Inhaltsverzeichnis. Wurm, Thomas Chemie f digitalisiert durch: IDS Basel Bern

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Dörte Hauer
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1 Inhaltsverzeichnis 1 Aufbau der Materie, Atombau und Periodensystem Aufbau der Materie Reinstoffe Mischungen Elemente und Verbindungen Atombau Der Atomkern Die Atommasse Isotope Nuklide Die Elektronenhülle Das Schalenmodell Das Orbitalmodell Das Kästchenschema Das Periodensystem der Elemente (PSE) Ionisierungsenergie Elektronenaffinität Metalle und Nichtmetalle Radioaktivität Natürliche Radioaktivität Die Halbwertszeit Zerfallsreihen Kernumwandlungen Kernspaltung Künstliche Nuklide 22 2 Reaktionsgleichungen und Die Reaktionsgleichung Umgesetzte Mengen und Massen Die Stoffmenge Mol Reaktionstypen in der Chemie 31 Wurm, Thomas Chemie f 2012 digitalisiert durch: IDS Basel Bern

2 VI I 2.5 Konzentrationsangaben Molare Lösungen Prozentangaben Massenprozent Prozent (m/v) Volumenprozent Vol.-%) Kleine Konzentrationen Die Aktivität Rechenbeispiele Mischungsrechnen 36 3 Bindungsarten Die Ionenbindung Kationenbildung Anionenbildung Salzbildung Kristallwasser Die molare Masse eines Salzes Saure Salze Kristallformen Die Metallbindung Die Elektronenpaarbindung Lewis-Formeln Mehrfachbindungen Polare und unpolare Elektronenpaarbindungen Die räumliche Anordnung von Molekülen Anionenkomplexe Komplexbindung Bindungskräfte zwischen Molekülen Ion-Dipol Dipol-Dipol Sonderfall Wasserstoffbrückenbindung Induzierte Dipole und Hydrophobe Bindungen 63 4 Kinetik und Thermodynamik Chemische Kinetik Die Reaktionsgeschwindigkeit Die Stoßtheorie Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz Das Prinzip des kleinsten Zwangs Folgereaktionen Die Reaktionsordnung Die Molekularität einer Reaktion 75

3 Systeme Energieformen Energieinhalt Energiedifferenzen Die Enthalpie Enthalpieberechnungen Die innere Energie U Die Entropie Die Gibbs-Energie Verbindungen zwischen Kinetik und Thermodynamik Starten einer Reaktion Katalysatoren Die Gibbs-Energie und das chemische Gleichgewicht 93 5 Zustandsformen der Materie Die Aggregatzustände Phasenübergänge Lösungen Echte und kolloidale Lösungen Löslichkeit Allgemeine Regeln zur Löslichkeit Das Löslichkeitsprodukt Elektrolyte Kolligative Eigenschaften Die Oberflächenspannung Säuren und Basen Die Theorien von Arrhenius und Brönsted Die Stärke von Säuren und Basen Starke Säuren Schwache Säuren Die Reaktion des Anions einer schwachen Säure Die Wertigkeit von Säuren und Basen Starke und schwache Elektrolyte Starke und schwache Basen Die Säuredefinition nach Lewis Die Neutralisationsreaktion Der ph-wert Die Dissoziation des Wassers Der ph-wert Reaktionen von Salzen in Wasser ph-wert-berechnungen 124 Inhaltsverzeichnis

4 VIII Inhaltsverzeichnis 6.5 Puffer Bestandteile von Puffern ph-wert-berechnungen und Pufferlösungen Redoxreaktionen Die Reaktion von Metallen mit Sauerstoff Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen Die Knallgasreaktion Die Elektronenverteilung in Verbindungen Oxidationszahlen Häufig vorkommende Typen von Redoxreaktionen Verbrennung Rosten Änderung der Sauerstoffanzahl im Molekül Reaktionen von Metallen untereinander Andere Redoxreaktionen ohne Beteiligung von Sauerstoff Elementare Vorgänge bei Redoxreaktionen Oxidations- und Reduktionsmittel Das Aufstellen von Redoxgleichungen Teilgleichungen Basisches oder saures Milieu? Die Bilanz Disproportionierung und Die Spannungsreihe der Metalle Elektrochemie Elektrolyse Galvanische Elemente Angewandte anorganische Chemie Großtechnische Prozesse Roheisengewinnung und Stahlproduktion Schwefelsäureherstellung Salpetersäureherstellung 152 Salzsäureherstellung Die Chlor-Alkali-Elektrolyse Ammoniaksynthese Sodaherstellung Anorganische Analytik Identitätsprüfungen Gehaltsbestimmungen 9 Fragen zu den Kapiteln 1-7 (Allgemeine und anorganische Chemie) Lösungen zu Kapitel 9 272

5 Inhaltsverzeichnis I IX 11 Sonderstellung des Kohlenstoffs Die Stellung des Kohlenstoffs im PSE Die Bildung von Hybridorbitalen Kohlenwasserstoffe 202 Die Einteilung organischer Verbindungen: Funktionelle Gruppen Kohlenwasserstoffe Alkane 205 Verzweigte Alkane Alkene Polyene Alkine Aliphaten Cyclische Kohlenwasserstoffe Physikalische Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe Chemische Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe Alkane Alkene Aromatische Verbindungen Erdöl und Kohle Reaktionen der Aromaten Halogenierte Kohlenwasserstoffe Alkohole 223 Einwertige Alkohole Mehrwertige Alkohole Primäre, sekundäre und tertiäre Hydroxylgruppen Reaktionen von Alkoholen Etherbildung Eigenschaften von Ethern Organische Ester (niemals Esther!) Nomenklatur der Ester Anorganische Ester Die Oxidation von Alkoholen Phenole Die saure Reaktion Die Oxidation von Phenolen Ether und Ester mit Phenolen Aldehyde und Ketone Die Carbonylgruppe Nomenklatur der Aldehyde Nomenklatur der Ketone 238 Reaktionen der Carbonylgruppe 239

6 Inhaltsverzeichnis Anlagerung von Wasser Halbe und volle Acetale Polymerisationen Die Aldolkondensation als Addition von Aminen Reduzierende Eigenschaften/Oxidation 245 Amine 247 Die Aminogruppe Primäre, sekundäre und tertiäre Amine Die Basizität der Amine 249 Quartäre Amine 250 Aromatische Amine Reaktionen mit salpetriger Säure/Nitrit Weitere stickstoffhaltige Verbindungen Ethylendiamin Carbonsäuren Die Carboxyl-Gruppe Die homologe Reihe der Carbonsäuren Physikalische Eigenschaften 258 Die Säurestärke Substituierte Carbonsäuren Hydroxycarbonsäuren Mehrwertige Carbonsäuren Halogenierte Carbonsäuren Ungesättigte Carbonsäuren Aminocarbonsäuren Aromatische Carbonsäuren Derivate der Carboxyl-Gruppe Säurehalogenide Säureanhydride Säureamide Typische Reaktionen von Carbonsäuren Die Reaktion mit Wasser Esterbildung und Verseifung und intramolekulare Verbindungen Schwefelhaltige Verbindungen 268 Reaktionstypen in der organischen Chemie Grundsätzliches Induktivität und Mesomerie Elektrophile und nucleophile Teilchen 272

7 Inhaltsverzeichnis Radikale 273 Übergangs zustände und Zwischenstufen Begriffe Additionen Addition Verwandte Reaktionen Nucleophile Addition Substitutionen Elektrophile Substitution Die elektrophile Zweitsubstitution Radikalische Substitution Eliminierung Umlagerung Redoxreaktionen Isomerie Konformationsisomerie Ketten- oder Skelettisomerie Funktionsisomerie Bindungs- oder Valenzisomere Isomerie bei Cycloalkanen Stereoisomerie Cis-trans- und Optische Aktivität Kunststoffe Einteilung nach Materialeigenschaften Halbsynthetische Kunststoffe Vollsynthetische Kunststoffe Polymerisation Polykondensation Weitere Kunststoffe Naturstoffe Fette, Öle, Seifen, Wachse Fette und Öle Seifen Wachse Aminosäuren und Eiweiße Aminosäuren 307

8 XII I Inhaltsverzeichnis Eiweiße Kohlenhydrate Aldosen Nucleinsäuren Die DNA Die RNA Nomenklaturregeln und Fragen zu den Kapiteln (Organische Chemie) Lösungen zu Kapitel Literatur 347

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Inhaltsverzeichnis VII O:/Wiley/978-3-527-33206-9/3d/ftoc.3d from 05.09.2012 09:53:28 V 1 Aufbau der Materie, Atombau und Periodensystem 1 1.1 Aufbau der Materie 1 1.1.1 Reinstoffe 1 1.1.2 Mischungen 1 1.1.3 Elemente und Verbindungen