Das Nachschlagewerk aus der Reihe „Basiswissen Schule“ umfasst alle Inhalte des Chemieunterrichts der Sekundarstufe II auf dem Weg zur Abiturprüfung. Angefangen mit den Denk- und Arbeitsweisen werden in einzelnen Kapiteln die Teilbereiche des Faches behandelt: von der Kernchemie, dem Atombau und Periodensystem über chemische Gesetze, Reaktionen und Grundlagen der organischen und anorganischen Chemie bis hin zu Anwendungs- und Analyseverfahren.
Das Buch ist thematisch aufgebaut, Zusammenfassungen am Ende jedes Kapitels erleichtern den schnellen Überblick.
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/ AUS DEM INHALT: / / /
1.1 Die Chemie im Kanon der Naturwissenschaften 8
1.2 Denk-und Arbeitsweisen in der Chemie 11
1.2.1 Begriffe und Größen 11
1.2.2 Gesetze, Modelle und Theorien in der Chemie 14
1.2.3 Erkenntnisgewinn in der Chemie 16
1.2.4 Vorbereitung, Durchführung und Auswertung chemischer Experimente 22
1.3 Stöchiometrie 27
1.3.1 Molare und Zusammensetzungsgrößen 27
1.3.2 Berechnungen zu chemischen Reaktionen 31
2.1 Kernchemie 34
2.1.1 Kernbausteine - Nukleonen 34
2.1.2 Stabilität von Atomkernen und Kernreaktionen 35
2.2 Entstehung der Elemente 44
2.2.1 Kernsynthese der Elemente 44
2.2.2 Häufigkeit der Elemente 46 Überblick 48
3.1 Atombau 50
3.1.1 Historische Entwicklung des Atommodells 50
3.1.2 Das Atommodell nach Bohr und Sommerfeld 52
3.1.3 Das moderne quantenmechanische Atommodell 55 Überblick 63
3.2 Das Periodensystem der Elemente 64
3.2.1 Historie 64
3.2.2 Ordnungsprinzip im Periodensystem 65
3.2.3 Periodizität der Eigenschaften 67 Überblick 76
4.1 Hauptbindungsarten 78
4.1.1 Überblick 78
4.1.2 Atombindung 79
4.1.3 lonenbindung 96
4.1.4 Metallbindung 102
4.2 Besondere Wechselwirkungen zwischen Molekülen 105
4.2.1 Van-der-Waals-Kräfte 105
4.2.2 Wasserstoffbrückenbindungen 106 Überblick 108
5.1 Chemische Thermodynamik 110
5.1.1 Energie und Energieerhaltung 110
5.1.2 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 114
5.1.3 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 119
5.1.4 Die freie Enthalpie 123 Überblick 127
5.2 Chemische Kinetik 128
5.2.1 Zeitlicher Ablauf chemischer Reaktionen 128
5.2.2 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit ...134
5.2.3 Mechanismus chemischer Reaktionen 137
Überblick 143 5.2.4 Katalysatoren und Katalyse 140
5.3 Elektrochemische Prozesse 144
5.3.1 Elektrische Leitung und Elektrolyte 144
5.3.2 Elektroden und Elektrodenpotenziale 145
5.3.3 Elektrochemische Zellen und Zellspannung 151
Überblick 166 5.3.4 Elektrolytische Prozesse 162
6.1 Das chemische Gleichgewicht 168
6.1.1 Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen 168
6.1.2 Einstellung des chemischen Gleichgewichts 169
6.1.3 Massenwirkungsgesetz und Gleichgewichtskonstante 170
6.2 Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts 174
6.2.1 Einfluss der Temperatur und des Drucks 174
6.2.2 Einfluss weiterer Reaktionsbedingungen 176
6.3 Anwendungen des Massenwirkungsgesetzes 178
6.3.1 Gleichgewichtsreaktionen in der Industrie 178
Überblick 182 6.3.2 Löslichkeitsgieichgewichte von Salzen 179
7.1 Säuren und Basen 184
7.1.1 Säure-Base-Theorie nach Brönsted 184
7.1.2 Säure-Base-Gleichgewichte 186
7.1.3 Amphoterie 197
7.1.4 Neutralisationsreaktionen 198
7.1.5 Säure-Base-Theorie nach Lewis 204
Überblick 207 7.1.6 Säuren und Basen im Alltag 205
7.2 Redoxreaktionen 208
7.2.1 Redoxreaktionen als Donator-Akzeptor-Reaktionen 208
7.2.2 Oxidationszahlen 210
7.2.3 Entwickeln von Redoxgleichungen 212
7.2.4 Standardredoxpotenziale und Redoxgleichgewichte 213
Überblick 218 7.2.5 Anwendungen von Redoxreaktionen 216
8.1 Hauptgruppenelemente und Verbindungen 220
8.1.1 Vorkommen und Darstellung der Elemente 220
Überblick 232 8.1.2 Verbindungen der Hauptgruppenelemente 224
8.2 Eigenschaften der Nebengruppenelemente 233
8.2.1 Vorkommen und Darstellung der d-Block-Elemente 233
8.2.2 Eigenschaften und Verwendung von d-Block-Elementen . . . 236
Überblick 245 8.2.3 Nanotechnologie 243
8.3 Komplexchemie 246
8.3.1 Aufbau und Nomenklatur von Komplexen 246
8.3.2 Struktur und Eigenschaften von Komplexverbindungen 248
8.3.3 Stabilität von Komplexverbindungen 252
8.3.4 Darstellung und Bedeutung von Komplexen 254
Überblick 258 8.3.5 Komplexometrie 257
9.1 Allgemeine Grundlagen der organischen Chemie 260
9.1.1 Namen, Formeln und Strukturen 260
9.1.2 Elektronische Effekte in organischen Verbindungen 262 Überblick 264
9.1.3 Der Isomeriebegriff 265
9.1.4 Reagenzien, Substrate, Reaktionen 271
9.1.5 Reaktionstypen in der organischen Chemie 273 Überblick 288
9.2 Aliphatische Kohlenwasserstoffe 289
9.2.1 Nomenklatur aliphatischer Kohlenwasserstoffe 289
9.2.2 Gesättigte kettenförmige Kohlenwasserstoffe 292
9.2.3 Ungesättigte kettenförmige Kohlenwasserstoffe 295
9.3 Aromatische Kohlenwasserstoffe 298
9.3.1 Der aromatische Zustand 298
9.3.2 Substituierte Benzene 302
9.3.3 Biologische Aktivität aromatischer Verbindungen 304 Überblick 306
9.4 Organische Verbindungen mit funktionellen Gruppen 307
9.4.1 Funktionelle Gruppen 307
9.4.2 Halogenalkane 308
9.4.3 Amine 310
9.4.4 Alkohole und Phenole 312
9.4.5 Ether 318
9.4.6 Carbonylverbindungen 319
9.4.7 Carbonsäuren und Carbonsäurederivate 322 Überblick 328
9.5 Naturstoffe 329
9.5.1 Kohlenhydrate 329
9.5.2 Fette 337
9.5.3 Aminosäuren, Peptide und Proteine 340 Überblick 350
9.6 Chemie in Biosystemen 351
9.6.1 Stoffwechsel und Biokatalyse 351
9.6.2 Autotrophe Assimilation - Fotosynthese 355
9.6.3 Heterotrophe Assimilation 357
9.6.4 Dissimilation-Atmung 359
9.6.5 Dissimilation - Gärung 362
9.6.6 Nucleinsäuren 366 Überblick 368
10.1 Werkstoffe 370
10.1.1 Aufbau und Bildung synthetischer organischer Polymere . . . 370
10.1.2 Struktur und Eigenschaften von Kunststoffen 380
10.1.3 Verarbeitung von Kunststoffen 384
10.1.4 Maßgeschneiderte synthetische Polymere 385
10.1.5 Verwertung von Kunststoffen 389
10.1.6 Metallische Werkstoffe 394
10.1.7 Silicone, Silicate und Glas 398
10.2 Farbstoffe 403
10.2.1 Grundlagen der Farbigkeit 403
10.2.2 Natürliche Farbstoffe 406
10.2.3 Synthetische Farbstoffe 407
10.2.4 Färbeverfahren 408
10.3 Tenside und Waschmittel 410
10.3.1 Tenside als grenzflächenaktive Stoffe 410
10.3.2 Anwendungen von Tensiden 412
Überblick 417
10.3.3 Waschmittel 414
10.4 Arzneimittel 418
10.4.1 Entwicklung von Arzneimitteln 418
10.4.2 Wirkungsweise von Arzneistoffen 419
10.4.3 Arzneistoffsynthese 422
10.5 Ausgewählte chemisch-technische Verfahren 423
10.5.1 Technische Herstellung von Ammoniak 423
10.5.2 Technische Herstellung von Salpetersäure 426
10.5.3 Technische Herstellung von Schwefelsäure 428
10.5.4 Technische Herstellung von Chlor und Natronlauge -Chloralkali-Elektrolyse nach dem Membranverfahren 430
10.5.5 Aluminiumgewinnung durch Schmelzflusselektrolyse 432
10.5.6 Erdölverarbeitung - Gewinnung von Treibstoffen und Rohstoffen für die chemische Industrie 434
Überblick 440
10.6 Umweltbezogene Chemie 441
10.6.1 Der Kreislauf des Kohlenstoffs 441
10.6.2 Der Kreislauf des Stickstoffs 443
10.6.3 Belastungen der Atmosphäre 444
10.6.4 Belastungen der Gewässer 450
10.6.5 Belastungen des Bodens 454
Überblick 456
11.1 Klassische Analyseverfahren 458
11.1.1 Qualitative anorganische Analyse 458
11.1.2 Analyse organischer Verbindungen 462
11.2 Instrumentelle Analyseverfahren 466
11.2.1 Elektrochemische Analysemethoden 466
11.2.2 Chromatografische Analysemethoden 472
11.2.3 Spektroskopische Analysemethoden 477
Überblick 482
PSE 484
Register 485
Bildquellenverzeichnis 496