Das Werden der Chemie (eBook)

Günter Klar, geboren 1935 in Heidelberg, war von 1977 bis 2001 Professor für Anorganische Chemie an der Universität Hamburg. Während seiner Universitätslaufbahn hat er ein breites Spektrum von mehr als zehn Vorlesungen ausgearbeitet und gehalten, das von der großen Grundvorlesung bis zu Spezialveranstaltungen in Gruppentheorie, zur Chemie der Nichtmetalle und zur Chemie nichtdaltonider Verbindungen reichte. Armin Reller, geboren 1952 in Winterthur, wurde 1992 als C4-Professor auf den Lehrstuhl für Anorganische und Angewandte Chemie an der Universität Hamburg berufen. 1999 wechselte er an die Universität Augsburg und übernahm zunächst den am Physikalischen Institut angesiedelten Lehrstuhl für Festkörperchemie, 2010 dann den neu gegründeten Lehrstuhl für Ressourcenstrategie. Neben der universitären Arbeit war und ist Armin Reller in unterschiedlichen Gremien tätig. Für diese Tätigkeiten wurde Armin Reller 2019 mit dem Bundesverdienstkreuz am Bande ausgezeichnet.

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Inhalt 7
Über die Autoren 8
Vorwort 10
1. Phänomene der Chemie 13
1.1 Stoffe wollen verstanden sein 15
1.2 Erste Quantifizierungen halten Einzug 23
1.3 Zustandsformen werden erkannt 33
1.4 Stoffe und Materialien werden isoliert und raffiniert 55
1.5 Analyse und Synthese erschließen erste Konzepte 75
1.6 Bausteine werden bereit gestellt 83
1.7 Affinitäten geben die Richtung vor 109
1.8 Die Elemente werden geordnet 115
1.9 Der Raum wird erobert 137
1.10 Das Feuer wird gebändigt 151
1.11 Stoffe werden mobilisiert 167
1.12 Stoffe erfahren und prägen Geschichte 177
2. Konzepte der Chemie 183
2.1 Atombau und Periodensystem 185
2.1.1 Einführung 185
2.1.2 Bausteine des Atoms 186
2.1.3 Die Formelsprache der Chemie 199
2.1.4 Radioaktivität und Kernreaktionen 212
2.1.5 Elektronenzustände 226
2.1.6 Das Periodensystem der Elemente 251
2.1.7 Das Moseleysche Gesetz 262
2.1.8 Periodische Eigenschaften der Elemente 264
2.2 Chemische Bindung 273
2.2.1 Einführung 273
2.2.2 Elektronenpaarbindungsmodell 274
2.2.3 Kovalente Bindungen zwischen Atomen von Hauptgruppenelementen 275
2.2.4 Metallische Bindung 319
2.2.5 Ionische Bindung 329
2.2.6 Van Der Waals-Kräfte 334
2.3 Chemisches Gleichgewicht, Energetik und Kinetik von Reaktionen 337
2.3.1 Chemisches Gleichgewicht 337
2.3.2 Energetik von Reaktionen 345
2.3.3 Einstellung des chemischen Gleichgewichts: Reaktionskinetik 349
2.3.4 Reaktionsmolekularität und Reaktionsordnung 352
2.4 Reaktionen in wässriger Lösung 361
2.4.1 Die Bedeutung des Wassers 361
2.4.2 Wasser als Lösungsmittel 362
2.4.3 Ionenreaktionen 365
2.4.4 Löslichkeitsprodukt und Löslichkeit 366
2.4.5 Dampfdruckerniedrigung wässriger Lösungen 369
2.4.6 Diffusion und Osmose 371
2.4.7 Aktivität von gelösten Ionen 374
2.4.8 Kolloidale Lösungen 376
2.5 Protonenübertragungsreaktionen (Säure/Base-Reaktionen) 381
2.5.1 Definition von Säuren und Basen nach Brønsted 382
2.5.2 Protolyse-Reaktionen 384
2.5.3 Stärke von Säuren und Basen 390
2.5.4 Indikatoren 398
2.5.5 Säure/Base-Titrationen: Acidimetrie 401
2.5.6 Puffersysteme 407
2.6 Elektronenübertragungsreaktionen (Redox-Reaktionen) 417
2.6.1 Grundlagen 417
2.6.2 Nernstsche Gleichung, Standardpotentiale 432
2.6.3 Beeinflussung von Redox-Reaktionen 440
2.6.4 Elektrolyse 442
2.6.5 Heterogene Redoxsysteme 454
2.7 Koordinationsverbindungen (Komplexe) 477
2.7.1 Phänomenologische Übersicht 477
2.7.2 Koordinationszahlen und -geometrien 484
2.7.3 Beschreibung der Bindungen in Komplexen 490
2.7.4 Die Farbe von Komplexverbindungen 504
2.7.5 Biologisch relevante Komplexverbindungen 515
2.8 Hochmolekulare Stoffe 527
2.8.1 Einleitende Betrachtungen 527
2.8.2 Arten von Verknüpfungsreaktionen 529
2.8.3 Spezifische Polymerisationsreaktionen 531
2.8.4 Spezifische Polyadditionen 573
2.8.5 Spezifische Polykondensationen 575
2.9 Kommunizierende Molekülfunktionen 599
2.9.1 Farbige Stoffe 599
2.9.2 Innere Salze 602
2.9.3 Ionische Flüssigkeiten 603
2.9.4 Klebstoffe 603
2.9.5 Flüssigkristalle 606
2.9.6 Tenside 613
2.10 Entstehung des Lebens auf der Erde 623
Verzeichnis der Fachbegriffe 633
Verzeichnis wissenschaftlicher Persönlichkeiten 639
Media credits 643
EULA 677