Deutsche Bearbeitung von Christian RobI und Wolfgang Weigand PEARSON

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1 Chemie Studieren kompakt 10., aktualisierte Auflage Theodore L Brown H. Eugene LeMay Bruce E. Bürsten Deutsche Bearbeitung von Christian RobI und Wolfgang Weigand PEARSON Higher Education München Harlow Amsterdam Madrid Boston San Francisco Don Mills Mexico City Sydney a part of Pearson plc worldwide

2 Inhaltsverzekrinis Kapitel 1 Einführung: Stoffe und Maßeinheiten Das Studium der Chemie Einteilung von Stoffen Eigenschaften von Stoffen Maßeinheiten Messunsicherheiten Dimensionsanalyse 30 Kapitel 2 Atome, Moleküle und Ionen Die Atomtheorie Die Entdeckung der Atomstruktur Die moderne Sichtweise der Atomstruktur Atomgewicht Das Periodensystem der Elemente Moleküle und molekulare Verbindungen Ionen und ionische Verbindungen Namen anorganischer Verbindungen Einfache organische Verbindungen 71 Kapitel 3 Stöchiometrie: Das Rechnen mit chemischen Formeln und Gleichungen Chemische Gleichungen Häufig vorkommende chemische Reaktionsmuster Formelgewicht Die Avogadrokonstante und das Mol Bestimmung der empirischen Formel aus Analysen Quantitative Informationen aus ausgeglichenen Gleichungen Limitierende Reaktanten 107 Kapitel 4 Reaktionen in Wasser und Stöchiometrie in Lösungen Allgemeine Eigenschaften wässriger Lösungen Fällungsreaktionen Säure-Base-Reaktionen Redoxreaktionen Konzentrationen von Lösungen Stöchiometrie und chemische Analyse 151

3 Kapitel 5 Thermochemie i6i 5.1 Die Natur der Energie Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik Enthalpie Reaktionsenthalpien Kalorimetrie Der Hess'sche Satz Bildungsenthalpien Nahrungsmittel und Brennstoffe 195 Kapitel 6 Die elektronische Struktur der Atome Die Wellennatur des Lichts Gequantelte Energien und Photonen Linienspektren und das Bohr'sche Atommodell Das wellenartige Verhalten von Materie Quantenmechanik und Atomorbitale Darstellung von Orbitalen Mehr-Elektronen-Atome Elektronenkonfigurationen Elektronenkonfigurationen und das Periodensystem 241 Kapitel 7 Periodische Eigenschaften der Elemente Entwicklung des Periodensystems Effektive Kernladung Größen von Atomen und Ionen Ionisierungsenergie Elektronenaffinitäten Metalle, Nichtmetalle und Halbmetalle Gruppentendenzen der unedlen Metalle Gruppentendenzen ausgewählter Nichtmetalle 281 Kapitel 8 Grundlegende Konzepte der chemischen Bindung Chemische Bindungen, Lewis-Symbole und die Oktettregel Ionenbindung Kovalente Bindung Bindungspolarität und Elektronegativität Lewis-Strukturformeln zeichnen Resonanzstrukturformeln Ausnahmen von der Oktettregel Stärken von kovalenten Bindungen 319

4 Kapitel 9 Molekülstruktur und Bindungstheorien 32g 9.1 Molekülformen Das VSEPR-Modell Molekülform und Molekülpolarität Kovalente Bindung und Orbitalüberlappung Hybridorbitale Mehrfachbindungen Molekülorbitale Zweiatomige Moleküle der zweiten Reihe 364 Kapitel 10 Gase 37g 10.1 Eigenschaften von Gasen Druck Die Gasgesetze Die ideale Gasgleichung Weitere Anwendungen der idealen Gasgleichung Gasmischungen und Partialdrücke Die kinetische Gastheorie Molekulare Effusion und Diffusion Reale Gase: Abweichungen vom Idealverhalten 412 Kapitel 11 Intermolekulare Kräfte, Flüssigkeiten und Festkörper Ein molekularer Vergleich von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern Intermolekulare Kräfte Eigenschaften von Flüssigkeiten Phasenübergänge Dampfdruck Phasendiagramme Strukturen von Festkörpern Bindung in Festkörpern 454 Kapitel 12 Moderne Werkstoffe Stoffklassen Werkstoffe für Konstruktionszwecke Medizinische Materialien Elektronikwerkstoffe Optische Werkstoffe Werkstoffe für die Nanotechnologie 495

5 Kapitel 13 Eigenschaften von Lösungen Der Lösungsvorgang Gesättigte Lösungen und Löslichkeit Was beeinflusst die Löslichkeit? Möglichkeiten zum Angeben von Konzentrationen Kolligative Eigenschaften Kolloide 536 Kapitel 14 Chemische Kinetik Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen Reaktionsgeschwindigkeiten Konzentration und Reaktionsgeschwindigkeit Die Änderung der Konzentration mit der Zeit Temperatur und Reaktionsgeschwindigkeit Reaktionsmechanismen Katalyse 583 Kapitel 15 Chemisches Gleichgewicht Der Begriff des Gleichgewichts Die Gleichgewichtskonstante Interpretation von und Arbeit mit Gleichgewichtskonstanten Heterogene Gleichgewichte Berechnung von Gleichgewichtskonstanten Anwendungen von Gleichgewichtskonstanten Das Prinzip von Le Chätelier 621 Kapitel 16 Säure-Base-Gleichgewichte Säuren und Basen: Eine kurze Wiederholung Brensted Lowry-Säuren und Basen Die Autodissoziation von Wasser Die ph-skala Starke Säuren und Basen Schwache Säuren Schwache Basen Die Beziehung zwischen Kg und Kg Säure-Base-Eigenschaften von Salzlösungen Säure-Base-Verhalten und chemische Struktur Lewis-Säuren und -Basen 676

6 Kapitel 17 Weitere Aspekte von Gleichgewichten in wässriger Lösung Der Einfluss gleicher Ionen Gepufferte Lösungen Säure-Base-Titrationen Fällungsgleichgewichte Faktoren, die die Löslichkeit beeinflussen Ausfällen und Trennen von Ionen Qualitative Analyse von Metallelementen 725 Kapitel 18 Umweltchemie Die Erdatmosphäre Die äußeren Bereiche der Erdatmosphäre Ozon in der oberen Erdatmosphäre Chemie der Troposphäre Die Weltmeere Süßwasser Grüne Chemie 760 Kapitel 19 Chemische Thermodynamik Spontane Prozesse Entropie und der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik Die molekulare Betrachtung der Entropie Entropieänderungen bei chemischen Reaktionen Freie Enthalpie Freie Enthalpie und Temperatur Freie Enthalpie und die Gleichgewichtskonstante 799 Kapitel 20 Elektrochemie aoo 20.1 Oxidationszahlen Das Ausgleichen von Redoxgleichungen Galvanische Zellen Die EMK einer galvanischen Zelle unter Standardbedingungen Freie Enthalpie und Redoxreaktionen Die EMK einer galvanischen Zelle unter Nichtstandardbedingungen Batterien, Akkumulatoren und Brennstoffzellen Korrosion Elektrolyse 850

7 Kapitel 21 Chemie der Nichtmetalle Allgemeine Begriffe: Periodische Tendenzen und chemische Reaktionen Wasserstoff Gruppe 8A: Die Edelgase Gruppe 7A: Die Halogene Sauerstoff Die übrigen Elemente der Gruppe 6A: S, Se, Te und Po Stickstoff Die übrigen Elemente der Gruppe 5A: P, As, Sb und Bi Kohlenstoff Die übrigen Elemente der Gruppe 4A: Si, Ge, Sn und Pb Bor 913 Kapitel 22 Chemie von Koordinationsverbindungen Metallkomplexe Liganden mit mehr als einem Donoratom Nomenklatur der Koordinationschemie Isomerie Farbe und Magnetismus Kristallfeldtheorie 943 Anhang 957 A Mathematische Operationen 958 B Eigenschaften von Wasser 965 C Thermodynamische Größen ausgewählter Substanzen bei 298,15 K (25 C) 966 D Gleichgewichtskonstanten in wässriger Lösung 968 E Normalpotenziale bei 25 C 971 F Lösungen zu den Übungsbeispielen 972 G Antworten auf Fragen zu Denken Sie einmal nach" 977 H Glossar 986 I Index 1001 Bildnachweis 1009

8 Dozenten und besonders interessierte Studenten finden auf der Companion-Website zum Buch die folgenden drei kostenfreien Bonus-Kapitel. Am schnellsten gelangen Sie dort zur Buchseite, wenn Sie in das Feld Schnellsuche" die Buchnummer 4122 eingeben. Nuklearchemie Radioaktivität Kernstabilität Kerntransmutationen Radioaktive Zerfallsraten Nachweis und Messung von Radioaktivität Energieumsatz bei Kernreaktionen Kernspaltung Kernfusion Biologische Auswirkungen der Strahlung. B Metalle und Metallurgie Vorkommen und Verteilung von Metallen Pyrometallurgie Hydrometallurgie Elektrometallurgie Metallbindung Legierungen Übergangsmetalle Chemie ausgewählter Übergangsmetalle Die Chemie des Lebens: Organische Chemie und Biochemie 71 Eigenschaften organischer Moleküle 73 Einführung in die Kohlenwasserstoffe 76 Alkane 77 Ungesättigte Kohlenwasserstoffe 85 Funktionelle Gruppen: Alkohole und Ether 93 Verbindungen mit einer Carbonylgruppe 97 Chiralität in der organischen Chemie 102 Einführung in die Biochemie 103 Proteine 104 Kohlenhydrate 110 Nukleinsäuren 114