Komplexe mit dem //-Cyclobutadienliganden. 812
Glossar. 812
Weiterführende Literatur. 813
Aufgaben. 813
Kapitel 24: Die Metalle des f-Blocks:
Lanthanoide und Actinoide
Einleitung. 818
24.1 r-Orbitale und Oxidationsstufen. 8I8
24.2 Atom- und lonengrößen. 820
24.3 Spektroskopische und magnetische Eigenschaften. 821
24.4 Vorkommen der Lanthanoide und Actinoide. 824
24.5 Lanthanoid-Metalle. 826
24.6 Anorganische Verbindungen und Koordinationskomplexe
der Lanthanoide. 826
24.7 Organometallische Komplexe der Lanthanoide. 829
24.8 DieActinoid-Metalle. 833
24.9 Anorganische Verbindungen und Koordinationskomplexe
von Thorium, Uran und Plutonium.
24.10 Organometallische Komplexe von Thorium und Uran.
Glossar. 839
Weiterführende Literatur. 839
Aufgaben. 840
Kapitel 25: Metallkomplexe des d-Blocks:
Reaktionsmechanismen
Einleitung. 844
25.1 Ligandensubstitutionen: Allgemeine Aspekte. 844
25.2 Substitution in quadratisch-planaren Komplexen. 846
25.3 Substitution und Racemerisierung in oktaedrischen Komplexen . 850
25.4 Elektronenübertragungsreaktionen. 858
Glossar. 863
Weiterführende Literatur. 864
Aufgaben. 864
Kapitel 26: Homogene und heterogene Katalyse
Einleitung. 868
26.1 Katalyse: Eine Einführung. 868
26.2 Homogene Katalyse: Alken-
26.3 Homogene Katalyse: Industrielle Anwendungen. 873
26.4 Entwicklung von homogenen Katalysatoren. 880
26.5 Heterogene Katalyse: Oberflächen und Wechselwirkungen
mit Adsorbaten. 882
26.6 Heterogene Katalyse: Kommerzielle Anwendungen. 885
26.7 Heterogene Katalyse: Organometallische Clustermodelle. 391
Glossar. 892
Weiterführende Literatur. 893
Aufgaben. 893
Kapitel 27: Aspekte der Festkörperchemie
Einleitung. 898
27.1 Defektein Festkörpergittern. 898
27.2 Elektrische Leitfähigkeit in ionischen Festkörpern. 900
27.3 Supraleitfähigkeit.
27.4 Keramische Werkstoffe: Farbpigmente. 905
27.5 CVD-Verf ahren (Cftem/ca/
27.6 Anorganische Fasern. gu
Glossar. gi3
Weiterführende Literatur. gi3
Aufgaben. gi3
Kapitel 28: Die Spurenelemente des Lebens
Einleitung. 916
28.1 Der Transport und die Speicherung von Metallen:
28.2 Sauerstofftransport und Aktivierung. 922
28.3 Biologische Redoxprozesse.
28.4 Das Zn2+-lon: Die Lewis-Säure der Natur. 940
Glossar. 946
Weiterführende Literatur. 946
Aufgaben. 946
Anhang
Anhang 1 Griechische Buchstaben und ihre Aussprache. 950
Anhang 2 Abkürzungen und Symbole für Mengen und Einheiten. 951
Anhang 3 Ausgewählte Charaktertafeln. 956
Anhang 4 Das elektromagnetische Spektrum. 960
Anhang 5 Natürlich vorkommende Isotope und deren Häufigkeiten. 961
Anhang 6 Van der Waals-Radien sowie metallische, kovalente und
ionische Radien der s-, p- und der ersten Reihe der
d-Block Elemente. 964
Anhang 7 Elektronegativitätswerte
Elemente des Periodensystems. 966
Anhang 8 Elektronenkonfigurationen im Grundzustand der Elemente
und Ionisierungsenergien für die ersten fünf Ionisierungen. . . . 967
Anhang 9 Elektronenaffinitäten. 970
Anhang 10
bei 298
Anhang 11 Ausgewählte Standard-Reduktionspotenziale (298 K). 972
Lösungen zu ausgewählten Aufgaben. 975
Index. 995 |
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