Allgemeine Chemie und Anorganische Chemie sind - ob Bachelor oder Diplom - Pflichtbestandteil der Ausbildung in den verschiedenen Studiengängen der Lebenswissenschaften (Biologie, Biochemie, Biotechnologie) wie auch der Pharmazie. Für die Studierenden dieser Fächer liegt nun erstmals ein speziell auf ihre Bedürfnisse zugeschnittenes Lehrbuch vor, das neben den unverzichtbaren Kapiteln der Allgemeinen Chemie (chemische Grundgesetze, Atombau, chemische Bindung und chemische Reaktion) sowie einem Grundstock der anorganischen Stoffchemie vor allem die biologisch relevanten Aspekte der Anorganischen Chemie (Bioanorganische Chemie) besonders hervorhebt und den Lernstoff mit Beispielen aus der Biologie erläutert. (Verlatgisinformation)
/ AUS DEM INHALT: / / /
1. Einführung 1
2. Chemische Grundbegriffe und chemische Grundgesetze 7
2.1 Gemische, Verbindungen, Elemente 8
2.2 Grundgesetze der Stochiometrie 11
2.3 Atom- und Molekülmassen 18
2.4 Chemische Symbole und Formeln 19
2.4.1 Elementsymbole 19
2.4.2 Formeln chemischer Verbindungen 20
2.4.3 Berechnung der empirischen Formel aus den Daten einer quantitativen Analyse 24
2.5 Chemische Reaktionsgleichungen 25
3. Atombau und das Periodische System der Elemente (PSE) 35
3.1 Der allgemeine Aufbau der Atome 36
Exkurs 3.1 Scanning Tunnel Microscopy (Raster-Tunnel-Mikroskopie) 39
3.2 Isotope, Radioaktivitat, Anwendung aktiver Nuklide 41
3.3 Elektronenstruktur der Atome: RUTHERFORD, BOHR, SCHRODINGER 45
3.3.1 Modell der Elektronenhülle von RUTHERFORD 45
3.3.2 Atomspektren 46
Exkurs 3.2 Licht und seine Eigenschaften 48
3.3.3 Das BOHRsche Atommodell des Wasserstoffatoms 53
3.3.4 Grundprinzipien der Quantenmechanik 55
3.3.5 Das wellenmechanische Atommodell. Die SCHRODINGERGleichung 58
3.3.6 Der Elektronenspin 67
3.3.7 Atome mit mehreren Elektronen 68
Exkurs 3.3 Para-und Diamagnetismus 74
3.4 Das Periodische System der Elemente (PSE) 76
3.5 Das PSE - Variation von Eigenschaften mit der Elektronenstruktur 81
4. Die chemische Bindung 91
4.1 Die Ionenbindung 92
4.1.1 Die Bildung von Ionen; Typen von Ionen 93
4.1.2 Die GroBe von Ionen; Ionenradien 95
4.1.3 Gitterenergie;BORN-HABER-Kreisprozess 98
4.1.4 Die Struktur von Ionen verbindungen; Ionenkristalle 106
4.2 Die kovalente Bindung (Atombindung, homoopolare Bindung) 108
4.2.1 Phanomenologische Beschreibung 108
Exkurs 4.1 Dipolmoment und Ionencharakter kovalenter Molekule 119
4.2.2 Kovalente Bindung und Molekulgeometrie 129
4.2.3 Quantenmechanik der Molekule 143
4.3 Die metallische Bindung 165
4.3.1 Das Elektronengas-Modell 166
4.3.2 Das Energiebander-Modell 166
4.3.3 Kristallstrukturen von Metallen 170
4.4 Schwache chemische Wechselwirkungen - die VAN DER WAALSKrafte 172
4.5 Atom- und Molekülkristalle 174
4.6 Spezifische Wechselwirkungen - die Wasserstoffbrücken-Bindung 176
5. Die chemische Reaktion 179
5.1 Die Aggregatzustande 180
5.1.1 Der Gaszustand 182
Exkurs 5.1 Stochiometrische Rechnungen bei Reaktionen unter Beteiligung von Gasen 185
5.1.2 Der flüssige Zustand 192
5.1.3 Der feste Zustand 198
5.2 Losungen und ihre Eigenschaften 199
5.2.1 Der Loseprozess 199
5.2.2 Kolligative Eigenschaften von Losungen 202
5.3 Grundlagen der chemischen Kinetik 210
5.3.1 Konzentrationsabhangigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 212
5.3.2 Kollisions-Theorie und Theorie des Ubergangszustandes 214
5.3.3 Temperaturabhangigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 218
5.3.4 Katalyse 220
Exkurs 5.2 Enzyme und Metalloenzyme 222
5.4 Das chemische Gleichgewicht 224
5.4.1 Reversible Reaktionen und das chemische Gleichgewicht 224
5.4.2 Saure-Base-Gleichgewichte 228
Exkurs 5.3 Stoffmengenkonzentration und Aktivitdt 234
5.4.3 Fallungs- und Losegleichgewichte 240
5.4.4 Elektronenübertragungsreaktionen; Elektrochemie 243
Exkurs 5.4 Anwendungen von Redoxpotenzialen 254
5.5 Grundlagen der chemischen Thermodynamik 256
5.5.1 Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik 256
5.5.2 Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik 259
5.5.3 Der Dritte Hauptsatz der Thermodynamik 263
6. Einführung in die Anorganische Chemie 265
7. Wasserstoff und die Elemente des s-Blocks 269
7.1 Wasserstoff - H 270
7.1.1 Vorkommen; physikalische Eigenschaften 270
7.1.2 Darstellung und Verwendung von Wasserstoff 271
7.1.3 Chemische Eigenschaften des Wasserstoffs 273
7.2 Die Elemente der I. Hauptgruppe (Gruppe 1) - Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 275
7.2.1 Gruppeneigenschaften 275
7.2.2 Vorkommen, Darstellung, Verwendung 277
7.2.3 Verbindungen der Alkalimetalle 278
7.3 Die Elemente der Ü. Hauptgruppe (Gruppe 2) - Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 284
7.3.1 Gruppeneigenschaften 284
7.3.2 Vorkommen, Darstellung, Verwendung 285
7.3.3 Verbindungen der Erdalkalimetalle 286
7.4 Komplexbildung der Elemente des s-Blocks 291
7.5 Bioanorganische Aspekte der Elemente des s-Blocks 294
8. Die Elemente des p-Blocks 305
8.1 Die Elemente der III. Hauptgruppe (Gruppe 13) - B, Al, Ga, In, Tl 306
8.1.1 Gruppeneigenschaften 306
8.1.2 Die Elemente 307
8.1.3 Chemische Verbindungen 312
8.2 Die Elemente der IV. Hauptgruppe (Gruppe 14) - C, Si, Ge, Sn, Pb 324
8.2.1 Gruppeneigenschaften 324
8.2.2 Die Elemente 326
8.2.3 Chemische Verbindungen 331
8.3 Die Elemente der V. Hauptgruppe (Gruppe 15) - N, P, As, Sb, Bi 351
8.3.1 Gruppeneigenschaften 351
8.3.2 Die Elemente 352
8.3.3 Chemische Verbindungen 356
8.4 Die Elemente der VI. Hauptgruppe (Gruppe 16) - O, S, Se, Te, Po 380
8.4.1 Gruppeneigenschaften 380
8.4.2 Die Elemente 381
8.4.3 Chemische Verbindungen 389
Exkurs 8.1 Trinkwasseraufbereitung 390
8.5 Die Elemente der VII. Hauptgruppe (Gruppe 17) - F, Cl, Br, I, At 406
8.5.1 Gruppeneigenschaften 406
8.5.2 Die Elemente 397
8.5.3 Chemische Verbindungen 411
8.6 Die Elemente der VIII. Hauptgruppe (Gruppe 18) - He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn 421
8.6.1 Gruppeneigenschaften 421
8.6.2 Vorkommen, Gewinnung, Verwendung 422
8.6.3 Edelgas-Clathrate 423
8.6.4 Chemische Verbindungen 423
8.7 Bioanorganische Aspekte der Elemente des p-Blocks 426
9. Die Elemente des d-Blocks (Ubergangselemente) 437
9.1 Einführung in die Koordinationschemie 440
9.2 Die klassischen Koordinationsverbindungen 443
9.2.1 Nomenklatur von Koordinationsverbindungen 443
9.2.2 Liganden 444
9.2.3 Struktur von Koordinationsverbindungen 447
9.2.4 Isomerie bei Koordinationsverbindungen 448
9.2.5 Stabilitat von Koordinationsverbindungen 452
9.2.6 Chemische Bindung in Koordinationsverbindungen 459
9.3 Metallorganische Verbindungen der d-Block-Elemente 486
9.4 Die Chemie der Elemente des d-Blocks 491
9.4.1 Die III. Nebengruppe (Gruppe 3) - Sc, Y, La 493
9.4.2 Die IV. Nebengruppe (Gruppe 4) - Ti, Zr, Hf 495
9.4.3 Die V. Nebengruppe (Gruppe 5) - V, Nb, Ta 499
9.4.4 Die VI. Nebengruppe (Gruppe 6) - Cr, Mo, W 504
9.4.5 Die VII. Nebengruppe (Gruppe 7) - Mn, Tc, Re 514
9.4.6 Die VIII. Nebengruppe, die Eisengruppe - Fe, Co, Ni 521
9.4.7 Die VIII. Nebengruppe, die Platinmetalle - Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 535
9.4.8 Die I. Nebengruppe (Gruppe 11) - Cu, Ag, Au 543
9.4.9 Die II. Nebengruppe (Gruppe 12) - Zn, Cd, Hg 553
9.5 Bioanorganische Chemie der Elemente des d-Blocks 562
9.5.1 Aufnahme, Transport und Speicherung von Metallen 564
9.5.2 Funktionen von Metallen in Metalloproteinen 569
Exkurs 9.1 Koordinationsweisen des Disauerstoff-Moleküls 571
9.5.3 Funktionen von Metalloenzymen 585
9.5.4 Chemotherapie mit Verbindungen nichtessenzieller d-Elemente: das Beispiel Platin 619
10. Die Elemente des f-Blocks 625
10.1 Lanthanoide 626
10.2 Actinoide 627