CHEMIE. Katherina Standhartinger. für Ahnungslose. von Katherina Standhartinger, Memmingen. Mit 17 Abbildungen und 30 Tabellen

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1 Katherina Standhartinger CHEMIE für Ahnungslose von Katherina Standhartinger, Memmingen Mit 17 Abbildungen und 30 Tabellen S. Hirzel Verlag Stuttgart

2 VII Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Einführung 1 2 Übersicht über die Aggregatzustände 1 3 Stoffe, Gemische, Reinstoffe, Elemente 2 4 Die Einteilung der Reinstoffe - einige wichtige Begriffe 2 5 Elemente und ihre Symbole Die ersten zwanzig Elemente (Ordnungszahl 1-20) Weitere wichtige Elemente 4 6 Der Bau des Atoms Das Kern-Hülle-Modell Bestandteile von Atomkern und Elektronenhülle Der Bau des Atomkerns bei den einzelnen Elementen Protonen Neutronen und Isotope Schreibweise 7 7 Das Schalenmodell der Atomhüüe Die Besetzung der Energiestufen mit Elektronen Die Verwendung des Periodensystems der Elemente 9 8 Grundlagen des Orbitalmodells Energiestufen und Energieniveaus Atomhüllen mit mehreren Elektronen Die Nebenquantenzahl l Elektronenanzahl auf den Unterniveaus Die magnetische Quantenzahl m Die Spinquantenzahl s Zusammenfassung Atomorbitale Atomorbitale und Kästchenschreibweise Die Reihenfolge der Orbitalbesetzung Die Elektronenkonfiguration in der Kästchenschreibweise Die Elektronenkonfiguration in der Kurzschreibweise 20 9 Ionen Die Ionisierungsenergie Die Elektronenaffinität Die Ionisierung des Aluminium-Atoms Schreibweise Zusammenfassung und wichtige Fachbegriffe Das Reaktionsschema Das Gesetz von der Erhaltung der Masse 24 V

3 VIII Inhaltsverzeichnis 12 Chemische Gleichungen Ihre Aufgabein der Chemie Die Formeln chemischer Verbindungen - der Molekülbegriff Das Aufstellen" von chemischen Gleichungen Übungen Energiebeteiligung bei chemischen Reaktionen Beispiele Die Knallgasreaktion Die Zerlegung von Wasser mittels Gleichstrom Die exotherme Reaktion Die endotherme Reaktion Die Reaktionsenthalpie AH R Die atomare Masseneinheit u Die Masse von Molekülen Das Mol Die Avogadro- oder Loschmidt'sche Zahl Stoffmengen und Stoffportionen Das molare Volumen Die verschiedenen Aussagen chemischer Gleichungen Gebräuchliche stöchiometrische Größen und Formeln Dezimale Vielfache und Teile von Einheiten Stöchiometrische Berechnungen und Übungen Tipps zur systematischen Vorgehensweise Beispiele für immer wiederkehrende stöchiometrische Berechnungen Die Elementgruppen des verkürzten" Periodensystems Die Hauptgruppen Kurzcharakteristik der Hauptgruppen Die Bindungswertigkeit Definition der stöchiometrischen Wertigkeit Praktische Anwendung Edelgaskonfiguration und Oktettregel Die Elektronenkonfiguration der Edelgase Das Elektronenoktett Die Valenzelektronen Ausblick auf die Vorgänge in den Elektronen hüllen während chemischer Reaktionen Alkalimetalle.' Erdalkalimetalle Halogene Salze Bedeutung der Salze 53

4 Inhaltsverzeichnis IX 27.2 Leitfähigkeit von Salzlösungen Leitfähigkeitsprüfer Folgerungen aus der Leitfähigkeit einer Salzlösung oder-schmelze Bindungsverhältnisse und räumliche Strukturen in Salzen Die Ionenbindung Das Ionengitter Chemische Formeln für Salze Wichtige Salze in der anorganischen Chemie Salze der Hauptgruppenelemente aus einatomigen Ionen Salze mit wechselnden Wertigkeiten Salze mit mehratomigen Ionen Eigenschaften von Ionenverbindungen Die Atombindung Die Valenzstrichformel LEWIS-Formeln der Elemente Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Fluor Nicht bindende Elektronenpaare Bindungsverhältnisse und PSE am Beispiel der zweiten Periode Beispiele Zusammenfassung Diamant und Graphit - Modifikationen des Kohlenstoffs Atomgitter Modifikationen eines Elementes Diamant und Graphit im Vergleich Die Elektronegativität Elektronegativitäten und PSE Elektronegativität und Reaktivität Die polare Atombindung Die Bindung im Chlorwasserstoffmolekül Die Bindungen im Wassermolekül Die Bindungen im Ammoniakmolekül Moleküle mit polaren Bindungen ohne Dipoleigenschaften Der räumliche Bau von Molekülen Regeln zur Ermittlung des Molekülbaus Molekülbeispiele mit vier Elektronenpaaren Übersicht über geometrische Formen in Molekülen Wechselwirkungen zwischen Stoffteilchen Van-der-Waals-Kräfte Van-der-Waals-Kräfte am Beispiel der Halogene Wasserstoffbrückenbindungen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen Lösungsvorgänge und Lösungsmittel Wasser als Lösungsmittel für Salze Unpolare Lösungsmittel Zusammenfassung und Fachausdrücke 76

5 Inhaltsverzeichnis 34 Massenanteil und Volumenanteil Die Stoffmengenkonzentration Das Aufspalten von Atombindungen Homolyse Der Reaktionsmechanismus der Chlorwasserstoffherstellung Zusammenfassung und Fachbegriffe Heterolyse Reaktion zwischen Chlorwasserstoff und Wasser Zusammenfassung und Fachbegriffe Protonenübergänge Grundlegendes zu Säuren und Basen Die Säure-Base-Reaktion Beispiele Ampholyte Wasser-Ampholytund Lösungsmittel Andere Ampholyte Die Stärke von Säuren und Basen Saure und alkalische Lösungen Der Neutralpunkt einer Lösung Der ph-wert Zusammenhänge zwischen der Oxoniumionenkonzentration c(h ) und der Hydroxidionenkonzentration c(0h") Indikatoren Die Neutralisationsreaktion Die Bedeutung der H und 0H"-Ionen Salzbildung durch Neutralisation Die Säure-Base-Titration Die Berechnungen zur Säure-Base-Titration Grundlegende Betrachtungen Aufgaben Lösungen Elektronenübergänge Die Bedeutungsentwicklung der Begriffe Oxidation und Reduktion Einige typische Redoxreaktionen Formaler Umgang mit Redoxvorgängen Grundsätzliches Oxidationszahlen Übungen zur Ermittlung von Oxidationszahlen Oxidationszahlen in sauerstoffhaltigen Salzen Die Erstellung von Redoxgleichungen Das Aufstellen von Redoxgleichungen" an Beispielen 105 Weiterführende Literatur 110 Stichwortverzeichnis 111