Allgemeine und Anorganische Chemie

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1 Erwin Riedel Allgemeine und Anorganische Chemie 10. Auflage DE GRUYTER

2 1 Atombau 1.1 Der atomare Aufbau der Materie Der Elementbegriff Daltons Atomtheorie Der Atomaufbau Elementarteilchen, Atomkern, Atomhülle Chemische Elemente, Isotope, Atommassen Massendefekt, Äquivalenz von Masse und Energie Kernreaktionen Radioaktivität Künstliche Nuklide Kernspaltung, Kernfusion Kosmische Elementhäufigkeit, Elemententstehung Die Struktur der Elektronenhülle Bohr'sches Modell des Wasserstoffatoms Die Deutung des Spektrums der Wasserstoffatome mit der Bohr'schen Theorie Die Unbestimmtheitsbeziehung Der Wellencharakter von Elektronen Atomorbitale und Quantenzahlen des Wasserstoffatoms Die Wellenfunktion, Eigenfunktionen des Wasserstoffatoms Aufbau und Elektronenkonfiguration von Mehrelektronen-Atomen Das Periodensystem (PSE) Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Röntgenspektren 62 2 Die chemische Bindung 2.1 Die Ionenbindung Allgemeines, Ionenkristalle Ionenradien Wichtige ionische Strukturen, Radienquotientenregel Gitterenergie von Ionenkristallen Die Atombindung Allgemeines, Lewis-Formeln Bindigkeit, angeregter Zustand Dative Bindung, formale Ladung Das Valenzschalen-Elektronenpaar-Abstoßungs-Modell Überlappung von Atomorbitalen, a-bindung Hybridisierung TT-Bindung Mesomerie 112

3 VIII Polare Atombindung Dipole Die Elektronegativität Atomkristalle, Molekülkristalle Molekülorbitaltheorie Schwache Mehrzentrenbindungen Van der Waals-Kräfte Vergleich der Bindungsarten Die Chemische Reaktion 3.1 Stoffmenge, Konzentration, Anteil, Äquivalent Ideale Gase Zustandsdiagramme Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Das chemische Gleichgewicht Allgemeines Das Massenwirkungsgesetz (MWG) Verschiebung der Gleichgewichtslage, Prinzip von Le Chatelier Gleichgewichtsbedingungen Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen Allgemeines Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht Metastabile Systeme Katalyse Gleichgewichte von Salzen, Säuren und Basen Lösungen, Elektrolyte Aktivität Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernst'sches Verteilungsgesetz Säuren und Basen ph-wert, Ionenprodukt des Wassers Säurestärke, pk s - Wert, Berechnung des ph-wertes von Säuren Protolysegrad, Ostwald'sches Verdünnungsgesetz ph-wert-berechnung von Basen ph-wert-berechnung von Salzlösungen Pufferlösungen Säure-Base-Indikatoren Redoxvorgänge Oxidationszahl Oxidation, Reduktion Aufstellen von Redoxgleichungen Galvanische Elemente Berechnung von Redoxpotentialen: Nernst'sche Gleichung Konzentrationsketten, Elektroden zweiter Art Die Standardwasserstoffelektrode Die elektrochemische Spannungsreihe 225

4 IX Gleichgewichtslage bei Redoxprozessen Die Elektrolyse Elektrochemische Stromquellen Nichtmetalle 4.1 Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste Wasserstoff Allgemeine Eigenschaften Physikalische und chemische Eigenschaften Vorkommen und Darstellung Wasserstoffverbindungen Gruppe 17 (Halogene) Gruppeneigenschaften Die Elemente Vorkommen, Darstellung und Verwendung Verbindungen mit der Oxidationsstufe 1: Halogenide Verbindungen mit positiven Oxidationszahlen: Oxide und Sauerstoffsäuren von Chlor Pseudohalogene Gruppe 18 (Edelgase) Gruppeneigenschaften Vorkommen, Eigenschaften und Verwendung Edelgasverbindungen Gruppe 16 (Chalkogene) Gruppeneigenschaften Die Elemente Wasserstoffverbindungen Sauerstoffverbindungen von Schwefel Gruppe Gruppeneigenschaften Die Elemente Wasserstoffverbindungen von Stickstoff Sauerstoffverbindungen von Stickstoff Sauerstoffverbindungen von Phosphor Gruppe Gruppeneigenschaften Die Elemente Carbide Sauerstoffverbindungen von Kohlenstoff Stickstoffverbindungen von Kohlenstoff Sauerstoffverbindungen von Silicium Metalle 5.1 Eigenschaften von Metallen, Stellung im Periodensystem Kristallstrukturen der Metalle Atomradien von Metallen 303

5 X 5.4 Metallische Bindung, elektrische Eigenschaften Elektronengas Energiebändennodell Metalle, Isolatoren, Eigenhalbleiter Dotierte Halbleiter (Störstellenhalbleiter) Supraleiter Hopping-Halbleiter lonenleiter Leuchtdioden Intermetallische Systeme Schmelzdiagramme von Zweistoffsystemen Häufige intermetallische Phasen Gewinnung von Metallen Elektrolytische Verfahren Reduktion mit Kohlenstoff Reduktion mit Metallen und Wasserstoff Spezielle Herstellungs- und Reinigungsverfahren Komplexverbindungen Aufbau und Eigenschaften von Komplexen Nomenklatur von Komplexverbindungen Räumlicher Bau von Komplexen, Isomerie Stabilität und Reaktivität von Komplexen Die Valenzbindungstheorie von Komplexen Die Ligandenfeldtheorie Umweltprobleme 6.1 Globale Umweltprobleme Die Ozonschicht Der Treibhauseffekt Rohstoffe Regionale Umweltprobleme Luft? Wasser Wald Baudenkmäler 394 Anhang 1 Einheiten Konstanten Umrechnungsfaktoren 395 Anhang 2 Relative Atommassen Elektronenkonfigurationen Elektronegativitäten 400 Anhang 3 Kurzbiografien bedeutender Naturwissenschaftler 407 Sachregister 429 Formelregister 449