Kurzes Lehrbuch der anorganischen und allgemeinen Chemie

Neuauflage. Für das Schreiben des schwierigen Manuskriptes danken wir Frau Edith Güntzel-Lingner, für das Zeichnen der Abbildungen Fräulein Brigitte Weingärtner und Fräulein Magdalena Winkler. Stuttgart/Heidelberg/Osnabrück, im Oktober 1972 Jürgen Fenner, Jochen Jander, Harald Siegers Inhaltsverzeichnis 1. Das Atom . . . . . . . 1. 1. Geschichtliches . . . . 1 1. 2. Der Aufbau des Atoms 2 1. 2. 1. Der Atomkern 2 1. 2. 2. Die Elektronenhülle 4 1. 3. Fragen und Übungen 15 2. Das Periodensystem . . 16 2. 1. Ableitung . . . . . 16 2. 2. Periodische Änderung einiger Eigenschaften der Elemente 18 2. 2. 1. Die Ionisierungsenergie 18 2. 2. 2. Die Elektronegativität 18 2. 2. 3. Die Elektronenaffinität 20 2. 2. 4. Atom- und Ionenradien 22 2. 2. 5. Weitere, sich periodisch ändernde Eigenschaften der Elemente 24 2. 3. Fragen und Übungen 24 3. Die chemische Bindung . 26 3. 1. Die heteropolare Bindung oder Ionenbindung 26 3. 1. 1. Grundlagen . . . . . . . . . . . 26 3. 1. 2. Die Bildung eines Ionengitters . . . 27 3. 2. Die kovalente Bindung oder Atombindung 28 3. 2. 1. Grundlagen . . . . . . . . . . . 28 3. 2. 2. Näherungsverfahren zur quantitativen Berechnung der kovalenten Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3. 2. 3. (j- und n-Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3. 2. 4. Übergänge zwischen Atom- und Ionenbindung: Dipolmoment 36 3. 2. 5. Mehratomige Moleküle. . . . . . . . . . . . . . . . 37 3. 2. 6. Hybridisierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3. 2. 7. Mehrfachbindungen unter Einschluß von Hybridisierungen 41 3. 3. Die metallische Bindung . . . . . . . . . . . . . 43 3. 4. Fragen und Übungen . . . . . . . . . . . . . . 45 4. Physikalisch-chemische Untersuchungs-und Meßmethoden 46 4. 1. Absorptions- und Emissionsspektroskopie . . . . . 46 4. 1. 1. Rotationsschwingungsspektroskopie (Infrar- und Ramanspektroskopie). . . . . . . . . .

Inhalt

1. Das Atom.- 1.1. Geschichtliches.- 1.2. Der Aufbau des Atoms.- 1.2.1. Der Atomkern.- 1.2.2. Die Elektronenhülle.- 1.3. Fragen und Übungen.- 2. Das Periodensystem.- 2.1. Ableitung.- 2.2. Periodische Änderung einiger Eigenschaften der Elemente.- 2.2.1. Die Ionisierungsenergie.- 2.2.2. Die Elektronegativität.- 2.2.3. Die Elektronenaffinität.- 2.2.4. Atom- und Ionenradien.- 2.2.5. Weitere, sich periodisch ändernde Eigenschaften der Elemente.- 2.3. Fragen und Übungen.- 3. Die chemische Bindung.- 3.1. Die heteropolare Bindung oder Ionenbindung.- 3.1.1. Grundlagen.- 3.1.2. Die Bildung eines Ionengitters.- 3.2. Die kovalente Bindung oder Atombindung.- 3.2.1. Grundlagen.- 3.2.2. Näherungsverfahren zur quantitativen Berechnung der kovalenten Bindung.- 3.2.3. ?-und ?-Bindung.- 3.2.4. Übergänge zwischen Atom- und Ionenbindung: Dipolmoment.- 3.2.5. Mehratomige Moleküle.- 3.2.6. Hybridisierungen.- 3.2.7. Mehrfachbindungen unter Einschluß von Hybridisierungen.- 3.3. Die metallische Bindung.- 3.4. Fragen und Übungen.- 4. Physikalisch-chemische Untersuchungs- und Meßmethoden.- 4.1. Absorptions- und Emissionsspektroskopie.- 4.1.1. Rotationsschwingungsspektroskopie (Infrarot- und Ramanspektroskopie).- 4.1.2. Elektronenanregungsspektren im ultravioletten und sichtbaren Bereich, Photometrie.- 4.1.3. Atomabsorptionsspektroskopie (AAS).- 4.1.4. Röntgenspektren.- 4.2. Magnetische Messungen.- 4.3. Kernmagnetische Resonanz (NMR).- 4.4. Elektronen-paramagnetische Resonanz (Elektronenspinresonanz).- 4.5. Röntgenstrukturuntersuchungen.- 4.6. Massenspektrometrie.- 4.7. Fragen und Übungen.- 5. Die Erscheinungsformen der Materie.- 5.1. Die Aggregatzustände.- 5.2. Das Phasengesetz.- 5.3. Gase und Flüssigkeiten.- 5.3.1. Die Gasgesetze.- 5.3.2. Gasmischungen.- 5.3.3. Der Molenbruch.- 5.3.4. Flüssigkeiten.- 5.3.5. Dampfdruck und Zustandsdiagramm.- 5.4. Der Feststoff.- 5.4.1. Der kristalline Feststoff.- 5.4.2. Die hexagonal und die kubisch dichteste Kugelpackung.- 5.4.3. Gittertypen.- 5.4.4. Der amorphe Stoff.- 5.5. Fragen und Übungen.- 6. Thermodynamik und Kinetik chemischer Reaktionen.- 6.1. Thermodynamik.- 6.1.1. Enthalpie und innere Energie.- 6.1.2. Triebkraft einer Reaktion, Entropie, freie Enthalpie.- 6.1.3. Das chemische Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt.- 6.1.4. Anwendungsbeispiele für das Massenwirkungsgesetz und das Löslichkeitsprodukt.- 6.1.5. Fließgleichgewichte.- 6.2. Kinetik.- 6.2.1. Reaktionsgeschwindigkeit und Stoßtheorie.- 6.2.2. Reaktionsmechanismus, Molekularität und Reaktionsordnung.- 6.2.3. Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit und der Reaktionsordnung.- 6.2.4. Die Aktivierungsenergie.- 6.2.5. Die Katalyse.- 6.2.6. Kettenreaktionen.- 6.2.7. Photochemische Reaktionen.- 6.3. Fragen und Übungen.- 7. Lösungen.- 7.1. Der Lösungsvorgang.- 7.1.1. Auflösen von Zonenkristallen.- 7.1.2. Auflösen unpolarer Substanzen.- 7.1.3. Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit.- 7.1.4. Auflösen unter Reaktion.- 7.2. Konzentrationsbegriffe.- 7.3. Eigenschaften von Lösungen, insbesondere von wäßrigen Lösungen.- 7.3.1. Elektrische Leitfähigkeit.- 7.3.2. Diffusion und Osmose.- 7.3.3. Dampfdruckerniedrigung.- 7.3.4. Nernstscher Verteilungssatz.- 7.3.5. Die Chromatographie.- 7.4. Kolloiddisperse Systeme.- 7.4.1. Darstellung kolloider Systeme.- 7.4.2. Eigenschaften kolloider Systeme.- 7.5. Siede- und Schmelzdiagramme von binären Mischungen.- 7.5.1. Siedediagramme.- 7.5.2. Schmelzdiagramme.- 7.6. Wasserähnliche Lösemittel.- 7.7. Fragen und Übungen.- 8. Säuren und Basen.- 8.1. Säure-Base-Theorien.- 8.1.1. Lösemittel-Theorie der Säuren und Basen (Solvens-Theorie).- 8.1.2. Protonen-Theorie der Säuren und Basen.- 8.1.3. Elektronen-Theorie der Säuren und Basen.- 8.2. Die Eigendissoziation des Wassers; der pH-Wert.- 8.3. Säuren- und Basenstärke.- 8.3.1. Der pKs- und der pKb-Wert.- 8.3.2. Zusammenhänge zwischen den pKs- und pKb-Werten konjugierter Säuren und Basen.- 8.4. Gleichgewichtsreaktionen zwischen Säuren und Basen.- 8.5. Protolysevorgänge beim Lösen von Salzen schwacher Säuren oder Basen.- 8.6. pH-Abhängigkeit von Säure-Base-Gleichgewichten.- 8.6.1. Pufferungskurven.- 8.6.2. Puffergemische.- 8.7. Beispiele für pH-Berechnungen wäßriger Säure-und Base-Lösungen.- 8.7.1. Lösungen starker Säuren oder Basen.- 8.7.2. Lösungen schwacher Säuren oder Basen.- 8.7.3. Lösungen von Ampholyten.- 8.7.4. Pufferlösungen.- 8.8. Fragen und Übungen.- 9. Elektrochemie.- 9.1. Reduktion und Oxidation.- 9.2. Oxidationszahl.- 9.2.1. Definition.- 9.2.2. Beispiele.- 9.3. Redoxgleichungen.- 9.4. Elektrochemische Spannungsreihe und Nernstsche Gleichung.- 9.5. Beispiele für Voraussagen von Redoxvorgängen.- 9.5.1. Reaktion zwischen Cl2 und Sn2+ im Standardzustand.- 9.5.2. Lösen von Metallen in Säuren.- 9.5.3. pH-Abhängigkeit der Oxidations-(Reduktions-)Wirkung bestimmter Redoxpaare.- 9.6. Galvanische Elemente als Stromquellen.- 9.6.1. Die Taschenlampenbatterie.- 9.6.2. Der Bleiakkumulator.- 9.6.3. Brennstoffelemente.- 9.7. Elektrochemische Korrosion.- 9.8. Elektrolysen.- 9.8.1. Grundlagen, Zersetzungsspannung, Überspannung.- 9.8.2. Quantitative Beziehungen bei Elektrolysen.- 9.8.3. Anwendung elektrolytischer Vorgänge.- 9.9. Elektrochemische Analysenverfahren.- 9.9.1. Potentiometrie.- 9.9.2. Polarographie.- 9.10. Fragen und Übungen.- 10. Der Wasserstoff.- 10.1. Vorkommen.- 10.2. Darstellung.- 10.3. Eigenschaften.- 10.4. Verwendung.- 10.5. Verbindungen.- 10.6. Fragen und Übungen.- 11. Die Edelgase.- 11.1. Vorkommen.- 11.2. Darstellung.- 11.3. Eigenschaften.- 11.4. Verwendung.- 11.5. Verbindungen.- 11.6. Fragen und Übungen.- 12. Die Elemente der ersten Hauptgruppe Die Alkalimetalle.- 12.1. Vorkommen.- 12.2. Darstellung.- 12.3. Eigenschaften.- 12.4. Verwendung.- 12.5. Verbindungen.- 12.6. Fragen und Übungen.- 13. Die Elemente der zweiten Hauptgruppe Die Erdalkalimetalle.- 13.1. Vorkommen.- 13.2. Darstellung.- 13.3. Eigenschaften und Verbindungen.- 13.4. Verwendung.- 13.5. Fragen und Übungen.- 14. Die Elemente der dritten Hauptgruppe.- 14.1. Vorkommen.- 14.2. Darstellung.- 14.3. Eigenschaften.- 14.4. Verwendung.- 14.5. Verbind…