Grundkurs Chemie I Allgemeine und Anorganische Chemie

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1 Arnold Arni Grundkurs Chemie I Allgemeine und Anorganische Chemie für Fachunterricht und Selbststudium unter Mitarbeit von Klaus Neuenschwander Vierte, überarbeitete Auflage WILEY- VCH WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

2 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1: Das Periodensystem der chemischen Elemente Die wichtigsten Elementarteilchen 2 Atome 4 Elementare Stoffe 6 Die Atommasse chemischer Elemente Metalle 10 Nichtmetalle 12 Das Schalenmodell der Elektronenhülle Die Elektronegativität Kapitel 2: Salze und Metalle Einfache Ionen 18 Metallsalze 20 Der Kochsalzkristall 22 Weitere einfache lonenkristalle 24 Der Aufbau von Metallen 26 Eigenschaften metallischer Werkstoffe 28 Kapitel 3: Moleküle Das Tetraedermodell der Valenzschalen Die kovalente Bindung 32 Doppelbindungen 34 Dreifachbindungen Kapitel 4: Stoffe und ihre Phasen Die Aggregatzustände 38 Die Wärmebewegung 40 Teilchenbewegung und absolute Temperatur Die Verdunstungskälte" 44 Flüssigkeitsdampfdruck und Siedetemperatur Schmelz- und Siedeverhalten

3 Kapitel 5: Zwischenmolekulare Kräfte VAN DER WAALSsche Bindung 50 Dipol-Dipol-Bindung 52 Wasserstoffbrücken 54 Das Löslichkeitsverhalten von Flüssigkeiten Die Wasserlöslichkeit von Salzen 58 Die Besonderheiten des Wassers Kapitel 6: Stoffsysteme und Trennverfahren L 31: Ein- und Mehrphasensysteme 62 L 32: Einige Hinweise zur Stofftrennung 64 Kapitel 7: Stöchiometrische Grundbegriffe L 33 L 34 L 35 L 36 Die Stoffmengeneinheit 66 Massenverhältnisse bei Reaktionen 68 Die Stoffmengenkonzentration 70 Das molare Volumen von Gasen 72 Kapitel 8: Reaktion und Energie Reaktionen in der Lufthülle 74 Bindungsspaltung und Bindungsbildung Bindungsenthalpien 78 Lösungsenthalpien von Salzen 80 Freiwillig verlaufende Reaktionen 82 Entropie und Freie Enthalpie Kapitel 9: Reaktionsverlauf und Gleichgewicht Aktivierung und Katalyse 86 Die Reaktionsgeschwindigkeit 88 Das dynamische Gleichgewicht 90 Das Massenwirkungsgesetz 92 Störungen der Gleichgewichte 94 Verschiebungen von Gleichgewichtslagen 96 Das Protolysengleichgewicht des Wassers 98 Das lonenprodukt des Wassers 100

4 Kapitel 10: Säuren und Basen (Teil I) Der ph-wert wäßriger Säurelösungen 102 Die Essigsäure 104 Alkalische Lösungen 106 Neutralisationsreaktionen 108 Wäßrige Säurelösungen und unedle Metalle ph-indikatoren Kapitel 11: Erweiterung der Modellvorstellungen L 57 L 58 L 59 L 60 Grenzen des Tetraedermodells Mehratomige Ionen 116 Mesomerie" 118 Stickstoffoxide Kapitel 12: Säuren und Basen (Teil II) Die Schwefelsäure 122 Die Phosphorsäure 124 Pufferlösungen 126 Die Salpetersäure 128 Die Kohlensäure 130 Salze der Kohlensäure 132 Kapitel 13: Lösungs- und Fällungsvorgänge L 67: Lösungs-Fällungs-Gleichgewichte 134 L 68: lonennachweis durch Fällungsreaktionen 136 Kapitel 14: Redoxreaktionen L 69 L 70 L 71 L 72 Reduktion und Oxidation 138 Elektrolysen 140 Redoxreaktionen von Molekularverbindungen Eisen- und Stahlherstellung Kapitel 15: Atomkristalle L 73 L 74 L 75 L 76 Diamant und diamantartige Stoffe Der Quarz 148 Glas 150 Der Graphit

5 Kapitel 16: Die koordinative Bindung L 77 L 78 L 79 L 80 Braunstein und Kaliumpermanganat 154 Die Ursache der Farbe von Stoffen 156 Das Säure/Base-Konzept von LEWIS 158 Ein- und mehrzähnige Liganden 160 Kapitel 17: Säuren und Basen (Teil IM) L 81: L 82: Berechnung des ph wäßriger Lösungen schwacher Säuren 162 Berechnung des ph wäßriger Lösungen schwacher Basen 164 Puffergebiete von Säure/Base-Paaren 166 Umschlagsgebiete von ph-indikatoren 168 Säure/Base-Titrationen 170 Titrationskurven schwacher Säuren und Basen 172 Kapitel 18: Elektrochemie L 100 Stromerzeugung durch chemische Reaktionen 174 Redoxgleichgewichte an Elektrodenoberflächen 176 Konzentrationszellen 178 Standardelektrodenpotentiale 180 Die NERNSische Gleichung 182 Berechnung der Gleichgewichtskonstanten 184 Nichtmetallelektroden 186 Redoxreaktionen mit mehratomigen Ionen 188 Das Aufstellen von Redoxgleichungen 190 Messung von lonenkonzentrationen 192 Netzunabhängige Stromquellen 194 Akkumulatoren 196 Metallkorrosion 198 Korrosionsschutz 200 Antworten und Erfolgskontrollen 203 XIV