Kompendium der allgemeinen und anorganischen Chemie

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1 Kompendium der allgemeinen und anorganischen Chemie Von Dr. rer. nat. habil. Peter Hermann Wissenschaftlicher Oberassistent am Physiologisch-Chemischen Institut der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Dritte, überarbeitete Auflage Mit 62 Abbildungen und 51 Tabellen sowie einer Falttafel GUSTAV FISCHER VERLAG STUTTGART 1982

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 1. Aulbau der Atome und Moleküle Der Atombau Bausteine der Atome Radioaktivität Natürliche Radioaktivität Künstliche Kernumwandlungen, künstliche Radioaktivität Anwendungen stabiler und radioaktiver Isotope natürlicher Elemente Struktur der Elektronenhülle Spektren Die Quantenzahlen Aufbau der Elektronenhülle Gestalt und Größe der Orbitale Das Periodensystem der Elemente Ordnungsprinzipien Darstellungen des Periodensystems, Charakterisierung der Gruppen Allgemeine Folgerungen aus dem Periodensystem Die chemische Bindung Ionisierungsenergien und Elektronenaffinitäten der Elemente Ionen Verbindungen, heteropolare Bindung ; Die kovalente Bindung (homöopolare oder Atombindung) Die metallische Bindung Übergänge zwischen den Bindungsarten Die koordinative Bindung Einleitung Komplexbildung am Anion Komplexbildung am Kation Chelatkomplexe Größe und Gestalt der Moleküle "5

3 8 Inhaltsverzeichnis Zwischenmolekulare Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindüngen Nomenklatur anorganischer Verbindungen Die stöchiometrisehen Gesetze, Reaktionsgleichungen Physikaliseher Zustand der Materie Die Aggregatzustände Der feste Zustand Der flüssige Zustand Der Gaszustand Die kinetische Gastheorio Die Gasgesetze Die Luft Das Zustandsdiagramm des Wassei's Lösungen Löslichkeit und Konzentrationsmaße Die idealen Lösungen Die kolligativen Eigenschaften von Lösungen Der Dampfdruck von Lösungen Der osmotische Druck von Lösungen Elektrolytlösungen Die kolligativen Eigenschaften von Elektrolytlösungen Das elektrische Leitvermögen von Elektrolytlösungen Der Dissoziationsgrad, starke und schwache Elektrolyte Elektrolyse, Elektrodenreaktionen, Faradaysche Gesetze Heterogene Systeme Kolloide, kolloiddisperse Systeme Ionenaustausch Grenzflächenaktivität, Adsorption, Chromatographie Molekularsiebe Wechselwirkungen zwischen Materie und elektromagnetischer Strahlung Einleitung Photochemische Reaktionen Absorptionsspektren von Molekülen Elektronerianregungsspektren Schwingungsspektren Chemische Reaktionen Allgemeines zum Ablauf chemischer Reaktionen Chemische Thermodynamik 154

4 Inhaltsverzeichnis Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ' Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik Mechanismus chemischer Reaktionen Die Reaktionsgeschwindigkeit Definitionen Reaktionsordnung und Molekularität der Reaktion Bestimmung der Geschwindigkeitskonstanten Die Rückreaktion, das kinetisch dynamische Gleichgewicht Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Die Aktivierungsenergie Die Aktivierungsentropie Das Reaktions-Energie-Diagramm, der aktivierte Komplex Das chemische Gleichgewicht Katalyse Anwendungen des Massenwirkungsgesetzes Säuren und Basen Die protolytische Reaktion Die protolytische Reaktion in wäßriger Lösung Saure, alkalische und neutrale Lösungen, der ph-wert von Lösungen Pufferlösungen Die Neutralisationsreaktion Das Löslichkeitsprodukt Komplexstabilitätskonstanten Das Ostwaldsche Verdünnungsgesetz Der Nernstsche Verteilungssatz Reduktion und Oxidation Grundlagen und Definitionen Galvanische Elemente Das Daniell-Element Thermodynamik von galvanischen Elementen, die Nernstsche Gleichung Standardelektrodenpotentiale und Spannungsreihe.: Spezielle Redoxreaktionen Chemie der wichtigsten Elemente des Periodensystems Chemie der Nichtmetalle Wasserstoff VIII. Hauptgruppe - die Edelgase VII. Hauptgruppe - die Halogene Übersicht 232

5 10 Inhaltsverzeichnis Fluor Chlor, Brom, Iod VI. Hauptgruppe - die Chalkogene ' Übersicht Sauerstoff Schwefel V. Hauptgruppe Übersicht Stickstoff Phosphor und Arsen IV. Hauptgruppe Übersicht Kohlenstoff Silicium III. Hauptgruppe Chemie der Metalle Gewinnung von Metallen I. Hauptgruppe - die Alkalimetalle II. Hauptgruppe - die Erdalkalimetalle Metalle der III. und IV. Hauptgruppe Die Nebengruppenelemente Übersicht Oxidationsstufen der Übergangsmetalle Oxide und Oxoanionen der Übergangsmetalle Spezielle Metalle und ihre Reaktionen 268 Literatur 272 Register 273 Relative Atommassen der Elemente, Tabelle Das internationale Einheitensystem (Si) 290

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