Allgemeine und. Anorganische Chemie. 11. Auflage. ^ Oo 9: 4 ; DE GRUYTER

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1 Allgemeine und Anorganische Chemie 11. Auflage ^ Oo 9: 4 ; DE GRUYTER

2 Inhalt 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, o-bindung Hybridisierung ^-Bindung Mesomerie 112

3 HD lim VJ Polare Atombindung Dipole Die Elelctronegativität !1 Atomkristalle, Molekiilkristalle Molektilorbitaltheorie Schwache Mehrzentrenbindungen Van der Waals-Kräfte Vei^leKh dei Bindungsarten 136 J Dit Chemische Reaktion Ii Mniense. Konzentration, Anteil, Äquivalent Ideale Gase Zustandsdiagramme 145 i.< Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie 151 3j Das chemische Gleichgewicht 158 ii.l Allgemeines Das Massenwirkungsgesetz (MWG) 160 3i3 Verschiebung der Gleichgewichtslage, Prinzip von Le Chatelier Gleichgewichtsbedingungen S Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen Allgemeines Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 180 3(U Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht 182 US Metastabile Systeme Katalyse 185 3? GMigenchte von Salzen, Säuren und Basen Lösungen, Elektrolyte 189 VI Aktivität ? Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernst'sches Verteilungsgesetz 192 3U Säuren und Basen ph-wert, lonenprodukt des Wassers 198 3"6 Säurestärke,pK s-wert, Berechnung des ph-wertes von Säuren 199 3"! Protolysegrad, Ostwald'sches Verdünnungsgesetz IS ph-wert-berechnung von Basen 204 3"9 ph-wert-berechnung von Salzlösungen ) Pufferlösungen Säure-Base-Indikatoren Redoxvorgange Osidationszahl Oiidation, Reduktion Aufstellen von Redoxgleichungen 216 3^.4 Galvanische Elemente Berechnung von Redoxpotentialen: Nernst'sche Gleichung Konzentrationsketten, Elektroden zweiter Art Die Standardwasserstoffelektrode Die elektrochemische Spannungsreihe 225

4 Inhalt 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 Inhalt 5.4 Metallische Bindung, elektrische Eigenschaften Elektronengas Energiebändermodell Metalle, Isolatoren, Eigenhalbleiter Dotierte Halbleiter (Störstellenhalbleiter) Supraleiter Hopping-Halbleiter Ionenleiter Gasentladungslampen, 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

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