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Die Chemie der Komplexverbindungen wird in diesem Lehrbuch ideal für Studierende im Bachelor-Studiengang Chemie aufbereitet und bietet einen ebenso leichten wie umfassenden Einstieg in das prüfungsrelevante Thema. Es basiert auf bewährten Vorlesungsskripten und setzt keine Grundkenntnisse voraus.

 

Neben grundlegenden Fragestellungen wie "was sind Komplexe" und "was sind metallorganische Verbindungen" werden u.a. die gängigen Bindungsmodelle vorgestellt und die Farbigkeit und Stabilität von Koordinationsverbindungen erläutert. Weitere Kapitel behandeln Redoxreaktionen bei Komplexen, die Metall-Metall-Bindung, molekularen Magnetismus, supramolekulare Chemie und die bioanorganische Chemie.

 

Als Abschluss gibt das Buch einen Ausblick in aktuelle Forschungsgebiete und Trends der Koordinationschemie, so dass auch Studierende höherer Semester und Doktoranden von der Lektüre profitieren werden. Dazu gehört die Lumineszenz von Komplexen und ausgewählte Beispiele für von Komplexen katalysierte Reaktionen.

 

Birgit Weber ist Professorin für Anorganische Chemie an der Universität Bayreuth. Ihre Forschungsschwerpunkte sind die Koordinationschemie und das Ligandendesign für multifunktionale schaltbare Komplexe. (Verlagstext)

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Was sind Komplexe? 1 / 1.1 Geschichte 3 / 1.1.1 Synthese von Cobaltamminkomplexen 6 / 1.1.2 Komplexe nach Werner - Eine geniale Frechheit 8 / 1.2 Bindungsverhältnisse 9 / 1.3 Fragen 11 / / 2 Struktur und Nomenklatur 13 / 2.1 lUPAC-Nomenklatur vonKoordinationsverbindungen 13 / 2.1.1 Aufstellung von Komplexformeln 13 / 2.1.2 Nomenklatur der Komplexe 14 / 2.2 Nomenklatur von metallorganischen Verbindungen 17 / 2.2.1 Ligandennamen bei metallorganischen Verbindungen 19 / 2.3 Angaben zur Struktur 20 / 2.3.1 Die g-Notation 21 / 2.3.2 Die//-Notation 23 / 2.3.3 Die x-Notation 23 / 2.4 Struktur von Komplexen 25 / 2.4.1 Liganden und ihre Zähnigkeit 25 / 2.4.2 Koordinationszahlen und Koordinationspolyeder 29 / 2.5 Isomerie bei Koordinationsverbindungen 32 / 2.5.1 Stereoisomerie 33 / 2.5.2 Enantiomere 34 / 2.6 Fragen 35 / / 3 Was sind metallorganische Verbindungen? 37 / 3.1 Geschichte 38 / 3.2 Die 18-Valenzelektronen (18-VE)-Regel 40 / 3.2.1 Elektronen zählen 42 / 3.3 Die Elementarreaktionen in der metallorganischen Chemie 44 / 3.3.1 Koordination und Abspaltung von Liganden 45 / 3.3.2 Oxidative Addition und reduktive Eliminierung 46 / 3.3.3 Insertion von Olefinen und jö-H-Eliminierung 47 / 3.3.4 Oxidative Kupplung und reduktive Spaltung 48 / 3.3.5 a-H-Eliminierung und Carbeninsertion 48 / 3.4 Fragen 49 / / 4 Bindungsmodelle 51 / 4.1 Elektronenkonfiguration und Termsymbole 51 / 4.1.1 Quantenzahlen 51 / 4.1.2 Termsymbole 55 / 4.2 Die Valenz-Bindungs-(VB-)Theorie 58 / 4.3 Die Ligandenfeldtheorie 60 / 4.3.1 Oktaedrisches Ligandenfeld 62 / 4.3.2 Ligandenfeldstabilisierungsenergie und die Spektrochemische Reihe 64 / 4.3.3 High-spin und low-spin 67 / 4.3.4 Nicht-oktaedrische Ligandenfelder 67 / 4.4 Die Molekülorbital (MO)-Theorie 70 / 4.4.1 o- und TT-Wechselwirkungen zwischen Ligand und Zentralatom 72 / 4.4.2 MO-Schema eines rr-Komplexes 74 / 4.4.3 MO-Schema eines zr-Komplexes 76 / 4.5 Fragen 77 / / 5 Farbigkeit von Koordinationsverbindungen 79 / 5.1 Warum sind Komplexe farbig? 79 / 5.2 Auswahlregeln für elektronische Übergänge 82 / 5.3 Charge-Transfer-(CT-)Übergänge 84 / 5.4 d-d-Übergänge und die Bestimmung von Aq 86 / 5.4.1 Tanabe-Sugano-Diagramme 89 / 5.4.2 rrans-[CoC12(en)2]Cl und cz's-[CoCl2(en)2]Cl 92 / 5.5 Fragen 93 / / 6 Stabilität von Koordinationsverbindungen 95 / 6.1 Was ist ein stabiler Komplex? 95 / 6.1.1 Das HSAB-Prinzip 99 / 6.2 Thermodynamische Stabilität und Inertheit von Komplexen 101 / 6.3 Der Chelat-Effekt 103 / 6.3.1 Chelattherapie 107 / 6.3.2 Radiotherapie und MRT 109 / 6.4 Der Zraus-Effekt 111 / 6.4.1 Deutung des Zrans-Effektes 111 / 6.4.2 Cisplatin und der rrans-Effekt 112 / 6.5 Fragen 114 / / 7 Redoxreaktionen bei Koordinationsverbindungen 115 / 7.1 Blaue Kupferproteine 116 / 7.1.1 Der Jahn-Teller-Effekt 117 / 7.2 Redoxreaktionen bei KoordinationsVerbindungen 119 / 7.2.1 Der Außensphären-Mechanismus 120 / 7.2.2 Innensphären-Mechanismus 125 / 7.3 „Non-innocent Ligands“ am Beispiel NO 126 / 7.3.1 Komplexe mit redoxaktiven Liganden 127 / 7.4 Fragen 130 / / 8 Supramolekulare Koordinationschemie 133 / 8.1 Molekulare Erkennung 134 / 8.1.1 Der Templat-Effekt 136 / 8.2 Helicate 139 / 8.3 MOFs -Metal-Organic Frameworks 143 / 8.3.1 Koordinationspolymer oder MOF? 143 / 8.3.2 Der Aufbau von MOFs 144 / 8.3.3 Vorteile und Anwendungspotential 147 / 8.4 Fragen 151 / / 9 Metall-Metall-Bindung 153 / 9.1 Nomenklatur bei mehrkernigen Komplexen/Metall-Metall-Bindung 154 / 9.2 Metall-Metall-Einfachbindung 154 / 9.2.1 DieEAN-Regel 154 / 9.2.2 MO-Theorie 155 / 9.3 Metall-Metall-Mehrfachbindungen 156 / 9.3.1 Höher, stärker, kürzer - Metall-Metall-Fünffachbindung 159 / 9.4 Clusterkomplexe 161 / 9.4.1 Die Isolobal-Analogie 162 / 9.4.2 Die Wade-Regeln für Boran-Cluster 165 / 9.4.3 Die Wade-Mingos-Regeln 166 / 9.5 Fragen 168 / / 10 Magnetismus 169 / 10.1 Einheiten 170 / 10.2 Magnetische Eigenschaften von Materie 171 / 10.2.1 Diamagnetismus 173 / 10.2.2 Paramagnetismus 175 / 10.3 Das magnetische Moment 175 / 10.3.1 Ursprung des magnetischen Momentes 175 / 10.3.2 Spin-Bahn- und j-j-Kopplung 176 / 10.4 Temperaturabhängigkeit desmagnetischen Momentes 181 / 10.5 Kooperativer Magnetismus 185 / 10.5.1 Austauschwechselwirkungen 186 / 10.5.2 Magnetismus von Metallen 188 / 10.5.3 Orthogonale Orbitale 192 / 10.5.4 Mikrostruktur von Ferromagneten 200 / 10.6 Spin-Crossover 202 / 10.6.1 Theoretische Betrachtungen 204 / 10.6.2 Druckabhängigkeit 207 / 10.6.3 Schalten mit Licht - der LIESST-Effekt 207 / 10.6.4 Kooperative Wechselwirkungen und Hysterese 210 / 10.7 Fragen 212 / / 11 Lumineszenz bei Komplexen 215 / 11.1 Grundlagen 215 / 11.2 Fluoreszenz am Beispiel eines Zink(II)-Komplexes 219 / 11.2.1 Voraussetzungen für Fluoreszenz 221 / 11.3 Phosphoreszenz von diamagnetischen Komplexen 223 / 11.3.1 d6 [M(bipy)3]2+-Komplexe 223 / 11.3.2 3d10 Komplexe am Beispiel von Kupfer(I) 226 / 11.4 Phosphoreszenz von Metall zentrierten Übergängen 228 / 11.5 Lumineszenz durch Aggregation vonPlatin(II)-Komplexen 230 / 11.6 Fragen 232 / / 12 Bioanorganische Chemie 233 / 12.1 Biologisch relevante Eisenkomplexe 234 / 12.1.1 Modellverbindungen 236 / 12.2 Sauerstofftransport am Beispiel Hämoglobin 238 / 12.2.1 Sauerstoffkomplexe 240 / 12.2.2 Bindungsverhältnisse im Hämoglobin 241 / 12.2.3 Modell Verbindungen fürHämoglobin und Myoglobin 245 / 12.3 Cobalamine - stabile metallorganische Verbindungen 247 / 12.3.1 Bioverfügbarkeit von Elementen 249 / 12.3.2 Struktur 250 / 12.3.3 Reaktivität 251 / 12.4 Fragen 257 / / 13 Katalyse 259 / 13.1 Katalysator 259 / 13.2 Darstellung von Polyethylen (PE) 260 / 13.2.1 Zieglers Aufbau- und Verdrängungsreaktion 261 / 13.2.2 Der Nickel-Effekt 264 / 13.2.3 Polymerisation von Ethylen im Niederdruckverfahren 265 / 13.2.4 Kettenabbruchreaktionen 268 / 13.3 Polypropylen 269 / 13.3.1 Regioselektivität 270 / 13.3.2 Stereoselektivität 271 / 13.4 Photokatalyse 274 / 13.4.1 Grundlagen 274 / 13.4.2 Die Photosynthese 278 / 13.4.3 Die photokatalytische Wasserspaltung 281 / 13.5 Fragen 282 / / Literatur 283 / / Stichwortverzeichnis 287