Chemie Das Basiswissen der Chemie in Schwerpunkten Mit Übungsaufgaben

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Chemie Das Basiswissen der Chemie in Schwerpunkten Mit Übungsaufgaben"

Elmar Simon Dittmar
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Chemie Das Basiswissen der Chemie in Schwerpunkten Mit Übungsaufgaben Von Charles E. Mortimer Übersetzt und bearbeitet von G. Schilling und H.J.Schweizer 4., neubearbeitete Auflage 232 zweifarbige Abbildungen, 118 Tabellen Anorganische Chemie Organische Chemie Theorie der chemischen Bindung Physikalische Chemie Radio-Chemie Georg Thieme Verlag Stuttgart New York 1983

2 Inhalt 1 Einführung 1.1 Materie und Energie Messungen Signifikanz der Stellenwerte 7 2 Struktur der Atome., 2.1 Das Atom Subatomare Teilchen.' Das Elektron 11, 2.4 Das Proton Das Neutron Der Atomkern 14, 2.7 Symbolische Schreibweise 15,2.8 Isotope und Isobare Atommassen 17,2.10 Elektromagnetische Strahlung Atomspektren Ordnungszahlen und Periodensystem Periodensystem und Elektronenkonfiguration Die dualistische Natur des Elektrons Quantenzahlen Das magnetische Moment Elektronenstrukturen der Elemente Besetzte und halbbesetzte Niveaus Klassifizierung der Elemente 43 Übungsaufgaben 44 * (iuu^ui-^) 3 Die chemische Bindung k_, ;,.,.,, 3.1 Atomradien Ionisierungspotentiale 49 ' ''"' "*'' ' 3.3 Elektronenaffinitäten 52 1 t 1 '" ' : 3.4 Ionische Bindung 53 \ j ii ' ' 3.5 Ionenradien Kovalente Bindung Formalladung Übergang zwischen ionischer und kovalenter Bindung Elektronegativität Oxidationszahlen Nomenklatur anorganischer Verbindungen Übungsaufgaben 68

3 VIII Inhalt 4 Molekulare Geometrie und v kovalente Bindung 4.1 Mesomerie Hybridorbitale Elektronenpaar-Abstoßung und molekulare Geometrie Molekülorbitale Molekülorbitale in mehratomigen Molekülen Intermolekulare Anziehungskräfte Metallische Bindung Struktur und Eigenschaften 99 Übungsaufgaben Chemische Gleichungen und quantitative Beziehungen 5.1 Stoffmenge Molare Masse " Chemische Berechnungen Gesetz der konstanten Proportionen Bestimmung von Formeln Chemische Gleichungen Aufgaben auf der Grundlage chemischer Gleichungen Reaktionswärmen Der Heß-Satz Der Born-Haber-Kreisprozeß 116 Übungsaufgaben Gase X 6.1 Der gasförmige Zustand Druck Das Boyle-Mariotte-Gesetz Das Gay-Lussac-Gesetz Ideales Gasgesetz Kinetische Gastheorie Das Avogadro-Gesetz Das Gay-Lussac-Humboldt-Gesetz Beziehungen zwischen Masse und Volumen bei Reaktionen Das Dalton-Gesetz der Partialdrücke Molekulare Geschwindigkeiten Das Graham-Ausströmungsgesetz Reale Gase Gasverflüssigung 138 Übungsaufgaben 139

4 7 Flüssigkeiten und Festkörper Inhalt IX 7.1 Der flüssige Zustand Verdampfung Dampfdruck Siedepunkt Verdampfungswärme Gefrierpunkt Dampfdruck von Festkörpern Phasendiagramme Kristalle Röntgenstrahlbeugung an Kristallen Kristallstrukturen von Metallen Ionenkristalle Gitterenergie Fehlordnungen 163 Übungsaufgaben 165 )( 8 Sauerstoff und Wasserstoff 8.1 Vorkommen und Darstellung von Sauerstoff Eigenschaften des Sauerstoffs Saure und alkalische Oxide Ozon Redoxgleichungen 175^ 8.6 Das Äquivalent Vorkommen und Darstellung von Wasserstoff Eigenschaften des Wasserstoffs Wasserstoff-Brückenbindungen 182 Übungsaufgaben 184 X 9 Lösungen * 9.1 Beschaffenheit von Lösungen 188 "«9.2 Lösungsvorgang. 189 x 9.3 Hydrate 190 K 9.4 Lösungswärme Beeinflussung der Löslichkeit durch Temperatur und Druck Zusammensetzung von Mischphasen Maßanalyse Dampfdruck von Lösungen Siede- und Gefrierpunkt von Lösungen Osmose Destillation 205 X 9.12 Elektrolytlösungen 206 " 9.13 Interionische Anziehungskräfte in Lösungen Übungsaufgaben 210

5 X Inhalt 10 Elektrochemie * 10.1 Metallische Leitung Elektrolytische Leitung Elektrolyse Das Faraday-Gesetz Elektrolytische Leitfähigkeit Galvanische Zellen Elektromotorische Kraft Elektrodenpotentiale Einfluß der Konzentration auf Zellpotentiale Konzentrationszellen Elektrodenpotentiale und Elektrolyse Kommerziell angewandte galvanische Elemente Brennstoffzellen 236 Übungsaufgaben Nichtmetalle Edelgase Physikalische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Die Halogene Allgemeine Eigenschaften 248 Darstellung 251 Interhalogen-Verbindungen 252 Halogenwasserstoffe 253 Metallhalogenide 255 Sauerstoffsäuren der Halogene 256 Schwefel, Selen und Tellur 11.9 Gruppeneigenschaften Die Elemente Wasserstoff-Verbindungen und Derivate Oxidationszustand Oxidationszustand Elektrodenpotential-Diagramme des Schwefels Übungsaufgaben Nichtmetalle ^ Elemente der V. Hauptgruppe 12.1 Gruppeneigenschaften Die Elemente Nitride und Phosphide Wasserstoff-Verbindungen Halogen-Verbindungen 283

6 Inhalt XI 12.6 Sulfide Oxide und Sauerstoffsäuren des Stickstoffs Oxide und Sauerstoffsäuren des Phosphors, Arsens, Antimons und Bismuts 289 / Kohlenstoff und Silicium 12.9 Gruppeneigenschaften Die Elemente Carbide und Silicide Oxide und Sauerstoffsäuren Schwefel- und Halogen-Verbindungen Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen 303 Bor ) Gruppeneigenschaften Das Element Verbindungen 306 Übungsaufgaben Chemische Kinetik und chemische Gleichgewichte 13.1 Zusammenstöße von Molekülen und Reaktionsgeschwindigkeiten Temperatur und Reaktionsgeschwindigkeit Katalysatoren Heterogene Reaktionen Konzentrationen und Reaktionsgeschwindigkeiten Geschwindigkeitsgleichungen und Temperatur Reaktionsmechanismen und Geschwindigkeitsgleichungen Reversible Reaktionen und chemisches Gleichgewicht 329 X 13.9 Gleichgewichtskonstanten 330 * Prinzip von Le Chatelier 333 Übungsaufgaben 336 A 14 Grundlagen der chemischen Thermodynamik 14.1 Erster Hauptsatz der Thermodynamik Enthalpie Bindungsenergien Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Die Gibbs-freie Enthalpie Messung von AG und AS Freie Standardenthalpien Absolute Entropien Freie Enthalpie und chemisches Gleichgewicht Übungsaufgaben 359

7 XII Inhalt 15 Säuren und Basen 15.1 Das Arrhenius-Konzept Das Konzept der Lösungsmittelsysteme Die Brönsted-Lowry-Theorie Die Stärke von Brönsted-Säuren und -Basen Die Hydrolyse Beziehungen zwischen Bau und Stärke von Säuren und Basen Das Lewis-Konzept 375 Übungsaufgaben Ionische Gleichgewichte I 16.1 Schwache Elektrolyte Dissoziation des Wassers ph-wert Bestimmungen des ph-wertes Indikatoren Wirkung gleichioniger Zusätze Puffer Mehrbasige Säuren 395 Übungsaufgaben Ionische Gleichgewichte II 17.1 Löslichkeitsprodukt Ausfällung und Löslichkeitsprodukt Fällung von Sulfiden Gleichgewichte unter Beteiligung von Komplexionen Amphoterie Hydrolyse Titration von Säuren und Basen Redoxgleichgewichte 421 Übungsaufgaben Metalle 18.1 Eigenschaften Natürliche Vorkommen Metallurgische Prozesse Metalle der ersten Hauptgruppe Metalle der zweiten Hauptgruppe Übergangsmetalle Die Lanthaniden Metalle der Gruppe IIIA Metalle der Gruppe IVA 452 Übungsaufgaben 454

8 19 Komplexverbindungen Inhalt XIII 19.1 Struktur Labile und inerte Komplexe Nomenklatur Stereochemie von Komplexverbindungen Chemische Bindung in Komplexen 467 Übungsaufgaben Organische Chemie 20.1 Organische Reaktionen Alkane (gesättigte Kohlenwasserstoffe) Molekülgeometrie und Stereochemie von Kohlenstoff-Verbindungen Alkene Alkine Aromatische Kohlenwasserstoffe Nukleophile Substitutionsreaktionen Eliminierungsreaktionen Umlagerungsreaktionen Alkohole, Phenole und Ether Amine Die Carbonyl-Gruppe Aldehyde und Ketone Kohlenhydrate, polyfunktionelle Carbonyl-Verbindungen Carbonsäuren und Derivate Carbonsäuren mit weiteren funktioneilen Gruppen a-aminocarbonsäuren (2-Aminosäuren) und Peptide Nukleinsäuren 541 Übungsaufgaben Kernchemie 21.1 Der Atomkern Radioaktivität Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls Radioaktive Zerfallsreihen Kernreaktionen Kernspaltung und Kernfusion Verwendung von Isotopen 565 Übungsaufgaben 566 Anhang A Konstanten 569 B Weiterführende Literatur 570 C Lösungen 571 Sachverzeichnis 623

Ähnliche Dokumente

Einleitung. Einführung in die Atomtheorie. Stöchiometrie, Teil I: Chemische Formeln

Einleitung. Einführung in die Atomtheorie. Stöchiometrie, Teil I: Chemische Formeln Einleitung 1.1 Historische Entwicklung der Chemie 2 1.2 Elemente, Verbindungen, Gemische 6 1.3 Stofftrennung 9 1.4 Maßeinheiten 11 1.5 Genauigkeit und signifikante Stellen 11 Einführung in die Atomtheorie