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Das Standardwerk zur modernen anorganischen Chemie für Studierende in Masterstudiengängen der Chemie vereint fundiertes Wissen der Teilgebiete der anorganischen Chemie: Molekülchemie, Festkörperchemie, Komplex- und Koordinationschemie, Organometallchemie und bioanorganische Chemie. Dieses Lehrbuch wurde vollständig überarbeitet. Neben aktuellen Forschungsergebnissen wurden neue, verbesserte Abbildungen und Literaturangaben ergänzt. Das Buch bietet zahlreiche Übungsaufgaben mit Lösungen, die online zugänglich sind.

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Anorganische Molekülchemie / Dietrich Gudat / 1.1 Methodische Grundlagen 2 / 1.1.1 Arbeitstechniken 2 / 1.1.2 Charakterisierungsmethoden 5 / 1.1.3 Grundlagen quantenchemischer Methoden 9 / 1.2 Grundlegende Aspekte von Struktur und Reaktivität 16 / 1.2.1 Elementare Trends - Die Sonderstellung der Elemente der 2. Periode 16 / 1.2.2 Geometrische Struktur von Molekülen 20 / 1.2.3 Intermolekulare Wechselwirkungen und Reaktivität 21 / 1.2.4 Mehrzentrenbindungen 26 / 1.2.5 Reaktionsmechanismen 35 / 1.2.6 Kinetische Stabilisierung 37 / 1.3 Molekülgerüste: Ketten, Ringe, Polycyclen, Käfige 42 / 1.3.1 Molekulare Silikate und Silikatanaloga 43 / 1.3.2 Element-Modifikationen: Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel 51 / 1.3.3 Aktivierung von Element-Element-Bindungen und Gerüstumwandlungen 64 / 1.3.4 Gerüststrukturen aus Gruppe-14 Elementen: Oligo- und Polysilane 73 / 1.4 Subvalente Verbindungen 80 / 1.4.1 Carbenanaloga 81 / 1.4.2 Borylene 97 / 1.4.3 Radikale 100 / 1.5 Mehrfachbindungssysteme 105 / 1.5.1 Klassische und Nichtklassische isolierte Doppelbindungen 105 / 1.5.2 Dreifachbindungen 109 / 1.5.3 Konjugierte und aromatische jr-Systeme 112 / 1.6 Elektronenreiche Verbindungen 117 / 1.6.1 Edelgasverbindungen 118 / 1.6.2 Ylide 124 / 1.7 Clusterverbindungen mit Elektronenmangel 131 / 1.7.1 Deltaedrische Polyborane 131 / 1.7.2 Heteroborane 138 / 1.8 Moderne Aspekte von Säure-Base- und Wasserstoffchemie 141 / 1.8.1 Supersäuren 141 / 1.8.2 Lewissäure/base-Komplexe 151 / 1.8.3 Frustrierte Lewis-Paare und H2-Aktivierung 160 // 2 Festkörperchemie / H.-Jürgen Meyer / Einleitung 171 / 2.1 Festkörperreaktionen 173 / 2.1.1 Reaktionsbehälter 174 / 2.1.2 Fest-Fest-Reaktionen 175 / 2.1.3 Reaktionen in Schmelzen 177 / 2.1.4 Chemische Transportreaktionen 179 / 2.1.5 Reaktionen bei "tiefen" Temperaturen 182 / 2.1.6 Modifizierung von Feststoffen 184 / 2.1.7 Reaktionen bei hohen Drücken 186 / 2.2 Kristallstrukturen 191 / 2.2.1 Dichteste Packungen von Atomen 191 / 2.2.2 Lückenbesetzungen in dichtest gepackten Strukturen 193 / 2.2.3 Beschreibung wichtiger Strukturtypen 194 / 2.2.4 Vorhersagen von Kristallstrukturen 201 / 2.3 Nanochemie 202 / 2.3.1 Der Schmelzpunkt von Nanoteilchen 203 / 2.3.2 Die elektrische Leitfähigkeit von Nanoteilchen 204 / 2.3.3 Der Magnetismus von Nanoteilchen 205 / 2.3.4 Die optischen Eigenschaften von Nanoteilchen 206 / 2.3.5 Oberflächenchemie und Katalyse 206 / 2.3.6 Synthesen von Nanoteilchen 207 / 2.3.7 Gesundheitliche Risiken von Nanoteilchen 208 / 2.4 Kristalldefekte 208 / 2.4.1 Rotationen 209 / 2.4.2 Versetzungen 209 / 2.4.3 Punktdefekte nach Schottky und Frenkel 210 / 2.4.4 Farbzentren 210 / 2.4.5 Platztausch von Atomen (Ordnungs-Unordnungs-Vorgänge) 211 / 2.4.6 Fehlordnung über Leerstellen 213 / 2.4.7 Nicht stöchiometrische Phasen 215 / 2.4.8 Dotierung und feste Lösungen 215 / 2.4.9 Scherstrukturen 217 / 2.5 Elektrochemische Zellen 219 / 2.5.1 Messung von Sauerstoff-Partialdrücken 219 / 2.5.2 Brennstoffzellen 220 / 2.5.3 Batterien 220 / 2.5.4 Wiederaufladbare Lithiumbatterien 222 / 2.5.5 Die Nickel-Metallhydrid-Batterie 225 / 2.6 Elektronische Strukturen fester Stoffe 226 / 2.6.1 Die lineare Anordnung von Wasserstoffatomen 227 / 2.6.2 Die Peierls-Verzerrung einer linearen Anordnung von H-Atomen 230 / 2.6.3 Bandstrukturen in drei Dimensionen - Brillouin-Zonen 232 / 2.6.4 Beispiele für Bandstrukturen 233 / 2.6.5 Metall-Metall-Bindungen 241 / 2.6.6 Peierls-Verzerrung und Ladungsdichtewelle (CDW) 242 / 2.7 Magnetische Eigenschaften von Feststoffen 243 / 2.7.1 Diamagnetismus 245 / 2.7.2 Paramagnetismus 245 / 2.7.3 Kooperative Eigenschaften 250 / 2.7.4 Ferromagnetische Ordnung 251 / 2.7.5 Magnetische Kopplungsmechanismen 252 / 2.7.6 Antiferromagnetische Ordnung 253 / 2.7.7 Paramagnetismus der Leitungselektronen (Pauli-Paramagnetismus) 253 / 2.8 Der metallische Zustand 254 / 2.8.1 Metalle 254 / 2.8.2 Intermetallische Systeme 256 / 2.8.3 Legierungen 257 / 2.8.4 Intermetallische Verbindungen mit Formgedächtnis 257 / 2.8.5 Hume-Rothery-Phasen 258 / 2.8.6 Laves-Phasen 260 / 2.8.7 Zintl-Phasen 261 / 2.9 Verbindungen der Metalle 268 / 2.9.1 Metallhydride 268 / 2.9.2 Metallboride 276 / 2.9.3 Metallcarbide 282 / 2.9.4 Metallnitride 290 / 2.9.5 Metalloxide 296 / 2.9.6 Metallsulfide 335 / 2.9.7 Metallfluoride 347 / 2.9.8 Metallchloride, -bromide und -iodide 354 / 2.9.9 Halogenide der Seltenerdmetalle 370 / 2.10 Keramische Materialien 377 / 2.10.1 Herstellung von Hochleistungskeramiken 377 / 2.10.2 Cermets und Komposite 378 / 2.10.3 Einteilung keramischer Materialien 379 // 3 Komplex-/Koordinationschemie / Christoph Janiak / 3.1 Einleitung 393 / 3.2 Geschichte 394 / 3.3 Nomenklatur von Komplexverbindungen 396 / 3.4 Ligandenklassen 400 / 3.5 Oxidationszahl und Valenzelektronenzahl des Metallatoms in Komplexverbindungen 404 / 3.6 Gesamtelektronenzahl in Komplexen 405 / 3.7 Koordinationszahl und -polyeder von Komplexverbindungen 407 / 3.8 Isomerie bei Komplexverbindungen 415 / 3.9 Die Bindung in Komplexen und ihre Effekte 422 / 3.9.1 Valenzbindungstheorie (VB-Theorie) 422 / 3.9.2 Kristallfeldtheorie (CF-Theorie) 424 / 3.9.3 Stereochemische und thermodynamische Effekte der Kristallfeldaufspaltung 432 / 3.9.4 Kristallfeldaufspaltung - UV/Vis-Spektroskopie 438 / 3.9.5 Kristallfeldtheorie - Defizite des Modells 441 / 3.9.6 Kristallfeldtheorie - Mehrelektronennäherung 442 / 3.9.7 Ligandenfeldtheorie 457 / 3.9.8 Molekülorbitaltheorie (MO-Theorie) 465 / 3.10 Stabilität von Metallkomplexen 475 / 3.10.1 Thermodynamische und kinetische Stabilität 475 / 3.10.2 Stabilitätskonstanten und Komplexbildungsgleichgewichte 477 / 3.10.3 Stabilitätstrends 481 / 3.10.4 Der Chelateffekt - Grundlagen 486 / 3.10.5 Der Chelateffekt - Anwendungen 490 / 3.11 Reaktivität von Metallkomplexen, Kinetik und Mechanismen 500 / 3.11.1 Substitutionsreaktionen 500 / 3.11.2 Redoxreaktionen - Elektronentransfer zwischen Komplexen 509 / 3.11.3 Ligandenreaktionen in der Koordinationssphäre von Metallatomen 520 / 3.12 Disauerstoff-MetaUkompIexe 524 / 3.13 Distickstoff-Metallkomplexe 534 / 3.14 Cyano-Metallkomplexe 540 / 3.15 Metall-Metall-Bindungen und Metallcluster 546 / 3.16 Medizinische Anwendungen von Metallkomplexen 553 / 3.17 Koordinationspolymere, MOFs 557 / 3.18 Lumineszenz bei Metallkomplexen 564 / 3.19 Methoden zur Untersuchung von Metallkomplexen 570 / 3.20 Anhang 579 / 3.20.1 Molkülsymmetrie und Gruppentheorie 579 / 3.20.2 Systematische Ermittlung von Russel-Saunders-Termen 585 // 4 Organometallchemie / Christoph Janiak / 4.1 Einleitung und Metall-Kohlenstoff-Bindung 591 / 4.2 Hauptgruppenmetall- und -elementorganyle 595 / 4.2.1 Alkalimetallorganyle 595 / 4.2.2 Erdalkalimetallorganyle 600 / 4.2.3 Organlye der 13. Gruppe: B, AI 602 / 4.2.4 Organyle der 14. Gruppe: Si, Sn und Pb 609 / 4.2.5 Elementorganyle 15. Gruppe: Phosphor 621 / 4.2.6 Fluktuierende Hauptgruppenmetalloranyle 629 / 4.2.7 Hauptgruppenmetall-jr-Komplexe 631 / 4.2.8 Subvalente Hauptgruppen-a-Organyle und Element-Element-Bindungen 638 / 4.2.9 Kation-Aren-jr-Wechselwirkungen 643 / 4.3 Übergangsmetallorganyle 645 / 4.3.1 Carbonylkomplexe 645 / 4.3.2 Carben-(Alkyliden-)Komplexe 684 / 4.3.3 Carbin-(Alkylidin-)Komplexe 695 / 4.3.4 Übergangsmetall-jr-Komplexe 698 / 4.3.5 Agostische Wechselwirkungen 722 / 4.3.6 Elementarreaktionen mit Metallorganylen 724 / 4.3.7 Metallorganische Verbindungen der Lanthanoide 733 / 4.4 Katalyse 735 / 4.4.1 Homogenkatalytische Verfahren 735 / 4.4.2 Heterogenkatalytische Verfahren 767 // 5 Bioanorganische Chemie / Ralf Alsfasser / 5.1 Einleitung 785 / 5.2 Transport und Speicherung von Metallionen 786 / 5.2.1 Ionenkanäle, lonenpumpen, Ionophore 786 / 5.2.2 Funktionelle Metallionen: Eisen und Kupfer 790 / 5.3 Kalium, Natrium und Calcium: Signalübertragung und biologische Struktur 801 / 5.3.1 Überlegungen zur Steuerung von biologischen Prozessen 801 / 5.3.2 Grundlagen der Nervenleitung 802 / 5.3.3 Kaliumkanäle 804 / 5.3.4 Calciumionen als intrazelluläre Signalübermittler 806 / 5.4 Zink: Lewis-saure Katalyse und strukturgebende Funktion 808 / 5.4.1 Allgemeiner Überblick 808 / 5.4.2 Strukturgebende Wirkung von Zink 808 / 5.4.3 Zink in Enzymen 810 / 5.5 Wichtige bioanorganische Kupfer- und Eisenkomplexe 817 / 5.5.1 Allgemeiner Überblick 817 / 5.5.2 Kupferproteine 817 / 5.5.3 Eisenproteine 820 / 5.6 Elektronentransferketten 826 / 5.6.1 Allgemeiner Überblick 826 / 5.6.2 Photosynthese und Atmungskette 827 / 5.6.3 Grundlagen des Elektronentransfers in Proteinen 833 / 5.7 Transport und Aktivierung von Sauerstoff 840 / 5.7.1 Sauerstofftransportproteine 840 / 5.7.2 Enzymatische Katalyse von Reaktionen mit Sauerstoff 842 / 5.7.3 Cytochrom P-450 845 / 5.7.4 Protocatechuat-3,4-Dioxygenase (3,4-PCD) 847 / 5.7.5 Tyrosinase 849 / 5.7.6 Kupfer-Zink-Superoxiddismutase (SOD) 850 / 5.8 Vitamin und Cofaktor B12 851 / 5.8.1 Historisches und biologische Bedeutung 851 / 5.8.2 Allgemeine Strukturmerkmale 852 / 5.8.3 Reaktivität von Cobalaminen 854 / 5.9 Biologische und medizinische Anwendungen von Metallkomplexen 856 / 5.9.1 Hintergrund 856 / 5.9.2 Nickelchelatchromatographie 857 / 5.9.3 Elektrochemische Hybridisierungssensoren 858 / 5.9.4 Radiopharmazeutika 859 / 5.9.5 Carbonylmetallimmunoassays (CMIA) 865 // Übungsaufgaben 869 / (Die Lösungen der Übungsaufgaben sind online zugänglich unter folgender URL: / http://dx.doi.org/10.1515/9783110249019_Loesungen) / Biographische Daten der Autoren 889 / Sachregister 891