Das beliebte Lehrbuch behandelt die theoretischen Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie und führt in die anorganische Stoffchemie ein. Die aktualisierte Neuauflage diskutiert anschaulich heutige Umweltprobleme. Das Werk ist als vorlesungsbegleitendes Lehrbuch und zugleich als Repetitorium zur Prüfungsvorbereitung optimal geeignet.
(Verlagstext)
Aus dem Inhalt:
Vorwort zur 13. Auflage — V
1 Atombau 1
1.1 Der atomare Aufbau der Materie 1
1.1.1 Der Elementbegriff 1
1.1.2 Daltons Atomtheorie 2
1.2 Der Atomaufbau 4
1.2.1 Elementarteilchen, Atomkern, Atomhülle 4
1.2.2 Chemische Elemente, Isotope, Atommassen 6
1.2.3 Massendefekt, Äquivalenz von Masse und Energie 9
1.3 Kernreaktionen 11
1.3.1 Radioaktivität 12
1.3.2 Künstliche Nuklide 19
1.3.3 Kernspaltung, Kernfusion 20
1.3.4 Kosmische Elementhäufigkeit, Elemententstehung 25
1.4 Die Struktur der Elektronenhülle 27
1.4.1 Bohr'sches Modell des Wasserstoffatoms 27
1.4.2 Die Deutung des Spektrums der Wasserstoffatome mit der Bohr'schen Theorie 32
1.4.3 Die Unbestimmtheitsbeziehung 37
1.4.4 Der Wellencharakter von Elektronen 39
1.4.5 Atomorbitale und Quantenzahlen des Wasserstoffatoms 40
1.4.6 Die Wellenfunktion, Eigenfunktionen des Wasserstoffatoms 47
1.4.7 Aufbau und Elektronenkonfiguration von Mehrelektronen-Atomen 55
1.4.8 Das Periodensystem (PSE) 59
1.4.9 Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Röntgenspektren 64
2 Die chemische Bindung 71
2.1 Die Ionenbindung 71
2.1.1 Allgemeines, Ionenkristalle 71
2.1.2 Ionenradien 75
2.1.3 Wichtige ionische Strukturen, Radienquotientenregel 77
2.1.4 Gitterenergie von Ionenkristallen 85
2.2 Die Atombindung 87
2.2.1 Allgemeines, Lewis-Formeln 87
2.2.2 Bindigkeit, angeregter Zustand 89
2.2.3 Dative Bindung, formale Ladung 92
2.2.4 Das Valenzschalen-Elektronenpaar-Abstoßungs-Modell 94
2.2.5 Überlappung von Atomorbitalen, ?-Bindung 98
2.2.6 Hybridisierung 102
2.2.7 ?-Bindung 108
2.2.8 Mesomerie 114
2.2.9 Polare Atombindung Dipole 116
2.2.10 Die Elektronegativität 118
2.2.11 Atomkristalle, Molekülkristalle 120
2.2.12 Molekülorbitaltheorie 123
2.2.13 Schwache Mehrzentrenbindungen 132
2.3 Van der Waals-Kräfte 135
2.4 Vergleich der Bindungsarten 137
3. Die Chemische Reaktion 139
3.1 Stoffmenge, Konzentration, Anteil, Äquivalent 139
3.2 Ideale Gase 142
3.3 Zustandsdiagramme 147
3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie 153
3.5 Das chemische Gleichgewicht 161
3.5.1 Allgemeines 161
3.5.2 Das Massenwirkungsgesetz (MWG) 163
3.5.3 Verschiebung der Gleichgewichtslage, Prinzip von Le Chatelier 167
3.5.4 Gleichgewichtsbedingungen 172
3.6 Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen 180
3.6.1 Allgemeines 180
3.6.2 Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 181
3.6.3 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 184
3.6.4 Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht 186
3.6.5 Metastabile Systeme 187
3.6.6 Katalyse 189
3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und Basen 193
3.7.1 Lösungen, Elektrolyte 193
3.7.2 Aktivität 196
3.7.3 Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernst'sches Verteilungsgesetz 196
3.7.4 Säuren und Basen 200
3.7.5 pH-Wert, Ionenprodukt des Wassers 203
3.7.6 Säurestärke, pKS- Wert, Berechnung des pH-Wertes von Säuren 205
3.7.7 Protolysegrad, Ostwald'sches Verdünnungsgesetz 208
3.7.8 pH-Wert-Berechnung von Basen 209
3.7.9 pH-Wert-Berechnung von Salzlösungen 211
3.7.10 Pufferlösungen 213
3.7.11 Säure-Base-Indikatoren 215
3.8 Redoxvorgänge 217
3.8.1 Oxidationszahl 217
3.8.2 Oxidation, Reduktion 220
3.8.3 Aufstellen von Redoxgleichungen 222
3.8.4 Galvanische Elemente 223
3.8.5 Berechnung von Redoxpotentialen: Nernst'sche Gleichung 225
3.8.6 Konzentrationsketten, Elektroden zweiter Art 226
3.8.7 Die Standardwasserstoffelektrode 229
3.8.8 Die elektrochemische Spannungsreihe 231
3.8.9 Gleichgewichtslage bei Redoxprozessen 236
3.8.10 Die Elektrolyse 237
3.8.11 Elektrochemische Stromquellen 245
4 Nichtmetalle 253
4.1 Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste 253
4.2 Wasserstoff 253
4.2.1 Allgemeine Eigenschaften 253
4.2.2 Physikalische und chemische Eigenschaften 254
4.2.3 Vorkommen und Darstellung 255
4.2.4 Wasserstoffverbindungen 257
4.3 Gruppe 17 (Halogene) 258
4.3.1 Gruppeneigenschaften 258
4.3.2 Die Elemente 258
4.3.3 Vorkommen, Darstellung und Verwendung 259
4.3.4 Verbindungen mit der Oxidationsstufe -1: Halogenide 260
4.3.5 Verbindungen mit positiven Oxidationszahlen: Oxide und Sauerstoffsäuren von Chlor 262
4.3.6 Pseudohalogene 264
4.4 Gruppe 18 (Edelgase) 264
4.4.1 Gruppeneigenschaften 264
4.4.2 Vorkommen, Eigenschaften und Verwendung 265
4.4.3 Edelgasverbindungen 266
4.5 Gruppe 16 (Chalkogene) 267
4.5.1 Gruppeneigenschaften 267
4.5.2 Die Elemente 268
4.5.3 Wasserstoffverbindungen 270
4.5.4 Sauerstoffverbindungen von Schwefel 273
4.6 Gruppe 15 276
4.6.1 Gruppeneigenschaften 276
4.6.2 Die Elemente 277
4.6.3 Wasserstoffverbindungen von Stickstoff 279
4.6.4 Sauerstoffverbindungen von Stickstoff 280
4.6.5 Sauerstoffverbindungen von Phosphor 283
4.7 Gruppe 14 285
4.7.1 Gruppeneigenschaften 285
4.7.2 Die Elemente 286
4.7.3 Carbide 293
4.7.4 Sauerstoffverbindungen von Kohlenstoff 293
4.7.5 Stickstoffverbindungen von Kohlenstoff 296
4.7.6 Sauerstoffverbindungen von Silicium 297
5 Metalle 305
5.1 Eigenschaften von Metallen, Stellung im Periodensystem 305
5.2 Kristallstrukturen der Metalle 308
5.3 Atomradien von Metallen 313
5.4 Metallische Bindung, elektrische Eigenschaften 314
5.4.1 Elektronengas 314
5.4.2 Energiebändermodell 316
5.4.3 Metalle, Isolatoren, Eigenhalbleiter 319
5.4.4 Dotierte Halbleiter (Störstellenhalbleiter) 322
5.4.5 Supraleiter 324
5.4.6 Hopping-Halbleiter 324
5.4.7 Ionenleiter 325
5.4.8 Gasentladungslampen, Leuchtdioden 326
5.5 Intermetallische Systeme 328
5.5.1 Schmelzdiagramme von Zweistoffsystemen 329
5.5.2 Häufige intermetallische Phasen 336
5.6 Gewinnung von Metallen 346
5.6.1 Elektrolytische Verfahren 347
5.6.2 Reduktion mit Kohlenstoff 350
5.6.3 Reduktion mit Metallen und Wasserstoff 353
5.6.4 Spezielle Herstellungs- und Reinigungsverfahren 354
5.7 Komplexverbindungen 357
5.7.1 Aufbau und Eigenschaften von Komplexen 357
5.7.2 Nomenklatur von Komplexverbindungen 359
5.7.3 Räumlicher Bau von Komplexen, Isomerie 361
5.7.4 Stabilität und Reaktivität von Komplexen 363
5.7.5 Die Valenzbindungstheorie von Komplexen 365
5.7.6 Die Ligandenfeldtheorie 366
6 Umweltprobleme 379
6.1 Globale Umweltprobleme 380
6.1.1 Die Ozonschicht 381
6.1.2 Der Treibhauseffekt 389
6.1.3 Rohstoffe 398
6.2 Regionale Umweltprobleme 399
6.2.1 Luft 399
6.2.2 Wasser 408
6.2.3 Landwirtschaft 411
6.2.4 Wald 412
6.4.5 Mikroplastik 413
6.3.4 Baudenkmäler 415
Anhang 1 Einheiten · Konstanten · Umrechnungsfaktoren 417
Anhang 2 Relative Atommassen · Elektronenkonfigurationen ·
Elektronegativitäten 421
Anhang 3 Kurzbiografien bedeutender Naturwissenschaftler 429
Sachregister 441
Formelregister 463