Chemie erleben (eBook)

Vorwort 4
ANORGANISCHE CHEMIE
1 Die Struktur der Elektronenhülle 7
1.1 Orbitale 7
1.2 Quantenzahlen 9
1.3 Hybridisierung 19
1.4 Bindungen 23
2 Das Periodensystem 27
2.1 Wir bauen das Periodensystem auf 27
2.2 Ein paar Namen 32
2.3 Was kann man damit anfangen? 33
2.4 Ein paar Grundregeln 34
2.5 Verschiedene Arten von Nichtmetallen 37
3 Die Elemente der Hauptgruppen 39
3.1 Die Edelgase 39
3.2 Wasserstoff 40
3.3 Halogene 42
3.3.1 Reaktionen und Verbindungen 42
3.4 Die Sauerstoff-Gruppe (Chalkogene) 46
3.4.1 Reaktionen und Verbindungen des Sauerstoffs 47
3.4.2 Reaktionen und Verbindungen der übrigen Chalkogene 52
3.5 Die Stickstoff-Gruppe 54
3.5.1 Reaktionen und Verbindungen des Stickstoffes 55
3.5.2 Reaktionen und Verbindungen von Phosphor 59
3.5.3 Verbindungen von Arsen, Antimon und Wismut 61
3.6 Die Kohlenstoff-Gruppe 63
3.6.1 Reaktionen und Verbindungen des Kohlenstoffs 66
3.6.2 Reaktionen und Verbindungen der übrigen Elemente 70
3.7 Die Bor-Gruppe 74
3.7.1 Verbindungen von Bor 74
3.7.2 Verbindungen der Metalle dieser Gruppe 75
3.8 Erdalkalimetalle 76
3.8.1 Verbindungen der Erdalkalimetalle 76
3.9 Alkalimetalle 79
3.9.1 Reaktionen und Verbindungen 79
4 Die Elemente der Nebengruppen 81
4.1 Die Zink-Gruppe 81
4.2 Die Übergangselemente 83
4.2.1 Die Kupfer-Gruppe 84
4.2.2 Die Eisen-Gruppe 88
4.2.3 Die Mangan-Gruppe 91
4.2.4 Die Chrom-Gruppe 92
4.2.5 Die Vanadin-Gruppe 93
4.2.6 Die Titan-Gruppe 93
4.2.7 Die Scandium-Gruppe 94
4.3 Die inneren Übergangselemente 94
5 Chemie in und um uns 97
5.1 Die Nichtmetalle in unserem Körper 99
5.2 Die Metalle in unserem Körper 101
5.3 Warum sind manche Stoffe giftig? 104
5.4 Luft zum Atmen 105
5.4.1 Sauerstoff 107
5.4.2 Ozon 108
5.4.3 Stickstoff 110
5.4.4 Kohlendioxid 114
5.4.5 Schwefeldioxid 119
5.5 Wasser (nicht nur) zum Trinken 120
ORGANISCHE CHEMIE
6 Zur Einführung 127
6.1 Einige Besonderheiten der organischen Chemie 128
6.2 Reaktionen der organischen Chemie 130
6.3 Substitution 132
6.3.1 Nukleophile Substitution 132
6.3.2 Elektrophile Substitution 134
6.3.3 Radikalische Substitution 135
6.4 Addition 137
6.5 Eliminierung 139
6.6 Umlagerung 140
6.7 Zur Schreibweise organischer Verbindungen 141
6.8 Mesomerie 143
7 Kohlenwasserstoffe 147
7.1 Alkane 147
7.1.1 Raumstruktur 148
7.1.2 Eigenschaften und Reaktionen 150
7.2 Alkene 151
7.2.1 Struktur 152 |
7.2.2 Eigenschaften und Reaktionen einfacher Alkene 153 |
7.2.3 Polyene 156
7.3 Alkine 157
7.3.1 Struktur 158
7.3.2 Eigenschaften und Reaktionen 159
7.4 Cyclische Kohlenwasserstoffe 163
7.5 Aromatische Kohlenwasserstoffe 164
7.5.1 Struktur von Benzol 165
7.5.2 Kondensierte Aromaten 166
7.5.3 Eigenschaften und Reaktionen 166
7.5.4 Zweitsubstitution 168
8 Die Vielfalt organischer Moleküle 173
8.1 Die Genfer Nomenklatur 173
8.2 Isomerien 177
8.2.1 Konformation 178
8.2.2 Strukturisomerie 179
8.2.3 Cis-trans-Isomerie 181
8.2.4 Optische Isomerie 181
9 Verbindungen mit funktionellen Gruppen 189
9.1 Halogenide 190
9.2 Alkohole und verwandte Stoffe 193
9.2.1 Systematik 194
9.2.2 Eigenschaften und Reaktionen nicht-aromatischer Alkohole 195
9.2.3 Phenole 200
9.2.4 Chinone 202
9.3 Ether 203
9.4 Carbonylverbindungen 204
9.4.1 Eigenschaften und Reaktionen 205
9.5 Carboxylverbindungen 211
9.5.1 Derivate der Carbonsäuren 213 |
9.5.2 Halogencarbonsäuren 217 |
9.5.3 Ungesättigte Carbonsäuren 217 |
9.5.4 Säuren mit mehreren Carboxylgruppen 218 |
9.5.5 Hydroxycarbonsäuren und Ketocarbonsäuren 220 |
9.5.6 Aminosäuren 225
9.6 Amine 233
9.6.1 Eigenschaften und Reaktionen 235
9.7 Schwefelhaltige Verbindungen 238
9.8 Kohlensäure-Derivate 240
9.9. Heterozyklen 243
ANALYTISCHE CHEMIE
10 Trennverfahren 249
10.1 Fällung 249
10.2 Zentrifugation 249
10.3 Destillation 250
10.4 Extraktion 253
10.5 Chromatographie 256
10.5.1 Verteilungschromatographie 258
10.5.2 Adsorptionschromatographie 260
10.5.3 Ionenaustauscher 261
10.5.4 Affinitätschromatographie 263
10.5.5 Gelfiltration 264
10.5.6 Verbesserungen 265
10.6 Elektrophorese 265
11 Maßanalyse 271
12 Spektroskopie 275
12.1 Das elektromagnetische Spektrum 276
12.2 Absorptions- und Emissionsspektren 277
12.2.1 Lambert Beersches Gesetz 285
12.2.2 Fluorometrie 290
12.2.3 Reflexphotometrie 291
12.2.4 Nephelometrie 291
12.2.5 Infrarot- und Raman-Spektroskopie 292
12.3 Massenspektrometrie 295
12.4 NMR 297
12.5 Polarimetrie und Refraktometrie 300
12.6 EPR / ESR 300
13 Potenziometrie 305
13.1 Konzentrationsketten 307
13.2 Ionenselektive Elektroden 309
13.3 Polarographie 309
14 Radiochemie 311
14.1 Strahlungsarten 312
14.2 Zerfallsgeschwindigkeit 314
14.3 Maße für Radioaktivität und für Strahlung 315
14.4 Messung 318
14.5 Anwendungsbeispiele 322
15 Beurteilung von Messergebnissen 325
15.1 Signifikante Stellen 325
15.2 Fehler 327
15.3 Statistik 328
Anhang 331
A.1 Periodensystem und Atommassen 331
A.2 Ionisierungsenergien, Elektronegativitäten, Atom- und Ionenradien 333
A.3 Lösungen der Übungsaufgaben 334
A.4 Weiterführende Literatur 346
A.5 Stichwortverzeichnis 348