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Vorbestellen	Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a	Standorte: NN.GA Gill / College 6a - Naturwissenschaften	Status: Verfügbar	Frist:	Vorbestellungen: 0

Chemische Grundlagen sind die Basis für einen großen Teil der Geowissenschaften. Studierende der Geowissenschaften benötigen daher zunehmend ein solides Verständnis der chemischen Grundlagen, um ihr Studium erfolgreich zu absolvieren. Die erweiterte dritte Auflage dieses beliebten Lehrbuchs führt die Studenten in diese "georelevante" Chemie ein, die in demselben klaren und verständlichen Stil wie die früheren Ausgaben präsentiert wird. Die neue Auflage wurde jedoch um den Bereich der Umweltgeowissenschaften erweitert und enthält ein neues Kapitel, in dem die Isotopengeochemie vorgestellt wird.

 

Das Buch umfasst drei große, gegliederte Teile. Der erste (Kapitel 1-4) befasst sich mit der grundlegenden physikalischen Chemie geologischer Prozesse. Der zweite Teil (Kapitel 5-8) führt in die wellenmechanische Sicht auf das Atom ein und erklärt die verschiedenen Arten chemischer Bindungen, die den Materialien der Erde ihre vielfältigen und charakteristischen Eigenschaften verleihen. Die Schlusskapitel (9-11) geben einen Überblick über die geologisch relevanten Elemente und Isotope und erklären ihre Entstehung und ihre Häufigkeit im Kosmos und auf der Erde. Das Buch schließt mit einem umfangreichen Glossar von Begriffen; die Anhänge behandeln grundlegende Mathematik, erklären die grundlegende Lösungschemie und listen die chemischen Elemente und die im Buch verwendeten Symbole, Einheiten und Konstanten auf.

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Energie in geochemischen Prozessen 1/ 1.1 Einführung 2/ 1.2 Energie in mechanischen Systemen 4/ 1.3 Energie in chemischen Systemen und Mineralen: Gibbs-Energie 5/ 1.3.1 Einheiten 9/ 1.3.2 Änderungen der Gibbs-Energie 9/ 1.4 Stabile, instabile und metastabile Minerale 10/ Weiterführende Literatur 12/ / 2 Gleichgewicht in geologischen Systemen 13/ 2.1 Die Bedeutung der Mineralstabilität 14/ 2.2 Systeme, Phasen und Komponenten 16/ 2.2.1 System 16/ 2.2.2 Phase 16/ 2.2.3 Komponente 17/ 2.3 Gleichgewicht 18/ 2.3.1 Thermisches Gleichgewicht 18/ 2.3.2 Chemisches Gleichgewicht 18/ 2.3.3 Die Gibbs'sche Phasenregel 19/ 2.4 Phasendiagramme im P-T-Raum 20/ 2.4.1 PyJ-Diagramme 23/ 2.4.2 Das Prinzip von Le Chatelier 24/ 2.4.3 Die Clapeyron-Gleichung 25/ 2.5 Phasendiagramme im T-x-Raum 26/ 2.5.1 Kristallisation in Systemen ohne Mischkristalle 26/ 2.5.2 Kristallisation in Systemen mit Mischkristallen 32/ 2.5.3 Der Solvus und Entmischung 34/ 2.6 Ternäre Phasendiagramme 36/ 2.6.1 Ternäres Phasendiagramm ohne Mischkristall 36/ 2.6.2 Ternäres Phasendiagramm mit Mischkristall 39/ 2.7 Zusammenfassung 41/ Übungen 42/ Literatur 43/ / 3 Kinetik geologischer Prozesse 45/ 3.1 Definition der Reaktionsgeschwindigkeit 48/ 3.1.1 Ratengleichung 48/ 3.1.2 Heterogene Reaktionen 50/ 3.1.3 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 51/ 3.1.4 Photochemische Reaktionen 54/ 3.2 Diffusion 55/ 3.2.1 Festkörperdiffusion 57/ 3.3 Schmelzviskosität 58/ 3.4 Haltbarkeit von metastabilen Mineralen und Schließungstemperatur 60/ 3.5 Zusammenfassung 61/ Übungen 61/ Literatur 62/ / 4 Wässrige Lösungen und die Hydrosphäre 63/ 4.1 Möglichkeiten, die Konzentrationen von Hauptbestandteilen auszudrücken 65/ 4.1.1 Lösungen 65/ 4.1.2 Feststoffe 65/ 4.1.3 Gase 66/ 4.2 Gleichgewichtskonstante 66/ 4.2.1 Löslichkeit und das Löslichkeitsprodukt 67/ 4.2.2 Andere Arten von Gleichgewichtskonstanten 70/ 4.3 Nicht ideale Lösungen: Aktivitätskoeffizient 72/ 4.3.1 lonenstärke 73/ 4.4 Natürliche Wässer 74/ 4.4.1 Flusswasser: Debye-Hückel-Theorie 74/ 4.4.2 Meerwasser 75/ 4.4.3 Sole und hydrothermale Fluide 78/ 4.5 Oxidation und Reduktion: Eh-pH-Diagramme 80/ 4.5.1 Fallstudie Bangladesch - Arsen in Grundwasser und Trinkwasser 83/ Übungen 84/ Literatur 84/ / 5 Elektronen in Atomen 87/ 5.1 Warum muss ein Geologe Atome verstehen? 88/ 5.2 Das Atom 88/ 5.2.1 Die Mechanik der Atomteilchen 89/ 5.3 Stehende Wellen 92/ 5.3.1 Harmonische Schwingung 92/ 5.4 Elektronenwellen in Atomen 94/ 5.5 Die Formen der Orbitale 95/ 5.5.1 s-Orbitale 95/ 5.5.2 p-Orbitale 96/ 5.5.3 d-Orbitale 98/ 5.5.4 f-Orbitale 98/ 5.6 Energieniveaus der Elektronen 98/ 5.6.1 Atome mit mehreren Elektronen 100/ 5.6.2 Elektronenkonfigurationen 101/ 5.7 Zusammenfassung 102/ Übungen 104/ Literatur 104/ / 6 Was wir aus dem Periodensystemlernenkönnen 105/ 6.1 lonisierungsenergie 106/ 6.2 Das Periodensystem der Elemente 108/ 6.3 Elektronegativität 109/ 6.4 Wertigkeit 110/ 6.5 Atomspektren 111/ 6.5.1 Röntgenspektren 113/ 6.6 Zusammenfassung 116/ Übungen 116/ Literatur 117/ / 7 Chemische Bindung und die Eigenschaften von Mineralen 119/ 7.1 Das Modell der ionischen Bindung 120/ 7.1.1 lonenkristalle: Stapelung von Kugeln in dreiDimensionen 120/ 7.1.2 lonenradius 122/ 7.1.3 Das lonenradienverhältnis und seine Anwendungen 122/ 7.2 Das Modell der kovalenten Bindung 126/ 7.2.1 o-und n-Bindungen 127/ 7.2.2 Kovalente Kristalle 128/ 7.2.3 Molekülform und Hybridisierung 128/ 7.2.4 Die Komplexbindung 131/ 7.3 Metalle und Halbleiter 132/ 7.3.1 Halbleiter 134/ 7.4 Bindung in Mineralen 134/ 7.4.1 lonenpolarisation: nichtideale ionische Bindungen 134/ 7.4.2 Polarisierte kovalente Bindung und lonizität 135/ 7.4.3 Bindungen in Silicaten 136/ 7.4.4 Oxoanionen 136/ 7.4.5 Reine Elemente, Legierungen und Sulfide 136/ 7.5 Andere Arten von atomarer und molekularer Wechselwirkung 138/ 7.5.1 lon-Dipol-Wechselwirkungen und Hydratation 138/ 7.5.2 Dipol-Dipol-Wechselwirkungen: Wasserstoffbrückenbindung 138/ 7.5.3 Induzierte Dipole und Van-der-Waals-Wechselwirkungen 139/ 7.6 Zusammenfassung 140/ Übungen 141/ Literatur 141/ / 8 Silicatkristalle und-schmelzen 143/ 8.1 Silicatstrukturen 144/ 8.1.1 Inselsilicate 145/ 8.1.2 Gruppensilicate 145/ 8.1.3 Einfachkettensilicate 146/ 8.1.4 Ringsilicate 146/ 8.1.5 Doppelkettensilicate 146/ 8.1.6 Schichtsilicate 148/ 8.1.7 Gerüstsilicate 149/ 8.2 Kationenplätze in Silicaten 151/ 8.2.1 Berechnung der Gitterplatzbelegung 152/ 8.2.2 Auswirkungen der Kationensubstitution 156/ 8.3 Optische Eigenschaften von Kristallen 157/ 8.3.1 Brechungsindex 157/ 8.3.2 Farbe und Absorption 157/ 8.3.3 Reflexionsvermögen 158/ 8.3.4 Anisotropie 158/ 8.4 Defekte in Kristallen 159/ 8.4.1 Kristallwachstum 159/ 8.4.2 Mechanische Festigkeit von Kristallen 161/ Übungen 161/ Literatur 163/ / 9 Geologisch wichtige Elemente 165/ 9.1 Haupt-und Spurenelemente 166/ 9.1.1 Hauptelemente 166/ 9.1.2 Spurenelemente 166/ 9.2 Alkalimetalle 167/ 9.2.1 Radioaktive Isotope der Alkalimetalle 168/ 9.3 Wasserstoff 169/ 9.4 Erdalkalimetalle 169/ 9.5 Aluminium 170/ 9.6 Kohlenstoff 172/ 9.6.1 Organischer Kohlenstoff 172/ 9.6.2 Anorganischer Kohlenstoff 176/ 9.6.3 Kohlenstoffisotope 179/ 9.7 Silicium 179/ 9.8 Stickstoff und Phosphor 180/ 9.9 Sauerstoff 180/ 9.10 Schwefel 182/ 9.10.1 Reduzierte Schwefelverbindungen 182/ 9.10.2 Oxidierte Schwefelverbindungen 183/ 9.11 Halogene 184/ 9.11.1 Fluor 184/ 9.11.2 Chlor, Brom und Jod 184/ 9.12 Edelgase 185/ 9.13 Übergangsmetalle 186/ 9.14 Seltenerdelemente 188/ 9.15 Actinoide 190/ Übung 191/ Literatur 191/ / 10 Was können wir von den Isotopen lernen? 193/ 10.1 Isotopensysteme 196/ 10.1.1 Radiogene Isotopensysteme 197/ 10.1.2 Stabile Isotopensysteme 197/ 10.1.3 Kosmogene Radioisotopensysteme 197/ 10.2 Radiogene Isotopensysteme 197/ 10.2.1 K-Ar-Geochronologie 197/ 10.2.2 Rb-Sr-Geochronologie 200/ 10.2.3 Das radiogene Isotopensystem Sm-Nd 206/ 10.3 Stabile Isotopensysteme 210/ 10.3.1 Notation 210/ 10.3.2 Wasserstoff- und Sauerstoffisotope - Schlüssel zum Klima der Vergangenheit 210/ 10.3.3 Stabile Kohlenstoffisotope – Anzeichen von frühem Leben erkennen 214/ 10.3.4 Massenunabhängige Fraktionierung von Schwefelisotopen 216/ 10.3.5 Stabile Isotope der Übergangsmetalle 217/ 10.4 Kosmogene Radioisotopensysteme 217/ 10.4.1 Radiokohlenstoffdatierung 217/ 10.4.2 Berylliumisotope 218/ 10.5 Zusammenfassung 218/ Übungen 218/ Literatur 219/ / 11 Die Elemente im Universum 221/ 11.1 Die Bedeutung der Elementhäufigkeit 222/ 11.2 Messung der Elementhäufigkeit im Universum und im Sonnensystem 222/ 11.2.1 Spektralanalyse 222/ 11.2.2 Analyse von Meteoriten 223/ 11.2.3 Dunkle Materie 225/ 11.3 Die Elementhäufigkeit im Sonnensystem 226/ 11.4 Elemententstehung im Universum 227/ 11.4.1 Der Urknall 227/ 11.4.2 Sterne 228/ 11.4.3 Supernovae 231/ 11.5 Elemente im Sonnensystem 231/ 11.5.1 Kosmochemische Klassifizierung 231/ 11.5.2 Flüchtig versus refraktär 233/ 11.5.3 Elementfraktionierung im Sonnensystem 233/ 11.5.4 Entwicklung des Sonnensystems 234/ 11.5.5 Planetenbildung 236/ 11.6 Chemische Evolution der Erde 236/ 11.6.1 Der Kern 236/ 11.6.2 Der Mantel 237/ 11.6.3 Die Kruste 237/ 11.6.4 Die frühe Atmosphäre 238/ 11.6.5 Leben und oxygene Photosynthese 239/ / 11.6.6 Zukunftsaussichten 241/ 11.7 Zusammenfassung 241/ Übungen 242/ Literatur 242/ / Serviceteil/ Lösungen der Übungen 246/ A Anhang 254/ Literatur 265/ Glossar 266/ Stichwortverzeichnis 277