und Bindung 5., unveränderte Auflage Autoren Mit 34 Bildern, 24 Tabellen und einem Anhang

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1 Arbeitsbuch 1/2 Struktur und Bindung Autoren Wolfgang Gründler, Berlin (federführender Autor) Rudolf Friedemann, Halle Günther Gutbier, Dresden Wolfgang Kalies, Greifswald Georg Lux f Horst Schmidt, Freiberg Eberhard Schubert, Dresden Eberhard Wenschuh, Berlin 5., unveränderte Auflage Mit 34 Bildern, 24 Tabellen und einem Anhang VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig

2 Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der wichtigsten Symbole 12 A. Grundbegriffe der Chemie 1. Stöchiometrische Grundgesetze 1.1. Grundbegriffe Der Molbegriff Die Gesetze der stöchiometrischen Proportionen Das Volumengesetz von Gay-Lussac und das Avogadrosche Gesetz Stöchiometrische Berechnungen von Verbindungen und einfachen Reaktionen Anwendungen der allgemeinen Zustandsgieichung des idealen Gases Die stöchiometrischen Grundgesetze der Elektrolyse Zusammensetzungsvariable Das Herstellen von Lösungen 28 Aufgaben Chemische Gleichgewichte in wäßriger Lösung 2.1. Echte Lösungen Elektrolytlösungen Das chemische Gleichgewicht Lösungsgleichgewichte Säure-Base-Gleichgewichte Redoxgleichgewichte 51 Aufgaben 53 B. Struktur und Eigenschaften der chemischen Stoffe 3. Struktur und Eigenschaften der Atome 3.1. Der Atomkern 57 Aufgaben Die Elektronenhülle der Atome 61 Aufgaben Grundlagen der Quantenmechanik 68 Aufgaben Anwendungen der ScArad/nger-Gleichung 74 Aufgaben 78 8

3 I 3.5. Das Wasserstoffatom 80 Aufgaben Mehrelektronenatome 85 Aufgaben Struktur und Eigenschaften der Moleküle 4.1. Die Struktur der Moleküle 89 Aufgaben Die Elektronenstruktur der Moleküle Qualitative Bindungskonzepte 96 Aufgaben Quantenmechanische Bindungstheorien 103 Aufgaben Die Eigenschaften der Moleküle 115 Aufgaben Struktur und Eigenschaften der Kristalle 5.1. Gittertheorie 128 Aufgaben Kugelpackungen 133 Aufgaben Ionenkristalle 137 Aufgaben Metallkristalle 146 Aufgaben Kovalente Kristalle, Molekülkristalle und Kristalle mit komplexen Bindungsverhältnissen 149 Aufgaben 152 C. Eigenschaften und Reaktionen der chemischen Elemente und ihrer Verbindungen 6. Übungen zur Einführung in die chemische Laboratoriumspraxis 6.1. Temperaturmessung, Wärme- und Kälteerzeugung Temperaturmessung Wärmequellen Kältemischungen Glasbearbeitung Trennung von Stoffgemischen Filtrieren, Absaugen, Zentrifugieren Trocknen Kristallisation Sublimation Destillation Chromatographie 167 9

4 6.4. Charakterisierung reiner Stoffe Schmelzpunkt Siedepunkt Brechungsindex Massen- und Volumenmessung Massenmessung Volumenmessung Einführung in die Arbeitstechnik der qualitativen Halbmikroanalyse Hauptgruppenelemente 7.1. Wasserstoff Alkalimetalle (1. Hauptgruppe) Erdalkalimetalle (2.Hauptgruppe) Borgruppe (3.Hauptgruppe) Kohlenstoffgruppe (4.Hauptgruppe) Stickstoffgruppe (5. Hauptgruppe) Chalkogene (6.Hauptgruppe) Halogene (7.Hauptgruppe) Nebengruppenelemente 8.1. Verhalten der Metalle gegenüber Salzsäure und Salpetersäure (Auflösen der Metalle) Verhalten der Metallionen gegenüber Wasser (Aquokomplexbildung) Verhalten der Metallionen gegenüber Natronlauge (Bildung von Hydroxiden und Hydroxokomplexen) Verhalten von Metallionen gegenüber Ammoniak (Bildung von Hydroxiden und Amminkomplexen) Ionentrennung durch Hydroxidfällung Verhalten von Metallionen gegenüber Sulfidionen Reaktionen der Metallionen mit Halogenid-und Pseudohalogenidionen Reaktionen der Metallionen mit organischen Komplexbildnern Reaktionen der Metallionen mit Oxydations-und Reduktionsmitteln Ausgewählte Analysen Grundlagen für die systematische Ausführung qualitativer anorganischer Analysen 9.1. Vorproben Flammenfärbung Phosphorsalz-, Boraxperle Erhitzen im Glühröhrchen Erhitzen mit verdünnter (1 M) H 2 S Erhitzen mit konzentrierter (18 M) H 2 S0 4 % Weitere spezielle Vorproben Lösen und Aufschließen der Analysensubstanz Kationentrennungsgang

5 Salzsäuregruppe Schwefelwasserstoffgruppe Ammoniakgruppe Ammoniumsulfidgruppe Ammoniumcarbonatgruppe Lösliche Gruppe Sodaauszug und Nachweis der Anionen Gruppenreaktionen Trennung der schwefelhaltigen Anionen S 2, S 2 Of~, SO 2, SO Trennung der halogenhaltigen Anionen Cl", Br, I, C10 3 ~, Br0 3 ~, I0 3 ~, C1O Einzelnachweise der Anionen Grundlagen für die Ausführung qualitativer organischer Analysen Vorproben Feststellung des Erscheinungsbildes Brenn-und Glühprobe Löslichkeit Nachweis der Elemente in organischen Verbindungen Bestimmung physikalischer Konstanten Reaktionen auf funktionelle Gruppen Carbonylverbindungen (Aldehyde, Ketone) Amine 270 Anhang 273 Lösungen der Aufgaben 289 Sachwörterverzeichnis