Chemie: das Basiswissen der Chemie
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German English |
| Published: |
Stuttgart
Thieme
2010
|
| Edition: | 10., überarb. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XX, 779 S. Ill., graph. Darst. 1 Beil. |
| ISBN: | 9783134843101 3134843102 |
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IMAGE 1
XI
INHALT
EINLEITUNG 1.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER CHEMIE 2
1.2 ELEMENTE, VERBINDUNGEN, GEMISCHE 6
1.3 STOFFTRENNUNG 8
1.4 MASSEINHEITEN 11
1.5 GENAUIGKEIT UND SIGNIFIKANTE STELLEN 12
UEBUNGSAUFGABEN 14
EINFUEHRUNG IN DIE ATOMTHEORIE 15
2.1 DIE DALTON-ATOMTHEORIE 16
2.2 DAS ELEKTRON 17
2.3 DAS PROTON 18
2.4 DAS NEUTRON 19
2.5 AUFBAU DER ATOME 19
2.6 ATOMSYMBOLE 20
2.7 ISOTOPE 21
2.8 ATOMMASSEN 22
UEBUNGSAUFGABEN 24
STOECHIOMETRIE, TEIL I: CHEMISCHE FORMELN 25
3.1 MOLEKUELE UND IONEN 25
3.2 EMPIRISCHE FORMELN 27
3.3 DAS MOL 28
3.4 PROZENTUALE ZUSAMMENSETZUNG VON VERBINDUNGEN 29
3.5 ERMITTLUNG CHEMISCHER FORMELN 31
UEBUNGSAUFGABEN 33
STOECHIOMETRIE, TEIL II: CHEMISCHE REAKTIONSGLEICHUNGEN 35
4.1 CHEMISCHE REAKTIONSGLEICHUNGEN 35
4.2 BEGRENZENDE REAKTANDEN 38
4.3 AUSBEUTE BEI CHEMISCHEN REAKTIONEN 39
4.4 KONZENTRATION VON LOESUNGEN 40
UEBUNGSAUFGABEN 42
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1004025459
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
XII INHALT
ENERGIEUMSATZ BEI CHEMISCHEN REAKTIONEN 45
5.1 ENERGIEMASSE 46
5.2 TEMPERATUR UND WAERME 47
5.3 KALORIMETRIE 47
5.4 REAKTIONSENERGIE UND REAKTIONSENTHALPIE 48
5.5 DER SATZ VON HESS 51
5.6 BILDUNGSENTHALPIEN 52
5.7 BINDUNGSENERGIEN 54
UEBUNGSAUFGABEN 57
DIE ELEKTRONENSTRUKTUR DER ATOME 59
6.1 ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG 60
6.2 ATOMSPEKTREN 62
6.3 ORDNUNGSZAHL UND DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE 65
6.4 WELLENMECHANIK 69
6.5 QUANTENZAHLEN 73
6.6 ORBITALBESETZUNG UND DIE HUND-REGEL 78
6.7 DIE ELEKTRONENSTRUKTUR DER ELEMENTE 8/
6.8 HALB- UND VOLLBESETZTE UNTERSCHALEN 83
6.9 EINTEILUNG DER ELEMENTE 86
UEBUNGSAUFGABEN 87
EIGENSCHAFTEN DER ATOME UND DIE LONENBINDUNG 89
7.1 ATOMGROESSE 90
7.2 IONISIERUNGSENERGIEN 93
7.3 ELEKTRONENAFFINITAETEN 95
7.4 DIE IONENBINDUNG 96
7.5 GITTERENERGIE 98
7.6 ARTEN VON IONEN 100
7.7 IONENRADIEN 102
7.8 NOMENKLATUR VON IONENVERBINDUNGEN 103
UEBUNGSAUFGABEN 105
8 DIE KOVALENTE BINDUNG 1O7
8.1 KONZEPT DER KOVALENTEN BINDUNG 108
8.2 UEBERGAENGE ZWISCHEN IONENBINDUNG UND KOVALENTER BINDUNG 109 8.3
ELEKTRONEGATIVITAET 112
8.4 FORMALLADUNGEN 114
8.5 MESOMERIE (RESONANZ) 116
8.6 NOMENKLATUR VON BINAEREN MOLEKUELVERBINDUNGEN 118
UEBUNGSAUFGABEN 119
IMAGE 3
INHALT XIII
9 MOLEKUELSTRUKTUR, MOLEKUELORBITALE 121
9.1 AUSNAHMEN ZUR OKTETTREGEL 122
9.2 ELEKTRONENPAAR-ABSTOSSUNG UND MOLEKUELSTRUKTUR 123
9.3 HYBRIDORBITALE 127
9.4 MOLEKUELORBITALE 130
9.5 MOLEKUELORBITALE IN MEHRATOMIGEN MOLEKUELEN 134
9.6 DELOKALISIERTE BINDUNGEN 135
9.7 STARK POLARE KOVALENTE BINDUNGEN 140
9.8 HYPERVALENTE ATOME 141
9.9 DIE METALLISCHE BINDUNG 142
9.10 HALBLEITER 145
UEBUNGSAUFGABEN 146
10 GASE 149
10.1 DRUCK 150
10.2 DAS AVOGADRO-GESETZ 151
10.3 DAS IDEALE GASGESETZ 152
10.4 STOECHIOMETRIE UND GASVOLUMINA 155
10.5 DIE KINETISCHE GASTHEORIE 156
10.6 DAS DALTON-GESETZ DER PARTIALDRUECKE 158
10.7 MOLEKUELGESCHWINDIGKEITEN IN GASEN 160
10.8 DAS GRAHAM-EFFUSIONSGESETZ 161
10.9 REALE GASE J62
10.10 VERFLUESSIGUNG VON GASEN 164
UEBUNGSAUFGABEN 166
11 FLUESSIGKEITEN 169
11.1 INTERMOLEKULARE ANZIEHUNGSKRAEFTE 170
11.2 WASSERSTOFF-BRUECKEN 172
11.3 DER FLUESSIGE ZUSTAND 174
11.4 VERDAMPFUNG 175
11.5 DAMPFDRUCK 176
11.6 SIEDEPUNKT 177
11.7 VERDAMPFUNGSENTHALPIE 178
11.8 GEFRIERPUNKT 178
11.9 DAMPFDRUCK VON FESTKOERPERN 179
11.10 PHASENDIAGRAMME 180
UEBUNGSAUFGABEN 182
12 FESTSTOFFE 183
12.1 ARTEN VON KRISTALLINEN FESTSTOFFEN 184
12.2 KRISTALLSTRUKTUR UND SYMMETRIE 188
12.3 KRISTALLSTRUKTUREN VON METALLEN 190
12.4 IONENKRISTALLE 192
12.5 DEFEKTSTRUKTUREN 195
12.6 FLUESSIGKRISTALLE 196
12.7 NANOSTRUKTUREN J97
UEBUNGSAUFGABEN 199
IMAGE 4
XIV INHALT
13 STRUKTURAUFKLAERUNG 201
13.1 ROENTGENBEUGUNG 202
13.2 KERNMAGNETISCHE RESONANZ-SPEKTROSKOPIE 206
UEBUNGSAUFGABEN 210
14 LOESUNGEN 211
14.1 ALLGEMEINE BETRACHTUNGEN 212
14.2 DER AUFLOESUNGSPROZESS 213
14.3 HYDRATISIERTE IONEN 214
14.4 LOESUNGSENTHALPIE 215
14.5 ABHAENGIGKEIT DER LOESLICHKEIT VON DRUCK UND TEMPERATUR 217 14.6
KONZENTRATION VON LOESUNGEN 218
14.7 DAMPFDRUCK VON LOESUNGEN 221
14.8 GEFRIERPUNKT UND SIEDEPUNKT VON LOESUNGEN 223
14.9 OSMOSE 225
14.10 DESTILLATION 227
14.11 ELEKTROLYT-LOESUNGEN 229
14.12 INTERIONISCHE WECHSELWIRKUNGEN IN LOESUNGEN 230
14.13 KOLLOIDE LOESUNGEN UND GELE 231
14.14 TENSIDE UND MIZELLEN 232
14.15 IONISCHE FLUESSIGKEITEN 233
UEBUNGSAUFGABEN 234
15 REAKTIONEN IN WAESSRIGER LOESUNG 237
15.1 METATHESE-REAKTIONEN 238
15.2 OXIDATIONSZAHLEN 241
15.3 REDUKTIONS-OXIDATIONS-REAKTIONEN 242
15.4 ARRHENIUS-SAEUREN UND -BASEN 246
15.5 SAURE UND BASISCHE OXIDE 248
15.6 NOMENKLATUR VON SAEUREN, HYDROXIDEN UND SALZEN 249
15.7 VOLUMETRISCHE ANALYSE 252
15.8 AEQUIVALENTMASSE UND AEQUIVALENTKONZENTRATION 253
UEBUNGSAUFGABEN 255
16 REAKTIONSKINETIK 257
16.1 REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 258
16.2 KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT DER REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 259 16.3
ZEITABHAENGIGKEIT DER REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 26J
16.4 EINSTUFIGE REAKTIONEN 265
16.5 GESCHWINDIGKEITSGESETZE FUER EINSTUFIGE REAKTIONEN 268
16.6 REAKTIONSMECHANISMEN 269
16.7 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 272 16.8
KATALYSE 273
UEBUNGSAUFGABEN ^76
IMAGE 5
INHALT XV
17 DAS CHEMISCHE GLEICHGEWICHT 279
17.1 REVERSIBLE REAKTIONEN UND CHEMISCHES GLEICHGEWICHT 280 17.2 DIE
GLEICHGEWICHTSKONSTANTE K C 28J
17.3 DIE GLEICHGEWICHTSKONSTANTE K P 285
17.4 DAS PRINZIP DES KLEINSTEN ZWANGES 286
UEBUNGSAUFGABEN 289
18 SAEUREN UND BASEN 291
18.1 DAS ARRHENIUS-KONZEPT 292
18.2 DAS BRONSTED-LOWRY-KONZEPT 292
18.3 DIE STAERKE VON BRONSTED-SAEUREN UND -BASEN 293
18.4 SAEURESTAERKE UND MOLEKUELSTRUKTUR 295
18.5 DAS LEWIS-KONZEPT 297
18.6 LOESUNGSMITTELBEZOGENE SAEUREN UND BASEN 300
UEBUNGSAUFGABEN 301
19 SAEURE-BASE-GLEICHGEWICHTE 303
19.1 DAS IONENPRODUKT DES WASSERS. PH-WERT 304
19.2 SCHWACHE ELEKTROLYTE 306
19.3 INDIKATOREN 311
19.4 PUFFERLOESUNGEN 312
19.5 MEHRPROTONIGE SAEUREN 316
19.6 SALZE SCHWACHER SAEUREN UND BASEN 319
19.7 SAEURE-BASE-TITRATIONEN 321
19.8 ERWEITERUNG DES SAEURE-BASE-KONZEPTS AUF FESTKOERPER 324
UEBUNGSAUFGABEN * 325
20 LOESLICHKEITSPRODUKT UND KOMPLEX-GLEICHGEWICHTE 329
20.1 DAS LOESLICHKEITSPRODUKT 330
20.2 FAELLUNGSREAKTIONEN 332
20.3 FAELLUNG VON SULFIDEN 335
20.4 KOMPLEX-GLEICHGEWICHTE 336
UEBUNGSAUFGABEN 339
21 GRUNDLAGEN DER CHEMISCHEN THERMODYNAMIK 341
21.1 DER ERSTE HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 342
21.2 ENTHALPIE 343
21.3 DER ZWEITE HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 345
21.4 DIE FREIE ENTHALPIE 347
21.5 FREIE STANDARD-ENTHALPIEN 349
21.6 ABSOLUTE ENTROPIEN 349
21.7 GLEICHGEWICHT UND FREIE REAKTIONSENTHALPIE 351
21.8 TEMPERATURABHAENGIGKEIT VON GLEICHGEWICHTSKONSTANTEN 353
UEBUNGSAUFGABEN 355
IMAGE 6
XVI INHALT
22 ELEKTROCHEMIE 357
22.1 ELEKTRISCHER STROM 358
22.2 ELEKTROLYTISCHE LEITUNG 359
22.3 ELEKTROLYSE 360
22.4 STOECHIOMETRISCHE GESETZE BEI DER ELEKTROLYSE 361
22.5 GALVANISCHE ZELLEN 364
22.6 DIE ELEKTROMOTORISCHE KRAFT 365
22.7 ELEKTRODENPOTENZIALE 366
22.8 FREIE REAKTIONSENTHALPIE UND ELEKTROMOTORISCHE KRAFT 371 22.9
KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT DES POTENZIALS 373
22.10 POTENZIOMETRISCHE TITRATION 377
22.11 ELEKTRODENPOTENZIALE UND ELEKTROLYSE 377
22.12 KORROSION UND KORROSIONSSCHUTZ 378
22.13 ELEKTROCHEMISCHE HERSTELLUNG VON NANOSTRUKTURIERTEN MATERIALIEN
-380 22.14 GALVANISCHE ZELLEN FUER DEN PRAKTISCHEN GEBRAUCH 381
22.15 BRENNSTOFFZELLEN 383
UEBUNGSAUFGABEN 384
23 WASSERSTOFF 387
23.1 VORKOMMEN UND PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN 388
23.2 HERSTELLUNG VON WASSERSTOFF 388
23.3 CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN DES WASSERSTOFFS 390
23.4 TECHNISCHE VERWENDUNG VON WASSERSTOFF 392
UEBUNGSAUFGABEN 392
24 DIE HALOGENE 393
24.1 EIGENSCHAFTEN DER HALOGENE 394
24.2 VORKOMMEN UND HERSTELLUNG DER HALOGENE 395
24.3 INTERHALOGEN-VERBINDUNGEN 398
24.4 HALOGENWASSERSTOFFE 399
24.5 HALOGENIDE 401
24.6 OXOSAEUREN DER HALOGENE 402
24.7 VERWENDUNG DER HALOGENE 407
UEBUNGSAUFGABEN 408
25 DIE EDELGASE 409
25.1 VORKOMMEN UND GEWINNUNG DER EDELGASE 409
25.2 EIGENSCHAFTEN DER EDELGASE 410
25.3 VERWENDUNG DER EDELGASE 411
IMAGE 7
INHALT XVII
26 DIE ELEMENTE DER 6. HAUPTGRUPPE (GRUPPE 16) 413
26.1 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER CHALKOGENE 414
26.2 VORKOMMEN UND GEWINNUNG VON SAUERSTOFF 415
26.3 REAKTIONEN DES SAUERSTOFFS 416
26.4 VERWENDUNG VON SAUERSTOFF 419
26.5 OZON 419
26.6 SCHWEFEL, SELEN UND TELLUR 420
26.7 VORKOMMEN UND GEWINNUNG VON SCHWEFEL, SELEN UND TELLUR 421 26.8
WASSERSTOFF-VERBINDUNGEN VON SCHWEFEL, SELEN UND TELLUR 422 26.9
SCHWEFEL-, SELEN- UND TELLUR-VERBINDUNGEN IN DER OXIDATIONSSTUFE +IV 424
26.10 SCHWEFEL-, SELEN- UND TELLUR-VERBINDUNGEN IN DER OXIDATIONSSTUFE
+VI 425 26.11 VERWENDUNG VON SCHWEFEL, SELEN UND TELLUR 428
UEBUNGSAUFGABEN 429
27 DIE ELEMENTE DER 5. HAUPTGRUPPE (GRUPPE 15) 431
27.1 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN 432
27.2 DIE ELEMENTSTRUKTUREN VON PHOSPHOR, ARSEN, ANTIMON UND BISMUT * *
434 27.3 DER STICKSTOFFZYKLUS 435
27.4 VORKOMMEN UND HERSTELLUNG DER ELEMENTE DER 5. HAUPTGRUPPE 436 27.5
NITRIDE UND PHOSPHIDE 437
21.6 WASSERSTOFF-VERBINDUNGEN 438
27.7 HALOGEN-VERBINDUNGEN 440
27.8 OXIDE UND OXOSAEUREN DES STICKSTOFFS 441
27.9 LUFTVERSCHMUTZUNG 445
27.10 OXIDE UND OXOSAEUREN DES PHOSPHORS 449
21.\ 1 OXIDE UND OXOSAEUREN VON ARSEN, ANTIMON UND BISMUT 452 27.12
VERWENDUNG DER ELEMENTE DER 5. HAUPTGRUPPE 452
UEBUNGSAUFGABEN 454
28 KOHLENSTOFF, SILICIUM UND BOR 455
28.1 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER ELEMENTE DER 4. HAUPTGRUPPE 456 28.2
DIE STRUKTUREN DER ELEMENTE DER 4. HAUPTGRUPPE 458
28.3 VORKOMMEN, GEWINNUNG UND VERWENDUNG VON KOHLENSTOFF UND SILICIUM
461
28.4 CARBIDE, SUICIDE UND SILANE 463
28.5 OXIDE UND OXOSAEUREN DES KOHLENSTOFFS 465
28.6 SILICIUMDIOXID UND SILICATE 466
28.7 SCHWEFEL- UND STICKSTOFF-VERBINDUNGEN DES KOHLENSTOFFS 469 28.8
ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER ELEMENTE DER 3. HAUPTGRUPPE (GRUPPE 13) 470
28.9 ELEMENTARES BOR 471
28.10 BOR-VERBINDUNGEN 472
28.11 BORANE (BORHYDRIDE) 474
UEBUNGSAUFGABEN 475
IMAGE 8
XVIII INHALT
29 METALLE 477
29.1 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON METALLEN 478
29.2 VORKOMMEN VON METALLEN 480
29.3 METALLURGIE: AUFBEREITUNG VON ERZEN 482
29.4 METALLURGIE: REDUKTION 484
29.5 METALLURGIE: RAFFINATION 489
29.6 DIE ALKALIMETALLE 491
29.7 DIE ERDALKALIMETALLE 494
29.8 DIE METALLE DER 3. HAUPTGRUPPE * 498
29.9 DIE METALLE DER 4. HAUPTGRUPPE 501
29.10 DIE UEBERGANGSMETALLE * * * * 503
29.11 DIE LANTHANOIDE 509
UEBUNGSAUFGABEN 511
30 KOMPLEX-VERBINDUNGEN 513
30.1 STRUKTUR VON KOMPLEX-VERBINDUNGEN 514
30.2 STABILITAET VON KOMPLEXEN 518
30.3 NOMENKLATUR VON KOMPLEXEN 519
30.4 ISOMERIE 520
30.5 DIE BINDUNGSVERHAELTNISSE IN KOMPLEXEN 523
UEBUNGSAUFGABEN 531
31 ORGANISCHE CHEMIE, TEIL I: KOHLENWASSERSTOFFE 533
31.1 ALKANE 534
31.2 ALKENE 540
31.3 ALKINE 542
31.4 ARENE 542
31.5 REAKTIONEN DER KOHLENWASSERSTOFFE. RADIKALISCHE SUBSTITUTION.
ADDITION 544
31.6 CYCLOADDITION UND DIE BEDEUTUNG DER ORBITALSYMMETRIE FUER CHEMISCHE
REAKTIONEN 547
31.7 REAKTIONEN VON ARENEN. ELEKTROPHILE SUBSTITUTION 548
UEBUNGSAUFGABEN 551
32 ORGANISCHE CHEMIE, TEIL II: FUNKTIONELLE GRUPPEN 553
32.1 HALOGENALKANE. NUDEOPHILE SUBSTITUTION. ELIMINIERUNGSREAKTIONEN * *
555 32.2 METALLORGANISCHE VERBINDUNGEN 557
32.3 ALKOHOLE, PHENOLE UND THIOLE 559
32.4 ETHER 562
32.5 CARBONYL-VERBINDUNGEN 564
32.6 CARBONSAEUREN UND IHRE DERIVATE 568
32.7 AMINE UND CARBONSAEUREAMIDE 576
32.8 AMINOSAEUREN UND PEPTIDE 579
IMAGE 9
INHALT XIX
32.9 AZO- UND DIAZO-VERBINDUNGEN 580
32.10 HETEROCYCLISCHE VERBINDUNGEN 581
UEBUNGSAUFGABEN 583
33 STEREOCHEMIE, POLYMERCHEMIE UND SUPRAMOLEKULARE CHEMIE 585
33.1 STEREOCHEMIE ORGANISCHER VERBINDUNGEN 586
33.2 RACEMAT-TRENNUNG UND SYNTHESE CHIRALER MOLEKUELE 590 33.3
POLYMERCHEMIE 592
33.4 SUPRAMOLEKULARE CHEMIE 599
UEBUNGSAUFGABEN 601
34 NATURSTOFFE UND BIOCHEMIE 603
34.1 TERPENE 605
34.2 KOHLENHYDRATE 607
34.3 FETTE, OELE UND WACHSE 611
34.4 BOTENSTOFFE, HORMONE UND VITAMINE 613
34.5 NATUERLICHE FARBSTOFFE 616
34.6 PROTEINE 619
34.7 NUCLEINSAEUREN 623
34.8 PROTEINSYNTHESE 626
34.9 GENTECHNIK 628
34.10 ENZYME UND COENZYME 632
34.11 SCHLUSSBEMERKUNG: CHEMIE UND BIOCHEMIE 636
UEBUNGSAUFGABEN 637
35 KERNCHEMIE 639
35.1 DER ATOMKERN 640
35.2 KERNREAKTIONEN 642
35.3 RADIOAKTIVITAET 643
35.4 MESSUNG DER RADIOAKTIVITAET 645
35.5 DIE RADIOAKTIVE ZERFALLSGESCHWINDIGKEIT 647
35.6 BIOLOGISCHE EFFEKTE DER RADIOAKTIVITAET 650
35.7 RADIOAKTIVE ZERFALLSREIHEN 652
35.8 KUENSTLICHE KERNUMWANDLUNGEN 654
35.9 KERNSPALTUNG 657
35.10 KERNFUSION 661
35.11 VERWENDUNG VON RADIOAKTIVEN NUCLIDEN 663
UEBUNGSAUFGABEN 666
IMAGE 10
XX INHALT
36 UMGANG MIT GEFAEHRLICHEN STOFFEN 669
36.1 EINTEILUNG UND KENNZEICHNUNG DER GEFAHRSTOFFE 670
36.2 EUROPAEISCHES GEFAHRSTOFFRECHT 675
36.3 GIFTSTOFFE, TOXIKOLOGIE 68J
UEBUNGSAUFGABEN 686
ANHANG 687
A NORMALPOTENZIALE 688
B GLEICHGEWICHTSKONSTANTEN 689
C THERMODYNAMISCHE DATEN 691
D MITTLERE BINDUNGSENERGIEN 692
E LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN 693
GLOSSAR 721
SACHVERZEICHNIS 745
MASSEINHEITEN, NATURKONSTANTEN VORDERER EINBAND
TABELLE DER ELEMENTE HINTERER EINBAND
PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE AUSKLAPPTAFEL AM BUCHENDE
PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE, NATURKONSTANTEN, FORMELSAMMLUNG
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