Chemie, 10 Auflage

Mortimer/Müller - Chemie (2010 - 10. Auflage)\r......Page 1
Auf einen Blick......Page 5
ISBN: 9783134843101......Page 7
Vorwort zur 10. Auflage......Page 8
Danksagung......Page 9
Hinweise zur Benutzung......Page 10
Inhalt......Page 12
1 - Einleitung......Page 22
1.1 Historische Entwicklung der Chemie......Page 23
1.2 Elemente, Verbindungen, Gemische......Page 27
1.3 Stofftrennung......Page 29
1.4 Maßeinheiten......Page 32
1.5 Genauigkeit und signifikante Stellen......Page 33
Übungsaufgaben......Page 35
2 - Einführung in die Atomtheorie......Page 36
2.1 Die Dalton-Atomtheorie......Page 37
2.2 Das Elektron......Page 38
2.3 Das Proton......Page 39
Das Rutherford-Atommodell......Page 40
2.6 Atomsymbole......Page 41
2.7 Isotope......Page 42
2.8 Atommassen......Page 43
Übungsaufgaben......Page 45
3.1 Moleküle und Ionen......Page 46
Ionen......Page 47
3.2 Empirische Formeln......Page 48
3.3 Das Mol......Page 49
3.4 Prozentuale Zusammensetzung von Verbindungen......Page 50
3.5 Ermittlung chemischer Formeln......Page 52
Übungsaufgaben......Page 54
4.1 Chemische Reaktionsgleichungen......Page 56
Umrechnung auf umgesetzte Massen......Page 58
4.2 Begrenzende Reaktanden......Page 59
4.3 Ausbeute bei chemischen Reaktionen......Page 60
4.4 Konzentration von Lösungen......Page 61
Übungsaufgaben......Page 63
5 - Energieumsatz bei chemischen Reaktionen......Page 66
5.1 Energiemaße......Page 67
5.3 Kalorimetrie......Page 68
5.4 Reaktionsenergie und Reaktionsenthalpie......Page 69
5.5 Der Satz von Hess......Page 72
5.6 Bildungsenthalpien......Page 73
5.7 Bindungsenergien......Page 75
Übungsaufgaben......Page 78
6 - Die Elektronenstruktur der Atome......Page 80
6.1 Elektromagnetische Strahlung......Page 81
6.2 Atomspektren......Page 83
Das Bohr-Atommodell......Page 84
6.3 Ordnungszahl und das Periodensystem der Elemente......Page 86
Das Moseley-Gesetz......Page 87
Einteilung des Periodensystems......Page 88
Die De-Broglie-Beziehung......Page 90
Die Heisenberg-Unschärferelation......Page 91
Das Elektron im Kasten......Page 92
6.5 Quantenzahlen......Page 94
6.6 Orbitalbesetzung und die Hund-Regel......Page 99
6.7 Die Elektronenstruktur der Elemente......Page 102
6.8 Halb- und vollbesetzte Unterschalen......Page 104
6.9 Einteilung der Elemente......Page 107
Übungsaufgaben......Page 108
7 - Eigenschaften der Atome und die Ionenbindung......Page 110
7.1 Atomgröße......Page 111
7.2 Ionisierungsenergien......Page 114
7.3 Elektronenaffinitäten......Page 116
7.4 Die Ionenbindung......Page 117
7.5 Gitterenergie......Page 119
7.6 Arten von Ionen......Page 121
7.7 Ionenradien......Page 123
7.8 Nomenklatur von Ionenverbindungen......Page 124
Übungsaufgaben......Page 126
8 - Die kovalente Bindung......Page 128
8.1 Konzept der kovalenten Bindung......Page 129
8.2 Übergänge zwischen Ionenbindung und kovalenter Bindung......Page 130
8.3 Elektronegativität......Page 133
8.4 Formalladungen......Page 135
8.5 Mesomerie (Resonanz)......Page 137
8.6 Nomenklatur von binären Molekülverbindungen......Page 139
Übungsaufgaben......Page 140
9 - Molekülstruktur, Molekülorbitale......Page 142
9.1 Ausnahmen zur Oktettregel......Page 143
9.2 Elektronenpaar-Abstoßung und Molekülstruktur......Page 144
9.3 Hybridorbitale......Page 148
9.4 Molekülorbitale......Page 151
9.5 Molekülorbitale in mehratomigen Molekülen......Page 155
9.6 Delokalisierte Bindungen......Page 156
9.7 Stark polare kovalente Bindungen......Page 161
9.8 Hypervalente Atome......Page 162
9.9 Die metallische Bindung......Page 163
9.10 Halbleiter......Page 166
Übungsaufgaben......Page 167
10 - Gase......Page 170
10.1 Druck......Page 171
10.2 Das Avogadro-Gesetz......Page 172
10.3 Das ideale Gasgesetz......Page 173
10.4 Stöchiometrie und Gasvolumina......Page 176
10.5 Die kinetische Gastheorie......Page 177
Herleitung des idealen Gasgesetzes mit der kinetischen Gastheorie......Page 178
10.6 Das Dalton-Gesetz der Partialdrücke......Page 179
10.7 Molekülgeschwindigkeiten in Gasen......Page 181
10.8 Das Graham-Effusionsgesetz......Page 182
10.9 Reale Gase......Page 183
10.10 Verflüssigung von Gasen......Page 185
Übungsaufgaben......Page 187
11 - Flüssigkeiten......Page 190
11.1 Intermolekulare Anziehungskräfte......Page 191
11.2 Wasserstoff-Brücken......Page 193
11.3 Der flüssige Zustand......Page 195
11.4 Verdampfung......Page 196
11.5 Dampfdruck......Page 197
11.6 Siedepunkt......Page 198
11.8 Gefrierpunkt......Page 199
11.9 Dampfdruck von Festkörpern......Page 200
11.10 Phasendiagramme......Page 201
Übungsaufgaben......Page 203
12 - Feststoffe......Page 204
12.1 Arten von kristallinen Feststoffen......Page 205
12.2 Kristallstruktur und Symmetrie......Page 209
12.3 Kristallstrukturen von Metallen......Page 211
12.4 Ionenkristalle......Page 213
12.5 Defektstrukturen......Page 216
12.6 Flüssigkristalle......Page 217
12.7 Nanostrukturen......Page 218
Übungsaufgaben......Page 220
13 - Strukturaufklärung......Page 222
13.1 Röntgenbeugung......Page 223
13.2 Kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie......Page 227
Übungsaufgaben......Page 231
14 - Lösungen......Page 232
14.1 Allgemeine Betrachtungen......Page 233
14.2 Der Auflösungsprozess......Page 234
14.3 Hydratisierte Ionen......Page 235
14.4 Lösungsenthalpie......Page 236
14.5 Abhängigkeit der Löslichkeit von Druck und Temperatur......Page 238
14.6 Konzentration von Lösungen......Page 239
14.7 Dampfdruck von Lösungen......Page 242
14.8 Gefrierpunkt und Siedepunkt von Lösungen......Page 244
14.9 Osmose......Page 246
14.10 Destillation......Page 248
14.11 Elektrolyt-Lösungen......Page 250
14.12 Interionische Wechselwirkungen in Lösungen......Page 251
14.13 Kolloide Lösungen und Gele......Page 252
14.14 Tenside und Mizellen......Page 253
14.15 Ionische Flüssigkeiten......Page 254
Übungsaufgaben......Page 255
15 - Reaktionen in wässriger Lösung......Page 258
15.1 Metathese-Reaktionen......Page 259
15.2 Oxidationszahlen......Page 262
15.3 Reduktions-Oxidations-Reaktionen......Page 263
15.4 Arrhenius-Säuren und -Basen......Page 267
15.5 Saure und basische Oxide......Page 269
15.6 Nomenklatur von Säuren, Hydroxiden und Salzen......Page 270
15.7 Volumetrische Analyse......Page 272
15.8 Äquivalentmasse und Äquivalentkonzentration......Page 274
Übungsaufgaben......Page 276
16 - Reaktionskinetik......Page 278
16.1 Reaktionsgeschwindigkeit......Page 279
16.2 Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit......Page 280
Reaktionen erster Ordnung......Page 282
Reaktionen zweiter Ordnung......Page 283
Reaktionen nullter Ordnung......Page 284
Kollisionstheorie......Page 286
Theorie des Übergangszustands......Page 287
16.5 Geschwindigkeitsgesetze für einstufige Reaktionen......Page 289
16.6 Reaktionsmechanismen......Page 290
16.7 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit......Page 293
16.8 Katalyse......Page 294
Übungsaufgaben......Page 297
17 - Das chemische Gleichgewicht......Page 300
17.1 Reversible Reaktionen und chemisches Gleichgewicht......Page 301
17.2 Die Gleichgewichtskonstante Kc......Page 302
17.3 Die Gleichgewichtskonstante Kp......Page 306
17.4 Das Prinzip des kleinsten Zwanges......Page 307
Übungsaufgaben......Page 310
18 - Säuren und Basen......Page 312
18.2 Das Brønsted-Lowry-Konzept......Page 313
18.3 Die Stärke von Brønsted-Säuren und -Basen......Page 314
Säuren, in denen Wasserstoff-Atome nicht an Sauerstoff-Atome gebunden sind......Page 316
Oxosäuren......Page 317
18.5 Das Lewis-Konzept......Page 318
18.6 Lösungsmittelbezogene Säuren und Basen......Page 321
Übungsaufgaben......Page 322
19 - Säure-Base-Gleichgewichte......Page 324
19.1 Das Ionenprodukt des Wassers. pH-Wert......Page 325
19.2 Schwache Elektrolyte......Page 327
19.3 Indikatoren......Page 332
19.4 Pufferlösungen......Page 333
19.5 Mehrprotonige Säuren......Page 337
19.6 Salze schwacher Säuren und Basen......Page 340
Titration einer starken Säure mit einer starken Base......Page 342
Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base......Page 343
19.8 Erweiterung des Säure-Base-Konzepts auf Festkörper......Page 345
Übungsaufgaben......Page 346
20 - Löslichkeitsprodukt und Komplex-Gleichgewichte......Page 350
20.1 Das Löslichkeitsprodukt......Page 351
20.2 Fällungsreaktionen......Page 353
20.3 Fällung von Sulfiden......Page 356
20.4 Komplex-Gleichgewichte......Page 357
Übungsaufgaben......Page 360
21 - Grundlagen der chemischen Thermodynamik......Page 362
21.1 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik......Page 363
21.2 Enthalpie......Page 364
21.3 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik......Page 366
21.4 Die freie Enthalpie......Page 368
21.6 Absolute Entropien......Page 370
21.7 Gleichgewicht und freie Reaktionsenthalpie......Page 372
21.8 Temperaturabhängigkeit von Gleichgewichtskonstanten......Page 374
Übungsaufgaben......Page 376
22 - Elektrochemie......Page 378
22.1 Elektrischer Strom......Page 379
22.2 Elektrolytische Leitung......Page 380
22.3 Elektrolyse......Page 381
22.4 Stöchiometrische Gesetze bei der Elektrolyse......Page 382
22.5 Galvanische Zellen......Page 385
22.6 Die elektromotorische Kraft......Page 386
22.7 Elektrodenpotenziale......Page 387
22.8 Freie Reaktionsenthalpie und elektromotorische Kraft......Page 392
22.9 Konzentrationsabhängigkeit des Potenzials......Page 394
22.11 Elektrodenpotenziale und Elektrolyse......Page 398
22.12 Korrosion und Korrosionsschutz......Page 399
22.13 Elektrochemische Herstellung von nanostrukturierten Materialien......Page 401
22.14 Galvanische Zellen für den praktischen Gebrauch......Page 402
22.15 Brennstoffzellen......Page 404
Übungsaufgaben......Page 405
23 - Wasserstoff......Page 408
Technische Herstellungsverfahren......Page 409
Laboratoriumsmethoden......Page 410
23.3 Chemische Eigenschaften des Wasserstoffs......Page 411
Übungsaufgaben......Page 413
24 - Halogene......Page 414
24.1 Eigenschaften der Halogene......Page 415
24.2 Vorkommen und Herstellung der Halogene......Page 416
24.3 Interhalogen-Verbindungen......Page 419
24.4 Halogenwasserstoffe......Page 420
24.5 Halogenide......Page 422
24.6 Oxosäuren der Halogene......Page 423
Hypohalogenige (oder Unterhalogenige) Säuren und Hypohalogenite......Page 425
Chlorige Säure und Chlorite......Page 426
Perhalogensäuren und Perhalogenate......Page 427
24.7 Verwendung der Halogene......Page 428
Übungsaufgaben......Page 429
25.1 Vorkommen und Gewinnung der Edelgase......Page 430
25.2 Eigenschaften der Edelgase......Page 431
25.3 Verwendung der Edelgase......Page 432
26 - Die Elemente der 6. Hauptgruppe (Gruppe 16)......Page 434
26.1 Allgemeine Eigenschaften der Chalkogene......Page 435
26.2 Vorkommen und Gewinnung von Sauerstoff......Page 436
26.3 Reaktionen des Sauerstoffs......Page 437
26.5 Ozon......Page 440
26.6 Schwefel, Selen und Tellur......Page 441
26.7 Vorkommen und Gewinnung von Schwefel, Selen und Tellur......Page 442
26.8 Wasserstoff-Verbindungen von Schwefel, Selen und Tellur......Page 443
26.9 Schwefel-, Selen- und Tellurverbindungen in der Oxidationsstufe +IV......Page 445
26.10 Schwefel-, Selen- und Tellurverbindungen in der Oxidationsstufe +VI......Page 446
26.11 Verwendung von Schwefel, Selen und Tellur......Page 449
Übungsaufgaben......Page 450
27 - Die Elemente der 5. Hauptgruppe (Gruppe 15)......Page 452
27.1 Allgemeine Eigenschaften......Page 453
27.2 Die Elementstrukturen von Phosphor, Arsen, Antimon und Bismut......Page 455
27.3 Der Stickstoffzyklus......Page 456
27.4 Vorkommen und Herstellung der Elemente der 5. Hauptgruppe......Page 457
27.5 Nitride und Phosphide......Page 458
27.6 Wasserstoff-Verbindungen......Page 459
27.7 Halogen-Verbindungen......Page 461
27.8 Oxide und Oxosäuren des Stickstoffs......Page 462
27.9 Luftverschmutzung......Page 466
27.10 Oxide und Oxosäuren des Phosphors......Page 470
27.12 Verwendung der Elemente der 5. Hauptgruppe......Page 473
Übungsaufgaben......Page 475
28 - Kohlenstoff, Silicium und Bor......Page 476
28.1 Allgemeine Eigenschaften der Elemente der 4. Hauptgruppe......Page 477
28.2 Die Strukturen der Elemente der 4. Hauptgruppe......Page 479
28.3 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung von Kohlenstoff und Silicium......Page 482
28.4 Carbide, Silicide und Silane......Page 484
28.5 Oxide und Oxosäuren des Kohlenstoffs......Page 486
28.6 Siliciumdioxid und Silicate......Page 487
28.7 Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen des Kohlenstoffs......Page 490
28.8 Allgemeine Eigenschaften der Elemente der 3. Hauptgruppe (Gruppe 13)......Page 491
28.9 Elementares Bor......Page 492
28.10 Bor-Verbindungen......Page 493
28.11 Borane (Borhydride)......Page 495
Übungsaufgaben......Page 496
29 - Metalle......Page 498
29.1 Physikalische Eigenschaften von Metallen......Page 499
29.2 Vorkommen von Metallen......Page 501
29.3 Metallurgie: Aufbereitung von Erzen......Page 503
29.4 Metallurgie: Reduktion......Page 505
29.5 Metallurgie: Raffination......Page 510
29.6 Die Alkalimetalle......Page 512
29.7 Die Erdalkalimetalle......Page 515
29.8 Die Metalle der 3. Hauptgruppe......Page 519
29.9 Die Metalle der 4. Hauptgruppe......Page 522
29.10 Die Übergangsmetalle......Page 524
29.11 Die Lanthanoide......Page 530
Übungsaufgaben......Page 532
30 - Komplex-Verbindungen......Page 534
30.1 Struktur von Komplex-Verbindungen......Page 535
30.2 Stabilität von Komplexen......Page 539
30.3 Nomenklatur von Komplexen......Page 540
30.4 Isomerie......Page 541
30.5 Die Bindungsverhältnisse in Komplexen......Page 544
Übungsaufgaben......Page 552
31 - Organische Chemie Teil I: Kohlenwasserstoffe......Page 554
31.1 Alkane......Page 555
Konformation der Alkane und Cycloalkane......Page 558
Gewinnung von Alkanen und Cycloalkanen......Page 560
31.2 Alkene......Page 561
31.4 Arene......Page 563
31.5 Reaktionen der Kohlenwasserstoffe. Radikalische Substitution. Addition......Page 565
31.6 Cycloaddition und die Bedeutung der Orbitalsymmetrie für chemische Reaktionen......Page 568
31.7 Reaktionen von Arenen. Elektrophile Substitution......Page 569
Übungsaufgaben......Page 572
32 - Organische Chemie Teil II: Funktionelle Gruppen......Page 574
32.1 Halogenalkane. Nucleophile Substitution. Eliminierungsreaktionen......Page 576
32.2 Metallorganische Verbindungen......Page 578
32.3 Alkohole, Phenole und Thiole......Page 580
32.4 Ether......Page 583
32.5 Carbonyl-Verbindungen......Page 585
32.6 Carbonsäuren und ihre Derivate......Page 589
32.7 Amine und Carbonsäureamide......Page 597
32.8 Aminosäuren und Peptide......Page 600
32.9 Azo- und Diazo-Verbindungen......Page 601
32.10 Heterocyclische Verbindungen......Page 602
Übungsaufgaben......Page 604
33 - Stereochemie, Polymerchemie und supramolekulare Chemie......Page 606
33.1 Stereochemie organischer Verbindungen......Page 607
Prochiralität......Page 610
33.2 Racemat-Trennung und Synthese chiralerMoleküle......Page 611
33.3 Polymerchemie......Page 613
33.4 Supramolekulare Chemie......Page 620
Übungsaufgaben......Page 622
34 - Naturstoffe und Biochemie......Page 624
34.1 Terpene......Page 626
34.2 Kohlenhydrate......Page 628
34.3 Fette, Öle und Wachse......Page 632
34.4 Botenstoffe, Hormone und Vitamine......Page 634
34.5 Natürliche Farbstoffe......Page 637
34.6 Proteine......Page 640
34.7 Nucleinsäuren......Page 644
34.8 Proteinsynthese......Page 647
34.9 Gentechnik......Page 649
34.10 Enzyme und Coenzyme......Page 653
34.11 Schlussbemerkung: Biochemie und Chemie......Page 657
Übungsaufgaben......Page 658
35 - Kernchemie......Page 660
35.1 Der Atomkern......Page 661
35.2 Kernreaktionen......Page 663
alpha-Zerfall......Page 664
beta-Zerfall (Elektronen-Emission)......Page 665
35.4 Messung der Radioaktivität......Page 666
35.5 Die radioaktive Zerfallsgeschwindigkeit......Page 668
Aktivität......Page 669
Altersbestimmung mit 14C......Page 670
35.6 Biologische Effekte der Radioaktivität......Page 671
35.7 Radioaktive Zerfallsreihen......Page 673
Geologische Altersbestimmung......Page 674
35.8 Künstliche Kernumwandlungen......Page 675
Teilchen-Beschleuniger......Page 676
Künstliche Nuclide. Transurane......Page 677
Kernbindungsenergie......Page 678
Kernspaltung......Page 679
Kernreaktoren......Page 680
35.10 Kernfusion......Page 682
35.11 Verwendung von radioaktiven Nucliden......Page 684
Übungsaufgaben......Page 687
36 - Umgang mit gefährlichen Stoffen......Page 690
36.1 Einteilung und Kennzeichnung der Gefahrstoffe......Page 691
36.2 Europäisches Gefahrstoffrecht......Page 696
36.3 Giftstoffe, Toxikologie......Page 702
Übungsaufgaben......Page 707
Naturkonstanten......Page 2
Gebräuchliche Nicht-SG-Einheiten und ältere Maßeinheiten......Page 3
Anhang......Page 708
Anhang A: Normalpotenziale bei 25°C......Page 709
B.1 Dissoziationskonstanten......Page 710
B.3 Komplexzerfallskonstanten......Page 711
Anhang C: Thermodynamische Daten bei 25°C......Page 712
Anhang D: Mittlere Bindungsenergien......Page 713
2 Einführung in die Atomtheorie......Page 714
4 Stöchiometrie, Teil II: Chemische Reaktionsgleichungen......Page 715
6 Die Elektronenstruktur der Atome......Page 716
8 Die kovalente Bindung......Page 717
9 Molekülstruktur. Molekülorbitale......Page 719
10 Gase......Page 720
12 Feststoffe......Page 721
13 Strukturbestimmung......Page 722
14 Lösungen......Page 723
15 Reaktionen in wässriger Lösung......Page 724
17 Das chemische Gleichgewicht......Page 725
18 Säuren und Basen......Page 726
20 Löslichkeitsprodukt und Komplex-Gleichgewichte......Page 727
22 Elektrochemie......Page 728
26 Die Elemente der sechsten Hauptgruppe......Page 730
27 Die Elemente der fünften Hauptgruppe......Page 731
28 Kohlenstoff, Silicium und Bor......Page 732
29 Metalle......Page 733
30 Komplexverbindungen......Page 735
31 Organische Chemie Teil I: Kohlenwasserstoffe......Page 736
32 Organische Chemie Teil II: Funktionelle Gruppen......Page 737
33 Stereochemie, Polymerchemie und supramolekulare Chemie......Page 739
34 Naturstoffe und Biochemie......Page 740
36 Umgang mit gefährlichen Stoffen......Page 741
A......Page 742
B......Page 744
C......Page 745
D......Page 746
E......Page 747
G......Page 749
H......Page 750
I......Page 752
K......Page 753
M......Page 755
N......Page 757
P......Page 758
R......Page 760
S......Page 761
T......Page 763
V......Page 764
Z......Page 765
A......Page 766
B......Page 769
C......Page 771
D......Page 772
E......Page 774
F......Page 776
G......Page 777
H......Page 779
I......Page 780
K......Page 781
L......Page 783
M......Page 784
N......Page 787
O......Page 788
P......Page 789
R......Page 791
S......Page 792
T......Page 795
U......Page 797
W......Page 798
Z......Page 799