Chemie - einfach alles:
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| Vorheriger Titel: | Atkins, Peter W. Chemie |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German English |
| Veröffentlicht: |
Weinheim
WILEY-VCH
2006
|
| Ausgabe: | 2., vollst. überarb. und erw. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Die 1. Aufl. der dt. Ausg. basierte auf dem engl. Vorgängerwerk "General chemistry" von Peter W. Atkins und Jo A. Beran |
| Beschreibung: | XXV, 89, 991 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3527315799 9783527315796 |
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Grundlagen Gl
1 Atome: Die Welt der Quanten 1
2 Chemische Bindungen 61
3 Geometrie und Struktur von Molekülen 103
4 Die Eigenschaften von Gasen 147
5 Flüssigkeiten und Festkörper 187
6 Thermodynamik: Der erste Hauptsatz 229
7 Thermodynamik: Der zweite und dritte Hauptsatz 28'
8 Physikalische Gleichgewichte 331
9 Das chemische Gleichgewicht 383
10 Säuren und Basen 427
11 Gleichgewichte in wässrigen Lösungen 477
12 Elektrochemie 519
13 Die Chemische Kinetik 567
14 Die Elemente: Die ersten vier Hauptgruppen 627
15 Die Elemente: Die letzten vier Hauptgruppen 677
16 Die Elemente: Der (/ Block 715
17 Kernchemie 761
18 Organische Chemie I: Die Kohlenwasserstoffe 795
19 Organische Chemie II: Polymere und
biologische Verbindungen 825
Anhang 1 861
Anhang 2 875
Anhang 3 893
Glossar 895
Antworten Lerntests 929
Antworten Übungen 938
Bildnachweis 977
Sachregister 979
| Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur dritten englischen Auflage XVII
Danksagung XVIII
Vorwort zur zweiten deutschen Auflage XX
Über dieses Buch XXI
Grundlagen Gl
A Stoffe und Energie G6
A.l Physikalische Eigenschaften G7
A.2 Energie G9
A.3 Kraft G12
B Elemente und Atome G13
B.l Atome G14
B.2 Das Kernmodell G14
B.3 Neutronen G17
B.4 Isotope G19
B.5 Ein Ordnungsschema für Elemente G20
C Verbindungen G23
C.l Definition von Verbindungen G23
C.2 Moleküle und Molekülverbindungen G24
C.3 Ionen und ionische Verbindungen G26
D Die Nomenklatur chemischer Verbindungen G30
D.l Namen von Kationen G30
D.2 Namen von Anionen G30
D.3 Namen ionischer Verbindungen G32
D.4 Namen anorganischer Molekülverbindungen G33
D.5 Namen wichtiger organischer Verbindungen G36
E Mol und Molmasse G37
E.l Das Mol G38
E.2 Die Molmasse G40
F Die Ermittlung chemischer Formeln G44
F.l Gehaltsangaben in Massenprozent G44
F.2 Die Ermittlung empirischer Formeln G45
F.3 Die Ermittlung von Molekülformeln G47
Chemie einfach alles, 2. Auflage. Peter W. Atkins und Loretta Jones
Copyright © 2006 WILEY VCH Verla» r.mhH Cr. irr_ .A m/.:«u.:_
Inhaltsverzeichnis
C Mischungen und Lösungen G48
G.l Einteilung von Mischungen G48
G.2 Trennverfahren G50
G.3 Molarität G52
G.4 Verdünnung G55
H Chemische Gleichungen G56
H.l Symbole in chemischen Gleichungen G56
H.2 Ausgleichen von Reaktionsgleichungen G58
I Wässrige Lösungen und Fällung G60
1.1 Elektrolyte G60
1.2 Fällungsreaktionen G62
1.3 Ionengleichungen und Nettoionengleichungen G62
1.4 Die Anwendungen von Fällungsreaktionen G64
J Säuren und Basen G65
J.l Säuren und Basen in wässriger Lösung G66
J.2 Starke und schwache Säuren
und Basen G68
J.3 Die Neutralisation G69
K Redoxreaktionen G70
K.l Oxidation und Reduktion G71
K.2 Oxidationszahlen: Auf der Spur der Elektronen G72
K.3 Oxidations und Reduktionsmittel G74
K.4 Ausgleichen einfacher Redoxgleichungen G76
L Reaktionsstöchiometrie G77
L.l Umwandlungen in Molmengen G77
L.2 Umwandlungen in Massen G78
L.3 Maßanalyse G80
M Begrenzende Faktoren von Reaktionen G84
M.l Die Reaktionsausbeute G84
M.2 Ausgangsstoffe als begrenzende Faktoren G85
M.3 Verbrennungsanalyse G87
1 Atome: Die Welt der Quanten 1
1.1 Wie man Atome untersucht 1
1.1.1 Die Merkmale elektromagnetischer Strahlung 2
1.1.2 Strahlung, Quanten und Photonen 4
1.1.3 Der Welle Teilchen Dualismus der Materie 11
1.1.4 Die Unschärferelation 12
1.1.5 Wellenfunktionen und Energieniveaus 14
1.1.6 Atomspektren und Energieniveaus 19
1.2 Atommodelle 22
1.2.1 Die Hauptquantenzahl 22
1.2.2 Atomorbitale 23
1.2.3 Der Spin des Elektrons 30
1.2.4 Die elektronische Struktur des Wasserstoffs 31
1.3 Die Strukturen von Vielelektronen Atomen 32
1.3.1 Orbitalenergien 32
1.3.2 Das Aufbauprinzip 34
1.3.3 Elektronische Strukturen und das Periodensystem 39
Inhaltsverzeichnis
1.4 Die Periodizität atomarer Eigenschaften 41
1.4.1 Atomradien 42
1.4.2 Ionenradien 43
1.4.3 lonisierungsenergien 45
1.4.4 Elektronenaffinitäten 47
1.4.5 Der Einfluss des inerten Elektronenpaars 49
1.4.6 Schrägbeziehungen 50
1.5 Auswirkungen auf die Materialforschung 51
1.5.1 Die Hauptgruppenelemente 52
1.5.2 Die Übergangsmetalle 52
Was Sie jetzt können sollten 54
Übungen 54
Weiterführende Übungen 58
2 Chemische Bindungen 61
2.1 Ionenbindungen 62
2.1.1 Die Entstehung von Ionenbindungen 62
2.1.2 Wechselwirkungen zwischen Ionen 63
2.1.3 Die Elektronenkonfiguration von Ionen 67
2.1.4 Lewis Symbole 69
2.2 Kovalente Bindungen 70
2.2.1 Die Natur kovalenter Bindungen 70
2.2.2 Lewis Formeln 70
2.2.3 Lewis Formeln vielatomiger Moleküle 72
2.2.4 Resonanz 75
2.2.5 Formalladungen 78
2.3 Ausnahmen von der Oktettregel 80
2.3.1 Radikale und Diradikale 80
2.3.2 Erweiterte Valenzschalen 82
2.3.3 Die ungewöhnlichen Strukturen einiger Verbindungen
von Elementen der Gruppe 13/111 84
2.4 Vergleich von Ionenbindungen und kovalenten Bindungen 85
2.4.1 Eine Korrektur des Modells kovalenter Bindungen:
Elektronegativität 85
2.4.2 Eine Korrektur des Modells der Ionenbindung:
Polarisierbarkeit 88
2.5 Stärke und Länge kovalenter Bindungen 88
2.5.1 Bindungsstärken 89
2.5.2 Typische Werte der Bindungsstärke 89
2.5.3 Bindungslängen 91
Was Sie jetzt können sollten 94
Übungen 94
Weiterführende Übungen 97
Wichtige Analyseverfahren 1 100
3 Geometrie und Struktur von Molekülen 103
3.1 Das VSEPR Modell 105
3.1.1 Das VSEPR Basismodell 105
3.1.2 Moleküle mit freien Elektronenpaaren am Zentralatom 108
3.1.3 Polare Moleküle 312
3.2 Die Valence Bond Theorie 115
3.2.1 o und Jt Bindungen 116
3.2.2 Die Hybridisierung von Orbitalen 118
3.2.3 Hybridisierung in komplexeren Molekülen 119
3.2.4 Bindungen in Kohlenwasserstoffen 122
3.2.5 Charakteristische Merkmale von Doppelbindungen 123
Inhaltsverzeichnis
3.3 Die Molekülorbital Theorie 325
3.3.1 Die Grenzen der Theorie von Lewis 125
3.3.2 Molekülorbitale 127
3.3.3 Die Elektronenkonfiguration zweiatomiger Moleküle 128
3.3.4 Bindungen in heteronuclearen zweiatomigen Molekülen 133
3.3.5 Orbitale in vielatomigen Molekülen 134
3.3.6 Auswirkungen auf die Materialforschung:
Die Band Theorie von Festkörpern 136
Was Sie jetzt können sollten 139
Übungen 139
Weiterführende Übungen 142
Wichtige Analyseverfahren 2 144
4 Die Eigenschaften von Gasen 147
4.1 Die Natur der Gase 148
4.1.1 Beobachtungen an Gasen 148
4.1.2 Der Druck 148
4.1.3 Alternative Einheiten des Drucks 151
4.2 Die Gasgesetze 152
4.2.1 Das Gesetz von Boyle 152
4.2.2 Das Gesetz von Charles und Gay Lussac 154
4.2.3 Das Prinzip von Avogadro 155
4.2.4 Das ideale Gasgesetz 356
4.2.5 Anwendungen des idealen Gasgesetzes 358
4.2.6 Die Dichte eines Gases 360
4.2.7 Die Stöchiometrie bei Gasreaktionen 362
4.2.8 Gasgemische 364
4.3 Molekulare Bewegung 368
4.3.1 Diffusion und Effusion 368
4.3.2 Das kinetische Gasmodell 170
4.3.3 Die Maxwell'sche Geschwindigkeitsverteilung 174
4.4 Reale Gase 175
4.4.1 Abweichungen vom Idealzustand 375
4.4.2 Die Verflüssigung von Gasen 177
4.4.3 Zustandsgieichungen realer Gase 178
Was Sie jetzt können sollten 180
Übungen 180
Weiterführende Übungen 184
5 Flüssigkeiten und Festkörper 187
5.1 Intermolekulare Kräfte 188
5.1.1 Die Bildung kondensierter Phasen 188
5.1.2 Ion Dipol Wechselwirkungen 189
5.1.3 Dipol Dipol Wechselwirkungen 190
5.1.4 London oder Dispersions Wechselwirkungen 192
5.1.5 Die Wasserstoffbrückenbindung 395
5.2 Die Struktur von Flüssigkeiten 197
5.2.1 Die Ordnung in Flüssigkeiten 198
5.2.2 Viskosität und Oberflächenspannung 398
5.3 Die Strukturen der Festkörper 200
5.3.1 Die Einteilung der Festkörper 200
5.3.2 Metallische Festkörper 203
5.3.3 Elementarzellen 205
5.3.4 Ionische Festkörper 208
5.3.5 Molekulare Festkörper 210
5.3.6 Vernetzte Festkörper 211
Inhaltsverzeichnis
5.4 Auswirkungen auf die Materialforschung 213
5.4.1 Die Eigenschaften von Festkörpern 213
5.4.2 Legierungen 216
5.4.3 Flüssigkristalle 218
Was Sie jetzt können sollten 219
Übungen 220
Weiterführende Übungen 223
Wichtige Analyseverfahren 3 226
6 Thermodynamik: Der erste Hauptsatz 229
6.1 Systeme, Zustände und Energie 230
6.1.1 Systeme 230
6.1.2 Arbeit und Energie 231
6.1.3 Expansive Arbeit 232
6.1.4 Wärme 236
6.1.5 Die Wärmebestimmung 238
6.1.6 Der erste Hauptsatz 239
6.1.7 Zustandsfunktionen 241
6.1.8 Ein molekulares Zwischenspiel:
Der Ursprung der inneren Energie 244
6.2 Enthalpie 247
6.2.1 Wärmeübertragung bei konstantem Druck 247
6.2.2 Wärmekapazität bei konstantem Druck und Volumen 249
6.2.3 Ein molekulares Zwischenspiel:
Der Ursprung der Wärmekapazität von Gasen 250
6.2.4 Die Enthalpie des Phasenübergangs 252
6.2.5 Schmelz und Siedediagramme 255
6.3 Die Enthalpie chemischer Umwandlungen 257
6.3.1 Reaktionsenthalpien 257
6.3.2 Die Beziehung von AH und AU 259
6.3.3 Standard Reaktionsenthalpien 262
6.3.4 Die Verknüpfung von Reaktionsenthalpien:
Der Satz von Hess 263
6.3.5 Die Reaktionswärme 266
6.3.6 Standard Bildungsenthalpien 269
6.3.7 Der Born Haber Kreisprozess 272
6.3.8 Bindungsenthalpien 273
6.3.9 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsenthalpie 276
Was Sie jetzt können sollten 277
Übungen 277
Weiterführende Übungen 282
7 Thermodynamik: Der zweite und dritte Hauptsatz 285
7.1 Entropie 285
7.1.1 Spontane Umwandlungen 2S6
7.1.2 Entropie und Unordnung 286
7.1.3 Änderungen der Entropie 289
7.1.4 Änderungen der Entropie beim Wechsel des Aggregatzustands 293
7.1.5 Eine Interpretation der Entropie aus molekularer Sicht 296
7.1.6 Die Äquivalenz von statistischer und thermodynamischer Entropie 300
7.1.7 Molare Standardentropien 302
7.1.8 Standard Reaktionsentropien 305
7.2 Globale Änderungen der Entropie 306
7.2.1 Die Systemumgebung 306
7.2.2 Die Entropie des Gesamtsystems 308
7.2.3 Das Gleichgewicht 312
Inhaltsverzeichnis
7.3 Freie Energie 314
7.3.1 Das System im Mittelpunkt 314
7.3.2 Freie Reaktionsenergie 317
7.3.3 Freie Energie und nichtexpansive Arbeit 320
7.3.4 Der Einfluss der Temperatur 322
7.3.5 Die Änderung der freien Energie in biologischen Systemen 324
Was Sie jetzt können sollten 325
Übungen 325
Weiterführende Übungen 328
8 Physikalische Gleichgewichte 331
8.1 Phasen und Phasenübergänge 332
8.1.1 Der Dampfdruck 332
8.1.2 Flüchtigkeit und intermolekulare Kräfte 333
8.1.3 Die Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks 335
8.1.4 Der Siedevorgang 336
8.1.5 Gefrieren und Schmelzen 337
8.1.6 Phasendiagramme 338
8.1.7 Kritische Eigenschaften 341
8.2 Die Löslichkeit 343
8.2.1 Der Lösevorgang auf molekularer Ebene 343
8.2.2 „Gleiches löst sich in Gleichem" 344
8.2.3 Druck und Löslichkeit von Gasen: Das Henr/sche Gesetz 347
8.2.4 Temperatur und Löslichkeit 348
8.2.5 Die Lösungsenthalpie 349
8.2.6 Die freie Lösungsenthalpie 352
8.3 Kolligative Eigenschaften 353
8.3.1 Die Molalität 353
8.3.2 Dampfdruckerniedrigung 357
8.3.3 Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung 359
8.3.4 Die Osmose 362
8.4 Binäre Flüssigkeitsgemische 366
8.4.1 Der Dampfdruck eines binären Flüssigkeitsgemisches 366
8.4.2 Die Destillation 368
8.4.3 Azeotrope Gemische 370
Was Sie jetzt können sollten 371
Übungen 372
Weiterführende Übungen 376
Wichtige Analyseverfahren 4 380
9 Das chemische Gleichgewicht 383
9.1 Reaktionen im Gleichgewicht 384
9.1.1 Die Umkehrbarkeit von chemischen Reaktionen 385
9.1.2 Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz 386
9.1.3 Der thermodynamische Ursprung
von Gleichgewichtskonstanten 390
9.2 Gleichgewichtskonstanten 395
9.2.1 Die Gleichgewichtskonstante bezogen auf
die molare Konzentration von Gasen 395
9.2.2 Andere Formen der Gleichgewichtskonstante 398
9.2.3 Der Umsatz in einer Reaktion 399
9.2.4 Die Richtung einer Reaktion 400
9.2.5 Die Verwendung von Gleichgewichtskonstanten 402
9.3 Die Reaktion eines Gleichgewichts auf Veränderungen 406
9.3.1 Zugabe und Entfernung von Ausgangsstoffen und Produkten 407
9.3.2 Komprimierung eines Reaktionsgemischs 410
Inhaltsverzeichnis
9.3.3 Gleichgewicht und Temperatur 412
9.3.4 Katalysatoren und der Erfolg von Haber 415
9.3.5 Auswirkungen auf die biologische Forschung: Selbstregulation 426
Was Sie jetzt können sollten 418
Übungen 418
Weiterführende Übungen 423
10 Säuren und Basen 427
10.1 Das Wesen von Säuren und Basen 427
10.1.1 Der Säure Base Begriff nach Bransted und Lowry 428
10.1.2 Lewis Säuren und Basen 431
10.1.3 Saure, basische und amphotere Oxide 432
10.1.4 Protonenaustausch zwischen Wassermolekülen 433
10.1.5 Die pH Skala 435
10.1.6 Der pOH Wert von Lösungen 438
10.2 Schwache Säuren und Basen 439
10.2.1 Säure und Basenkonstanten 440
10.2.2 Die Wechselbezeichnung konjugierter Säure Base Paare 442
10.2.3 Molekulare Struktur und Säurestärke 445
10.2.4 Die Stärke von Oxosäuren 446
10.3 Der pH Wert von Lösungen schwacher Säuren und Basen 449
10.3.1 Lösungen schwacher Säuren 449
10.3.2 Lösungen schwacher Basen 452
10.3.3 Der pH Wert von Salzlösungen 453
10.4 Mehrwertige Säuren und Basen 458
10.4.1 Der pH Wert von Lösungen einer mehrwertigen Säure 458
10.4.2 Salzlösungen mehrwertiger Säuren 459
10.4.3 Die Konzentration der gelösten Spezies 461
10.4.4 Lösungszusammensetzung und pH Wert 463
10.5 Autoprotolyse und pH Wert 467
10.5.1 Stark verdünnte Lösungen von starken Säuren und Basen 467
10.5.2 Stark verdünnte Lösungen von schwachen Säuren 469
Was Sie jetzt können sollten 471
Übungen 471
Weiterführende Übungen 475
11 Gleichgewichte in wässrigen Lösungen 477
11.1 Lösungen und Pufferlösungen 478
11.1.1 Die Funktionsweise von Pufferlösungen 478
11.1.2 Das Entwickeln von Puffersystemen 480
11.1.3 Die Pufferkapazität 484
11.2 Titrationen 486
11.2.1 Die Titration einer starken Säure mit einer starken Base 4S6
11.2.2 Die Titration einer starken Säure mit einer schwachen Base
und einer schwachen Säure mit einer starken Base 489
11.2.3 Säure Base Indikatoren 494
11.2.4 Die Stöchiometrie bei Titrationen von mehrwertigen Säuren 497
11.3 Lösungsgleichgewichte 499
11.3.1 Das Löslichkeitsprodukt 500
11.3.2 Der Einfluss gemeinsamer Ionen der Eigenioneneffekt 502
11.3.3 Wann fällt ein Salz aus? 504
11.3.4 Die selektive Fällung 506
11.3.5 Wie Niederschläge wieder gelöst werden 507
11.3.6 Die Bildung von Komplexionen 508
11.3.7 Die qualitative Analyse 510
Was Sie jetzt können sollten 512
Inhaltsverzeichnis
Übungen 513
Weiterführende Übungen 536
12 Elektrochemie 539
12.1 Redoxreaktionen 520
12.1.1 Die Halbreaktion 520
12.1.2 Wie Redoxgleichungen bilanziert werden 521
12.2 Galvanische Zellen 524
12.2.1 Der Aufbau galvanischer Zellen 525
12.2.2 Das Zellpotential und die freie Reaktionsenergie 526
12.2.3 Die Schreibweise elektrochemischer Zellen 529
12.2.4 Das Standardpotential 533
12.2.5 Die elektrochemische Spannungsreihe 538
12.2.6 Das Standardpotential und die Gleichgewichtskonstante 540
12.2.7 Die Nernst'sche Gleichung 542
12.2.8 Ionenselektive Elektroden 544
12.3 Elektrolyse 545
12.3.1 Die Elektrolysezelle 545
12.3.2 Die Produkte der Elektrolyse 548
12.4 Auswirkungen auf die Materialforschung 551
12.4.1 Anwendungsbeispiele für die Elektrolyse 553
12.4.2 Korrosionsprozesse 552
12.4.3 Elektrochemische Zellen in der Praxis 554
Was Sie jetzt können sollten 559
Übungen 559
Weiterführende Übungen 564
13 Die Chemische Kinetik 567
13.1 Die Reaktionsgeschwindigkeit 568
13.1.1 Konzentration und Reaktionsgeschwindigkeit 568
13.1.2 Die momentane Geschwindigkeit von Reaktionen 572
13.1.3 Geschwindigkeitsgesetze und Reaktionsordnung 573
13.2 Konzentration und Zeit 580
13.2.1 Integriertes Geschwindigkeitsgesetz erster Ordnung 581
13.2.2 Halbwertszeiten für Reaktionen erster Ordnung 585
13.2.3 Integriertes Geschwindigkeitsgesetz zweiter Ordnung 587
13.3 Reaktionsmechanismen 588
13.3.1 Elementarreaktionen 588
13.3.2 Geschwindigkeitsgesetze von Elementarreaktionen 590
13.3.3 Kettenreaktionen 595
13.3.4 Reaktionsgeschwindigkeit und Gleichgewicht 597
13.4 Reaktionstheorien 598
13.4.1 Der Einfluss der Temperatur 598
13.4.2 Kinetische Stoßtheorie 603
13.4.3 Die Theorie des aktivierten Komplexes 607
13.5 Die Beschleunigung von Reaktionen 609
13.5.1 Katalyse 630
13.5.2 Lebende Katalysatoren: Enzyme 634
Was Sie jetzt können sollten 636
Übungen 637
Weiterführende Übungen 622
14 Die Elemente: Die ersten vier Hauptgruppen 627
14.1 Periodische Tendenzen 628
14.1.1 Atomeigenschaften 628
14.1.2 Bindungstendenzen 630
i
Inhaltsverzeichnis
14.2 Wasserstoff 633
14.2.1 Das Element 633
14.2.2 Verbindungen mit Wasserstoff 635
14.3 Gruppe 1: Die Alkalimetalle 636
14.3.1 Die Elemente der Gruppe 1 637
14.3.2 Chemische Eigenschaften der Alkalimetalle 638
14.3.3 Verbindungen von Lithium, Natrium und Kalium 640
14.4 Gruppe 2: Die Erdalkalimetalle 642
14.4.1 Die Elemente der Gruppe 2 642
14.4.2 Verbindungen von Beryllium und Magnesium 644
14.4.3 Verbindungen von Calcium 646
14.5 Gruppe 13/111: Die Borfamilie 648
14.5.1 Die Elemente der Gruppe 13/111 648
14.5.2 Oxide der Gruppe 13/111 650
14.5.3 Nitride und Halogenide 652
14.5.4 Borane, Borhydride und Boride 653
14.6 Gruppe 14/IV: Die Kohlenstoff Familie 655
14.6.1 Die Elemente der Gruppe 14/IV 655
14.6.2 Die verschiedenen Formen von Kohlenstoff 656
14.6.3 Silicium, Germanium, Zinn und Blei 660
14.6.4 Oxide von Kohlenstoff 661
14.6.5 Oxide von Silicium: Die Silicate 664
14.6.6 Weitere wichtige Verbindungen der Gruppe 14/IV 667
14.7 Auswirkungen auf die Materialforschung 668
14.7.1 Gläser 668
14.7.2 Keramische Werkstoffe 669
Was Sie jetzt können sollten 671
Übungen 673
Integrierte Übungen 674
15 Die Elemente: Die letzten vier Hauptgruppen 677
15.1 Gruppe 15/V: Die Stickstoff Familie 678
15.1.1 Die Elemente der Gruppe 15/V 678
15.1.2 Verbindungen mit Wasserstoff und den Halogenen 682
15.1.3 Oxide und Oxosäuren von Stickstoff 683
15.1.4 Oxide und Oxosäuren von Phosphor 685
15.2 Gruppe 16/VI: Die Sauerstoff Familie 6S8
15.2.1 Die Elemente der Gruppe 16/VI 688
15.2.2 Verbindungen mit Wasserstoff 691
15.2.3 Oxide und Oxosäuren von Schwefel 694
15.2.4 Schwefelhalogenide 696
15.3 Gruppe 17/VII: Die Halogene 696
15.3.1 Die Elemente der Gruppe 17/VII 697
15.3.2 Verbindungen der Halogene 699
15.4 Gruppe 18/VIII: Die Edelgase 702
15.4.1 Die Elemente der Gruppe 18/VIII 703
15.4.2 Verbindungen der Edelgase 704
15.5 Auswirkungen auf die Materialforschung 705
15.5.1 Weiche Werkstoffe: Kolloide, Gele und Biomaterialien 705
15.5.2 Phosphore und andere Leuchtstoffe 708
Was Sie jetzt können sollten 710
Übungen 710
Weiterführende Übungen 712
Inhaltsverzeichnis
16 Die Elemente: Der rf Block 715
16.1 Die d Blockelemente und ihre Verbindungen 716
16.1.1 Trends der physikalischen Eigenschaften 716
16.1.2 Trends der chemischen Eigenschaften 718
16.2 Ausgewählte Elemente: Ein Überblick 721
16.2.1 Scandium bis Nickel 721
16.2.2 Die Gruppen 11 und 12 725
16.3 Koordinationsverbindungen 730
16.3.1 Koordinationskomplexe 732
16.3.2 Die dreidimensionale Struktur von Komplexen 735
16.3.3 Isomere 736
16.4 Die Elektronenstrukturen von Komplexen 742
16.4.1 Kristallfeldtheorie 742
16.4.2 Die spektrochemische Reihe 745
16.4.3 Die Farben von Komplexen 747
16.4.4 Magnetische Eigenschaften von Komplexen 748
16.4.5 Ligandenfeldtheorie 749
16.5 Auswirkungen auf die Materialforschung 752
16.5.1 Stahl 752
16.5.2 Nichteisenlegierungen 754
16.5.3 Magnetische Stoffe 754
Was Sie jetzt können sollten 755
Übungen 756
Weiterführende Übungen 759
17 Kernchemie 762
17.1 Der nukleare Zerfall 761
17.1.1 Der Beweis des spontanen nuklearen Zerfalls 762
17.1.2 Kernreaktionen 764
17.1.3 Die Gesetzmäßigkeiten der Kernstabilität 766
17.1.4 Vorhersage der nuklearen Zerfallsart 768
17.1.5 Nukleosynthese 769
17.2 Radioaktive Strahlung 772
17.2.1 Biologische Wirkungen von Strahlung 773
17.2.2 Messung der Zerfallsgeschwindigkeit 774
17.2.3 Verwendung von Radioisotopen 779
17.3 Kernenergie 780
17.3.1 Masse Energie Umwandlung 780
17.3.2 Kernspaltung 783
17.3.3 Kernfusion 786
17 3 A Chemie der Kernkraft 788
Was Sie jetzt können sollten 789
Übungen 789
Weiterführende Übungen 792
18 Organische Chemie I: Die Kohlenwasserstoffe 795
18.1 Aliphatische Kohlenwasserstoffe 796
18.1.1 Arten aliphatischer Kohlenwasserstoffe 796
18.1.2 Isomere 801
18.1.3 Die Eigenschaften von Alkanen 804
18.1.4 Substitutionsreaktionen der Alkane 806
18.1.5 Die Eigenschaften von Alkenen 807
18.1.6 Die elektrophile Addition 809
18.2 Aromatische Verbindungen 810
18.2.1 Die Nomenklatur der Arene 811
18.2.2 Die elektrophile Substitution 811
Inhaltsverzeichnis
18.3 Auswirkungen auf die Materialforschung: Brennstoffe 814
18.3.1 Benzin 815
18.3.2 Steinkohle 816
Was Sie jetzt können sollten 817
Übungen 817
Weiterführende Übungen 820
Wichtige Analyseverfahren 5 822
19 Organische Chemie II: Polymere und biologische Verbindungen 825
19.1 Wichtige funktionelle Gruppen 826
19.1.1 Halogenalkane 826
19.1.2 Alkohole 827
19.1.3 Ether 828
19.1.4 Phenole 828
19.1.5 Aldehyde und Ketone 829
19.1.6 Carbonsäuren 830
19.1.7 Ester 831
19.1.8 Amine, Aminosäuren und Amide 832
19.2 Auswirkungen auf die Materialforschung 835
19.2.1 Additionspolymerisation 835
19.2.2 Kondensationspolymerisation 838
19.2.3 Copolymere und Verbundwerkstoffe 841
19.2.4 Physikalische Eigenschaften von Polymeren 842
19.3 Auswirkungen auf die biologische Forschung 844
19.3.1 Proteine 844
19.3.2 Kohlenhydrate 848
19.3.3 Nucleinsäuren 850
Was Sie jetzt können sollten 852
Übungen 853
Weiterführende Übungen 854
Wichtige Analyseverfahren 5 858
Anhang 1 861
Anhang 2 875
Anhang 3 893
Glossar 895
Antworten Lerntests 929
Antworten Übungen 938
Bildnachweis 977
Sachregister 979 |
| adam_txt |
Grundlagen Gl
1 Atome: Die Welt der Quanten 1
2 Chemische Bindungen 61
3 Geometrie und Struktur von Molekülen 103
4 Die Eigenschaften von Gasen 147
5 Flüssigkeiten und Festkörper 187
6 Thermodynamik: Der erste Hauptsatz 229
7 Thermodynamik: Der zweite und dritte Hauptsatz 28'
8 Physikalische Gleichgewichte 331
9 Das chemische Gleichgewicht 383
10 Säuren und Basen 427
11 Gleichgewichte in wässrigen Lösungen 477
12 Elektrochemie 519
13 Die Chemische Kinetik 567
14 Die Elemente: Die ersten vier Hauptgruppen 627
15 Die Elemente: Die letzten vier Hauptgruppen 677
16 Die Elemente: Der (/ Block 715
17 Kernchemie 761
18 Organische Chemie I: Die Kohlenwasserstoffe 795
19 Organische Chemie II: Polymere und
biologische Verbindungen 825
Anhang 1 861
Anhang 2 875
Anhang 3 893
Glossar 895
Antworten Lerntests 929
Antworten Übungen 938
Bildnachweis 977
Sachregister 979
| Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur dritten englischen Auflage XVII
Danksagung XVIII
Vorwort zur zweiten deutschen Auflage XX
Über dieses Buch XXI
Grundlagen Gl
A Stoffe und Energie G6
A.l Physikalische Eigenschaften G7
A.2 Energie G9
A.3 Kraft G12
B Elemente und Atome G13
B.l Atome G14
B.2 Das Kernmodell G14
B.3 Neutronen G17
B.4 Isotope G19
B.5 Ein Ordnungsschema für Elemente G20
C Verbindungen G23
C.l Definition von Verbindungen G23
C.2 Moleküle und Molekülverbindungen G24
C.3 Ionen und ionische Verbindungen G26
D Die Nomenklatur chemischer Verbindungen G30
D.l Namen von Kationen G30
D.2 Namen von Anionen G30
D.3 Namen ionischer Verbindungen G32
D.4 Namen anorganischer Molekülverbindungen G33
D.5 Namen wichtiger organischer Verbindungen G36
E Mol und Molmasse G37
E.l Das Mol G38
E.2 Die Molmasse G40
F Die Ermittlung chemischer Formeln G44
F.l Gehaltsangaben in Massenprozent G44
F.2 Die Ermittlung empirischer Formeln G45
F.3 Die Ermittlung von Molekülformeln G47
Chemie einfach alles, 2. Auflage. Peter W. Atkins und Loretta Jones
Copyright © 2006 WILEY VCH Verla» r.mhH Cr. irr_ .A m/.:«u.:_
Inhaltsverzeichnis
C Mischungen und Lösungen G48
G.l Einteilung von Mischungen G48
G.2 Trennverfahren G50
G.3 Molarität G52
G.4 Verdünnung G55
H Chemische Gleichungen G56
H.l Symbole in chemischen Gleichungen G56
H.2 Ausgleichen von Reaktionsgleichungen G58
I Wässrige Lösungen und Fällung G60
1.1 Elektrolyte G60
1.2 Fällungsreaktionen G62
1.3 Ionengleichungen und Nettoionengleichungen G62
1.4 Die Anwendungen von Fällungsreaktionen G64
J Säuren und Basen G65
J.l Säuren und Basen in wässriger Lösung G66
J.2 Starke und schwache Säuren
und Basen G68
J.3 Die Neutralisation G69
K Redoxreaktionen G70
K.l Oxidation und Reduktion G71
K.2 Oxidationszahlen: Auf der Spur der Elektronen G72
K.3 Oxidations und Reduktionsmittel G74
K.4 Ausgleichen einfacher Redoxgleichungen G76
L Reaktionsstöchiometrie G77
L.l Umwandlungen in Molmengen G77
L.2 Umwandlungen in Massen G78
L.3 Maßanalyse G80
M Begrenzende Faktoren von Reaktionen G84
M.l Die Reaktionsausbeute G84
M.2 Ausgangsstoffe als begrenzende Faktoren G85
M.3 Verbrennungsanalyse G87
1 Atome: Die Welt der Quanten 1
1.1 Wie man Atome untersucht 1
1.1.1 Die Merkmale elektromagnetischer Strahlung 2
1.1.2 Strahlung, Quanten und Photonen 4
1.1.3 Der Welle Teilchen Dualismus der Materie 11
1.1.4 Die Unschärferelation 12
1.1.5 Wellenfunktionen und Energieniveaus 14
1.1.6 Atomspektren und Energieniveaus 19
1.2 Atommodelle 22
1.2.1 Die Hauptquantenzahl 22
1.2.2 Atomorbitale 23
1.2.3 Der Spin des Elektrons 30
1.2.4 Die elektronische Struktur des Wasserstoffs 31
1.3 Die Strukturen von Vielelektronen Atomen 32
1.3.1 Orbitalenergien 32
1.3.2 Das Aufbauprinzip 34
1.3.3 Elektronische Strukturen und das Periodensystem 39
Inhaltsverzeichnis
1.4 Die Periodizität atomarer Eigenschaften 41
1.4.1 Atomradien 42
1.4.2 Ionenradien 43
1.4.3 lonisierungsenergien 45
1.4.4 Elektronenaffinitäten 47
1.4.5 Der Einfluss des inerten Elektronenpaars 49
1.4.6 Schrägbeziehungen 50
1.5 Auswirkungen auf die Materialforschung 51
1.5.1 Die Hauptgruppenelemente 52
1.5.2 Die Übergangsmetalle 52
Was Sie jetzt können sollten 54
Übungen 54
Weiterführende Übungen 58
2 Chemische Bindungen 61
2.1 Ionenbindungen 62
2.1.1 Die Entstehung von Ionenbindungen 62
2.1.2 Wechselwirkungen zwischen Ionen 63
2.1.3 Die Elektronenkonfiguration von Ionen 67
2.1.4 Lewis Symbole 69
2.2 Kovalente Bindungen 70
2.2.1 Die Natur kovalenter Bindungen 70
2.2.2 Lewis Formeln 70
2.2.3 Lewis Formeln vielatomiger Moleküle 72
2.2.4 Resonanz 75
2.2.5 Formalladungen 78
2.3 Ausnahmen von der Oktettregel 80
2.3.1 Radikale und Diradikale 80
2.3.2 Erweiterte Valenzschalen 82
2.3.3 Die ungewöhnlichen Strukturen einiger Verbindungen
von Elementen der Gruppe 13/111 84
2.4 Vergleich von Ionenbindungen und kovalenten Bindungen 85
2.4.1 Eine Korrektur des Modells kovalenter Bindungen:
Elektronegativität 85
2.4.2 Eine Korrektur des Modells der Ionenbindung:
Polarisierbarkeit 88
2.5 Stärke und Länge kovalenter Bindungen 88
2.5.1 Bindungsstärken 89
2.5.2 Typische Werte der Bindungsstärke 89
2.5.3 Bindungslängen 91
Was Sie jetzt können sollten 94
Übungen 94
Weiterführende Übungen 97
Wichtige Analyseverfahren 1 100
3 Geometrie und Struktur von Molekülen 103
3.1 Das VSEPR Modell 105
3.1.1 Das VSEPR Basismodell 105
3.1.2 Moleküle mit freien Elektronenpaaren am Zentralatom 108
3.1.3 Polare Moleküle 312
3.2 Die Valence Bond Theorie 115
3.2.1 o und Jt Bindungen 116
3.2.2 Die Hybridisierung von Orbitalen 118
3.2.3 Hybridisierung in komplexeren Molekülen 119
3.2.4 Bindungen in Kohlenwasserstoffen 122
3.2.5 Charakteristische Merkmale von Doppelbindungen 123
Inhaltsverzeichnis
3.3 Die Molekülorbital Theorie 325
3.3.1 Die Grenzen der Theorie von Lewis 125
3.3.2 Molekülorbitale 127
3.3.3 Die Elektronenkonfiguration zweiatomiger Moleküle 128
3.3.4 Bindungen in heteronuclearen zweiatomigen Molekülen 133
3.3.5 Orbitale in vielatomigen Molekülen 134
3.3.6 Auswirkungen auf die Materialforschung:
Die Band Theorie von Festkörpern 136
Was Sie jetzt können sollten 139
Übungen 139
Weiterführende Übungen 142
Wichtige Analyseverfahren 2 144
4 Die Eigenschaften von Gasen 147
4.1 Die Natur der Gase 148
4.1.1 Beobachtungen an Gasen 148
4.1.2 Der Druck 148
4.1.3 Alternative Einheiten des Drucks 151
4.2 Die Gasgesetze 152
4.2.1 Das Gesetz von Boyle 152
4.2.2 Das Gesetz von Charles und Gay Lussac 154
4.2.3 Das Prinzip von Avogadro 155
4.2.4 Das ideale Gasgesetz 356
4.2.5 Anwendungen des idealen Gasgesetzes 358
4.2.6 Die Dichte eines Gases 360
4.2.7 Die Stöchiometrie bei Gasreaktionen 362
4.2.8 Gasgemische 364
4.3 Molekulare Bewegung 368
4.3.1 Diffusion und Effusion 368
4.3.2 Das kinetische Gasmodell 170
4.3.3 Die Maxwell'sche Geschwindigkeitsverteilung 174
4.4 Reale Gase 175
4.4.1 Abweichungen vom Idealzustand 375
4.4.2 Die Verflüssigung von Gasen 177
4.4.3 Zustandsgieichungen realer Gase 178
Was Sie jetzt können sollten 180
Übungen 180
Weiterführende Übungen 184
5 Flüssigkeiten und Festkörper 187
5.1 Intermolekulare Kräfte 188
5.1.1 Die Bildung kondensierter Phasen 188
5.1.2 Ion Dipol Wechselwirkungen 189
5.1.3 Dipol Dipol Wechselwirkungen 190
5.1.4 London oder Dispersions Wechselwirkungen 192
5.1.5 Die Wasserstoffbrückenbindung 395
5.2 Die Struktur von Flüssigkeiten 197
5.2.1 Die Ordnung in Flüssigkeiten 198
5.2.2 Viskosität und Oberflächenspannung 398
5.3 Die Strukturen der Festkörper 200
5.3.1 Die Einteilung der Festkörper 200
5.3.2 Metallische Festkörper 203
5.3.3 Elementarzellen 205
5.3.4 Ionische Festkörper 208
5.3.5 Molekulare Festkörper 210
5.3.6 Vernetzte Festkörper 211
Inhaltsverzeichnis
5.4 Auswirkungen auf die Materialforschung 213
5.4.1 Die Eigenschaften von Festkörpern 213
5.4.2 Legierungen 216
5.4.3 Flüssigkristalle 218
Was Sie jetzt können sollten 219
Übungen 220
Weiterführende Übungen 223
Wichtige Analyseverfahren 3 226
6 Thermodynamik: Der erste Hauptsatz 229
6.1 Systeme, Zustände und Energie 230
6.1.1 Systeme 230
6.1.2 Arbeit und Energie 231
6.1.3 Expansive Arbeit 232
6.1.4 Wärme 236
6.1.5 Die Wärmebestimmung 238
6.1.6 Der erste Hauptsatz 239
6.1.7 Zustandsfunktionen 241
6.1.8 Ein molekulares Zwischenspiel:
Der Ursprung der inneren Energie 244
6.2 Enthalpie 247
6.2.1 Wärmeübertragung bei konstantem Druck 247
6.2.2 Wärmekapazität bei konstantem Druck und Volumen 249
6.2.3 Ein molekulares Zwischenspiel:
Der Ursprung der Wärmekapazität von Gasen 250
6.2.4 Die Enthalpie des Phasenübergangs 252
6.2.5 Schmelz und Siedediagramme 255
6.3 Die Enthalpie chemischer Umwandlungen 257
6.3.1 Reaktionsenthalpien 257
6.3.2 Die Beziehung von AH und AU 259
6.3.3 Standard Reaktionsenthalpien 262
6.3.4 Die Verknüpfung von Reaktionsenthalpien:
Der Satz von Hess 263
6.3.5 Die Reaktionswärme 266
6.3.6 Standard Bildungsenthalpien 269
6.3.7 Der Born Haber Kreisprozess 272
6.3.8 Bindungsenthalpien 273
6.3.9 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsenthalpie 276
Was Sie jetzt können sollten 277
Übungen 277
Weiterführende Übungen 282
7 Thermodynamik: Der zweite und dritte Hauptsatz 285
7.1 Entropie 285
7.1.1 Spontane Umwandlungen 2S6
7.1.2 Entropie und Unordnung 286
7.1.3 Änderungen der Entropie 289
7.1.4 Änderungen der Entropie beim Wechsel des Aggregatzustands 293
7.1.5 Eine Interpretation der Entropie aus molekularer Sicht 296
7.1.6 Die Äquivalenz von statistischer und thermodynamischer Entropie 300
7.1.7 Molare Standardentropien 302
7.1.8 Standard Reaktionsentropien 305
7.2 Globale Änderungen der Entropie 306
7.2.1 Die Systemumgebung 306
7.2.2 Die Entropie des Gesamtsystems 308
7.2.3 Das Gleichgewicht 312
Inhaltsverzeichnis
7.3 Freie Energie 314
7.3.1 Das System im Mittelpunkt 314
7.3.2 Freie Reaktionsenergie 317
7.3.3 Freie Energie und nichtexpansive Arbeit 320
7.3.4 Der Einfluss der Temperatur 322
7.3.5 Die Änderung der freien Energie in biologischen Systemen 324
Was Sie jetzt können sollten 325
Übungen 325
Weiterführende Übungen 328
8 Physikalische Gleichgewichte 331
8.1 Phasen und Phasenübergänge 332
8.1.1 Der Dampfdruck 332
8.1.2 Flüchtigkeit und intermolekulare Kräfte 333
8.1.3 Die Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks 335
8.1.4 Der Siedevorgang 336
8.1.5 Gefrieren und Schmelzen 337
8.1.6 Phasendiagramme 338
8.1.7 Kritische Eigenschaften 341
8.2 Die Löslichkeit 343
8.2.1 Der Lösevorgang auf molekularer Ebene 343
8.2.2 „Gleiches löst sich in Gleichem" 344
8.2.3 Druck und Löslichkeit von Gasen: Das Henr/sche Gesetz 347
8.2.4 Temperatur und Löslichkeit 348
8.2.5 Die Lösungsenthalpie 349
8.2.6 Die freie Lösungsenthalpie 352
8.3 Kolligative Eigenschaften 353
8.3.1 Die Molalität 353
8.3.2 Dampfdruckerniedrigung 357
8.3.3 Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung 359
8.3.4 Die Osmose 362
8.4 Binäre Flüssigkeitsgemische 366
8.4.1 Der Dampfdruck eines binären Flüssigkeitsgemisches 366
8.4.2 Die Destillation 368
8.4.3 Azeotrope Gemische 370
Was Sie jetzt können sollten 371
Übungen 372
Weiterführende Übungen 376
Wichtige Analyseverfahren 4 380
9 Das chemische Gleichgewicht 383
9.1 Reaktionen im Gleichgewicht 384
9.1.1 Die Umkehrbarkeit von chemischen Reaktionen 385
9.1.2 Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz 386
9.1.3 Der thermodynamische Ursprung
von Gleichgewichtskonstanten 390
9.2 Gleichgewichtskonstanten 395
9.2.1 Die Gleichgewichtskonstante bezogen auf
die molare Konzentration von Gasen 395
9.2.2 Andere Formen der Gleichgewichtskonstante 398
9.2.3 Der Umsatz in einer Reaktion 399
9.2.4 Die Richtung einer Reaktion 400
9.2.5 Die Verwendung von Gleichgewichtskonstanten 402
9.3 Die Reaktion eines Gleichgewichts auf Veränderungen 406
9.3.1 Zugabe und Entfernung von Ausgangsstoffen und Produkten 407
9.3.2 Komprimierung eines Reaktionsgemischs 410
Inhaltsverzeichnis
9.3.3 Gleichgewicht und Temperatur 412
9.3.4 Katalysatoren und der Erfolg von Haber 415
9.3.5 Auswirkungen auf die biologische Forschung: Selbstregulation 426
Was Sie jetzt können sollten 418
Übungen 418
Weiterführende Übungen 423
10 Säuren und Basen 427
10.1 Das Wesen von Säuren und Basen 427
10.1.1 Der Säure Base Begriff nach Bransted und Lowry 428
10.1.2 Lewis Säuren und Basen 431
10.1.3 Saure, basische und amphotere Oxide 432
10.1.4 Protonenaustausch zwischen Wassermolekülen 433
10.1.5 Die pH Skala 435
10.1.6 Der pOH Wert von Lösungen 438
10.2 Schwache Säuren und Basen 439
10.2.1 Säure und Basenkonstanten 440
10.2.2 Die Wechselbezeichnung konjugierter Säure Base Paare 442
10.2.3 Molekulare Struktur und Säurestärke 445
10.2.4 Die Stärke von Oxosäuren 446
10.3 Der pH Wert von Lösungen schwacher Säuren und Basen 449
10.3.1 Lösungen schwacher Säuren 449
10.3.2 Lösungen schwacher Basen 452
10.3.3 Der pH Wert von Salzlösungen 453
10.4 Mehrwertige Säuren und Basen 458
10.4.1 Der pH Wert von Lösungen einer mehrwertigen Säure 458
10.4.2 Salzlösungen mehrwertiger Säuren 459
10.4.3 Die Konzentration der gelösten Spezies 461
10.4.4 Lösungszusammensetzung und pH Wert 463
10.5 Autoprotolyse und pH Wert 467
10.5.1 Stark verdünnte Lösungen von starken Säuren und Basen 467
10.5.2 Stark verdünnte Lösungen von schwachen Säuren 469
Was Sie jetzt können sollten 471
Übungen 471
Weiterführende Übungen 475
11 Gleichgewichte in wässrigen Lösungen 477
11.1 Lösungen und Pufferlösungen 478
11.1.1 Die Funktionsweise von Pufferlösungen 478
11.1.2 Das Entwickeln von Puffersystemen 480
11.1.3 Die Pufferkapazität 484
11.2 Titrationen 486
11.2.1 Die Titration einer starken Säure mit einer starken Base 4S6
11.2.2 Die Titration einer starken Säure mit einer schwachen Base
und einer schwachen Säure mit einer starken Base 489
11.2.3 Säure Base Indikatoren 494
11.2.4 Die Stöchiometrie bei Titrationen von mehrwertigen Säuren 497
11.3 Lösungsgleichgewichte 499
11.3.1 Das Löslichkeitsprodukt 500
11.3.2 Der Einfluss gemeinsamer Ionen der Eigenioneneffekt 502
11.3.3 Wann fällt ein Salz aus? 504
11.3.4 Die selektive Fällung 506
11.3.5 Wie Niederschläge wieder gelöst werden 507
11.3.6 Die Bildung von Komplexionen 508
11.3.7 Die qualitative Analyse 510
Was Sie jetzt können sollten 512
Inhaltsverzeichnis
Übungen 513
Weiterführende Übungen 536
12 Elektrochemie 539
12.1 Redoxreaktionen 520
12.1.1 Die Halbreaktion 520
12.1.2 Wie Redoxgleichungen bilanziert werden 521
12.2 Galvanische Zellen 524
12.2.1 Der Aufbau galvanischer Zellen 525
12.2.2 Das Zellpotential und die freie Reaktionsenergie 526
12.2.3 Die Schreibweise elektrochemischer Zellen 529
12.2.4 Das Standardpotential 533
12.2.5 Die elektrochemische Spannungsreihe 538
12.2.6 Das Standardpotential und die Gleichgewichtskonstante 540
12.2.7 Die Nernst'sche Gleichung 542
12.2.8 Ionenselektive Elektroden 544
12.3 Elektrolyse 545
12.3.1 Die Elektrolysezelle 545
12.3.2 Die Produkte der Elektrolyse 548
12.4 Auswirkungen auf die Materialforschung 551
12.4.1 Anwendungsbeispiele für die Elektrolyse 553
12.4.2 Korrosionsprozesse 552
12.4.3 Elektrochemische Zellen in der Praxis 554
Was Sie jetzt können sollten 559
Übungen 559
Weiterführende Übungen 564
13 Die Chemische Kinetik 567
13.1 Die Reaktionsgeschwindigkeit 568
13.1.1 Konzentration und Reaktionsgeschwindigkeit 568
13.1.2 Die momentane Geschwindigkeit von Reaktionen 572
13.1.3 Geschwindigkeitsgesetze und Reaktionsordnung 573
13.2 Konzentration und Zeit 580
13.2.1 Integriertes Geschwindigkeitsgesetz erster Ordnung 581
13.2.2 Halbwertszeiten für Reaktionen erster Ordnung 585
13.2.3 Integriertes Geschwindigkeitsgesetz zweiter Ordnung 587
13.3 Reaktionsmechanismen 588
13.3.1 Elementarreaktionen 588
13.3.2 Geschwindigkeitsgesetze von Elementarreaktionen 590
13.3.3 Kettenreaktionen 595
13.3.4 Reaktionsgeschwindigkeit und Gleichgewicht 597
13.4 Reaktionstheorien 598
13.4.1 Der Einfluss der Temperatur 598
13.4.2 Kinetische Stoßtheorie 603
13.4.3 Die Theorie des aktivierten Komplexes 607
13.5 Die Beschleunigung von Reaktionen 609
13.5.1 Katalyse 630
13.5.2 Lebende Katalysatoren: Enzyme 634
Was Sie jetzt können sollten 636
Übungen 637
Weiterführende Übungen 622
14 Die Elemente: Die ersten vier Hauptgruppen 627
14.1 Periodische Tendenzen 628
14.1.1 Atomeigenschaften 628
14.1.2 Bindungstendenzen 630
i
Inhaltsverzeichnis
14.2 Wasserstoff 633
14.2.1 Das Element 633
14.2.2 Verbindungen mit Wasserstoff 635
14.3 Gruppe 1: Die Alkalimetalle 636
14.3.1 Die Elemente der Gruppe 1 637
14.3.2 Chemische Eigenschaften der Alkalimetalle 638
14.3.3 Verbindungen von Lithium, Natrium und Kalium 640
14.4 Gruppe 2: Die Erdalkalimetalle 642
14.4.1 Die Elemente der Gruppe 2 642
14.4.2 Verbindungen von Beryllium und Magnesium 644
14.4.3 Verbindungen von Calcium 646
14.5 Gruppe 13/111: Die Borfamilie 648
14.5.1 Die Elemente der Gruppe 13/111 648
14.5.2 Oxide der Gruppe 13/111 650
14.5.3 Nitride und Halogenide 652
14.5.4 Borane, Borhydride und Boride 653
14.6 Gruppe 14/IV: Die Kohlenstoff Familie 655
14.6.1 Die Elemente der Gruppe 14/IV 655
14.6.2 Die verschiedenen Formen von Kohlenstoff 656
14.6.3 Silicium, Germanium, Zinn und Blei 660
14.6.4 Oxide von Kohlenstoff 661
14.6.5 Oxide von Silicium: Die Silicate 664
14.6.6 Weitere wichtige Verbindungen der Gruppe 14/IV 667
14.7 Auswirkungen auf die Materialforschung 668
14.7.1 Gläser 668
14.7.2 Keramische Werkstoffe 669
Was Sie jetzt können sollten 671
Übungen 673
Integrierte Übungen 674
15 Die Elemente: Die letzten vier Hauptgruppen 677
15.1 Gruppe 15/V: Die Stickstoff Familie 678
15.1.1 Die Elemente der Gruppe 15/V 678
15.1.2 Verbindungen mit Wasserstoff und den Halogenen 682
15.1.3 Oxide und Oxosäuren von Stickstoff 683
15.1.4 Oxide und Oxosäuren von Phosphor 685
15.2 Gruppe 16/VI: Die Sauerstoff Familie 6S8
15.2.1 Die Elemente der Gruppe 16/VI 688
15.2.2 Verbindungen mit Wasserstoff 691
15.2.3 Oxide und Oxosäuren von Schwefel 694
15.2.4 Schwefelhalogenide 696
15.3 Gruppe 17/VII: Die Halogene 696
15.3.1 Die Elemente der Gruppe 17/VII 697
15.3.2 Verbindungen der Halogene 699
15.4 Gruppe 18/VIII: Die Edelgase 702
15.4.1 Die Elemente der Gruppe 18/VIII 703
15.4.2 Verbindungen der Edelgase 704
15.5 Auswirkungen auf die Materialforschung 705
15.5.1 Weiche Werkstoffe: Kolloide, Gele und Biomaterialien 705
15.5.2 Phosphore und andere Leuchtstoffe 708
Was Sie jetzt können sollten 710
Übungen 710
Weiterführende Übungen 712
Inhaltsverzeichnis
16 Die Elemente: Der rf Block 715
16.1 Die d Blockelemente und ihre Verbindungen 716
16.1.1 Trends der physikalischen Eigenschaften 716
16.1.2 Trends der chemischen Eigenschaften 718
16.2 Ausgewählte Elemente: Ein Überblick 721
16.2.1 Scandium bis Nickel 721
16.2.2 Die Gruppen 11 und 12 725
16.3 Koordinationsverbindungen 730
16.3.1 Koordinationskomplexe 732
16.3.2 Die dreidimensionale Struktur von Komplexen 735
16.3.3 Isomere 736
16.4 Die Elektronenstrukturen von Komplexen 742
16.4.1 Kristallfeldtheorie 742
16.4.2 Die spektrochemische Reihe 745
16.4.3 Die Farben von Komplexen 747
16.4.4 Magnetische Eigenschaften von Komplexen 748
16.4.5 Ligandenfeldtheorie 749
16.5 Auswirkungen auf die Materialforschung 752
16.5.1 Stahl 752
16.5.2 Nichteisenlegierungen 754
16.5.3 Magnetische Stoffe 754
Was Sie jetzt können sollten 755
Übungen 756
Weiterführende Übungen 759
17 Kernchemie 762
17.1 Der nukleare Zerfall 761
17.1.1 Der Beweis des spontanen nuklearen Zerfalls 762
17.1.2 Kernreaktionen 764
17.1.3 Die Gesetzmäßigkeiten der Kernstabilität 766
17.1.4 Vorhersage der nuklearen Zerfallsart 768
17.1.5 Nukleosynthese 769
17.2 Radioaktive Strahlung 772
17.2.1 Biologische Wirkungen von Strahlung 773
17.2.2 Messung der Zerfallsgeschwindigkeit 774
17.2.3 Verwendung von Radioisotopen 779
17.3 Kernenergie 780
17.3.1 Masse Energie Umwandlung 780
17.3.2 Kernspaltung 783
17.3.3 Kernfusion 786
17 3 A Chemie der Kernkraft 788
Was Sie jetzt können sollten 789
Übungen 789
Weiterführende Übungen 792
18 Organische Chemie I: Die Kohlenwasserstoffe 795
18.1 Aliphatische Kohlenwasserstoffe 796
18.1.1 Arten aliphatischer Kohlenwasserstoffe 796
18.1.2 Isomere 801
18.1.3 Die Eigenschaften von Alkanen 804
18.1.4 Substitutionsreaktionen der Alkane 806
18.1.5 Die Eigenschaften von Alkenen 807
18.1.6 Die elektrophile Addition 809
18.2 Aromatische Verbindungen 810
18.2.1 Die Nomenklatur der Arene 811
18.2.2 Die elektrophile Substitution 811
Inhaltsverzeichnis
18.3 Auswirkungen auf die Materialforschung: Brennstoffe 814
18.3.1 Benzin 815
18.3.2 Steinkohle 816
Was Sie jetzt können sollten 817
Übungen 817
Weiterführende Übungen 820
Wichtige Analyseverfahren 5 822
19 Organische Chemie II: Polymere und biologische Verbindungen 825
19.1 Wichtige funktionelle Gruppen 826
19.1.1 Halogenalkane 826
19.1.2 Alkohole 827
19.1.3 Ether 828
19.1.4 Phenole 828
19.1.5 Aldehyde und Ketone 829
19.1.6 Carbonsäuren 830
19.1.7 Ester 831
19.1.8 Amine, Aminosäuren und Amide 832
19.2 Auswirkungen auf die Materialforschung 835
19.2.1 Additionspolymerisation 835
19.2.2 Kondensationspolymerisation 838
19.2.3 Copolymere und Verbundwerkstoffe 841
19.2.4 Physikalische Eigenschaften von Polymeren 842
19.3 Auswirkungen auf die biologische Forschung 844
19.3.1 Proteine 844
19.3.2 Kohlenhydrate 848
19.3.3 Nucleinsäuren 850
Was Sie jetzt können sollten 852
Übungen 853
Weiterführende Übungen 854
Wichtige Analyseverfahren 5 858
Anhang 1 861
Anhang 2 875
Anhang 3 893
Glossar 895
Antworten Lerntests 929
Antworten Übungen 938
Bildnachweis 977
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Beschreibung
Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal
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| Exemplar 1 | ausleihbar Verfügbar Bestellen |