Modellvorstellungen in der Chemie

Eine Einführung in die Allgemeine Chemie

George S. Hammond, Y. Osteryoung, T.H. Crawford, H.B. Gray, Hans W. Sichting, Hans W. Sichting

• Verlag: De Gruyter
• Jahr: 2011
• ISBN:
  9783110847987
• Auflage: 2
• Thema: Physical Sciences
• Thema: Chemistry

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung: Was ist Chemie?
• Chemie ist ein Teil der Naturwissenschaft
• Wissenschaftliche Überlegungen benötigen Modelle
• Ist die wissenschaftliche Methode ein Mythos
• Chemische Technologie berührt unser aller Leben
• 1 Atome und Moleküle
• 1-1 Was ist Materie?
• 1-2 Mischungen und reine Stoffe
• 1-3 Verbindungen und Elemente
• Elementare Atomtheorie
• 1-4 Chemische Zusammensetzung
• Methoden zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung
• Erhaltung der Masse
• Konstante Zusammensetzung
• 1-5 Daltons Atomtheorie
• 1-6 Aufbau der Moleküle
• 1-7 Modelle
• Molekülmodelle
• Die Verwendung von Molekülmodellen zur Voraussage
• Valenz
• 1-8 Atommassen und Molekülmassen
• Relative Molekülmassen
• Einfachste Formeln und Molekülformeln
• 1-9 Zusammenfassung
• 1-10 Nachwort: Die Bedeutung der Molekülstruktur
• 2 Gase und die Avogadrosche Hypothese
• 2-1 Die Eigenschaften von Gasen
• Masse und Volumen
• Druck
• Kompressibilität
• Temperatur
• Diffusion
• 2-2 Die quantitativen Beziehungen zwischen Volumen, Temperatur und Druck
• Das Boylesche Gesetz
• Volumen und Temperatur
• Das zusammengefaßte Gasgesetz
• 2-3 Volumenänderungen bei Gasreaktionen
• 2-4 Ein Modell für gasförmige Materie
• Die Avogadrosche Hypothese
• Das Mol
• Die molekularkinetische Theorie
• 2-5 Partialdrücke
• 2-6 Reale Gase
• 2-7 Zusammenfassung
• 2-8 Nachwort: Die Anwendung der Gasgesetze
• 3 Die Periodizität chemischer Eigenschaften
• 3-1 Die einfachen Hydride
• 3-2 Die Zusammensetzung von Fluoriden
• 3-3 Klassifizierung der Elemente
• 3-4 Einige Familien der Elemente
• Die Alkalimetalle
• Die Erdalkalimetalle
• Gruppe III
• Gruppe IV
• Gruppe V
• Gruppe VI
• Gruppe VII: Die Halogene
• 3-5 Valenz
• 3-6 Bindungen zwischen Atomen desselben Elements
• 3-7 Übergangsmetalle
• 3-8 Das Periodensystem
• 3-9 Zusammenfassung
• 3-10 Nachwort: Das Periodensystem-Gesetz, Theorie oder Philosophie?
• 4 Die Bestandteile der Materie
• 4-1 Atomtheorie
• 4-2 Faradays Elektrolyseexperimente
• 4-3 Kathodenstrahlröhren
• 4-4 Weitere hochenergetische Strahlungen
• Radioaktivität
• 4-5 Charakteristische Einheiten der Strahlung
• 4-6 Photonen, die Elementarteilchen des Lichts
• 4-7 Das Rutherfordsche Atommodell
• 4-8 Die Zusammensetzung der Atomkerne
• 4-9 Isotope
• 4-10 Die Wechselwirkung von Licht mit Materie
• 4-11 Emissionsspektren
• 4-12 Zusammenfassung
• 4-13 Nachwort: Gesunder und ungesunder Menschenverstand
• 5 Die Elektronenstruktur der Atome
• 5-1 Quantentheorie der Atome
• 5-2 Moderne Quantentheorie
• 5-3 Die Quantenzahlen
• Die Hauptquantenzahl, n
• Die Bahndrehimpulsquantenzah, I
• Die magnetische Quantenzahl, m
• Die Spinquantenzahl, s
• Die Anwendung der Quantenzahlen
• 5-4 Elektronenstrukturen von Atomen
• 5-5 Die schwereren Elemente
• 5-6 Zusammenfassung
• 5-7 Nachwort: Analytische und synthetische Wissenschaft
• 6 Bindungen in Molekülen
• 6-1 Wasserstoff und Helium
• 6-2 Fluor und Neon
• 6-3 Die Hydride und Fluoride
• 6-4 Bortrihydrid
• 6-5 Bortrifluorid
• 6-6 Ionenbindungen
• 6-7 Elektronegativität
• 6-8 Das HF-Molekül : Eine kovalente Bindung mit Ionencharakter
• 6-9 Dipolmomente
• 6-10 Bindungen zwischen Atomen desselben Elements
• 6-11 Weitere Übungen im Aufstellen von Lewis-Diagrammen
• 6-12 Formale Ladungen
• 6-13 Moleküle mit Doppel- und Dreifachbindungen
• 6-14 Bindungen mit schwereren Elementen
• 6-15 Resonanz
• 6-16 Zusammenfassung
• 6-17 Nachwort: Modelle und Wirklichkeit
• 7 Molekülgeometrie und Molekülorbitale
• 7-1 Elektronenabstoßung und Molekülgeometrie
• 7-2 Orbitale in Molekülen
• 7-3 Orbitale des Wasserstoffmoleküls
• 7-4 Energien der Wasserstoffmolekülorbitale
• 7-5 Warum gibt es kein He2?
• 7-6 Fluor und Fluorwasserstoff
• 7-7 Einfachbindungen in vielatomigen Molekülen
• 7-8 Atomare Hybridorbitale
• 7-9 Andere Hybridorbitale
• 7-10 Bortrifluorid (BF3) und Phosphorpentachlorid (PCl5)
• 7-11 Fluoride der schwereren Elemente
• 7-12 Moleküle, die Doppel- und Dreifachbindungen enthalten
• 7-13 Das Sauerstoffmolekül, O2
• 7-14 Ungesättigte Kohlenstoffverbindungen
• 7-15 Zusammenfassung
• 7-16 Nachwort : Wie wenig können wir an einem klaren Tag sehen?
• 8 Flüssigkeiten und Festkörper
• 8-1 Phasenumwandlungen
• 8-2 Phasendiagramme
• 8-3 Das Dampf-Flüssig-Gleichgewicht
• 8-4 Das Fest-Flüssig-Gleichgewicht
• 8-5 Volumenänderungen bei Phasenumwandlungen
• 8-6 Umwandlungswärmen
• 8-7 Der Aufbau der Festkörper
• Molekulare Festkörper
• Dipolanziehung
• Wasserstoff(brücken)bindungen
• Van der Waals-Kräfte
• 8-8 Umwandlungswärmen und Umwandlungstemperaturen
• 8-9 Ionische Festkörper
• 8-10 Kovalente Festkörper
• Intermediäre Typen
• 8-11 Metalle
• 8-12 Die Struktur von Flüssigkeiten
• 8-13 Zusammenfassung
• 8-14 Nachwort: Eiszeiten und Sintfluten
• 9 Lösungen
• 9-1 Homogene und heterogene Mischungen
• 9-2 Definitionen einiger nützlicher Begriffe
• Molarität
• Formalität
• 9-3 Chemische Berechnungen von Lösungen
• Titrationen
• 9-4 Löslichkeit und Gleichgewicht
• Gleichgewicht in gesättigten Lösungen
• Lösungswärmen
• 9-5 Beziehungen zwischen Struktur und Löslichkeit
• Ionenverbindungen in polaren Lösungsmitteln
• Ionenverbindungen in nichtpolaren Lösungsmitteln
• Nichtpolare Verbindungen in Lösung
• Einige allgemeingültige Löslichkeitsbeziehungen
• 9-6 Zusammenfassung
• 9-7 Nachwort: Modelle für flüssige Lösungen - Ein Flußpferd in einem Sumpf oder ein Kolibri im Flug?
• 10 Chemisches Gleichgewicht
• 10-1 Dynamisches chemisches Gleichgewicht
• Inerte Mischungen
• 10-2 Gleichgewichtskonstanten
• Die Dissoziation des Iods
• Wie man Gleichungen für die Gleichgewichtskonstanten von Reaktionen aufstellt
• Die Multiplikation von Ausdrücken für die Gleichgewichtskonstanten
• 10-3 Das Le Chateliersche Prinzip
• Volumenänderungen
• 10-4 Änderungen der Gleichgewichtskonstanten
• Wärmeinhalt und Standardzustände
• Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten
• Der Energieerhaltungssatz
• 10-5 Warum sind Reaktionen reversibel?
• Entropie
• Freie Enthalpie
• 10-6 Gleichgewichtskonstanten und Änderungen der freien Enthalpie
• 10-7 Zusammenfassung
• 10-8 Nachwort: Phasengleichgewichte und Wachstumshormone
• 11 Chemische Reaktionen
• 11-1 Chemische Gleichungen, die Grundlage für eine Klassifizierung
• 11-2 Substitutionsreaktionen
• Reaktionen, an denen Ionen beteiligt sind
• Säure-Base-Reaktionen; Protonentransfer
• 11-3 Additionsreaktionen
• 11-4 Eliminationsreaktionen
• 11-5 Isomerisationsreaktionen
• 11-6 Oxidations-Reduktionsreaktionen
• Oxidationszahlen
• Das Aufstellen von Redoxgleichungen
• 11-7 Zusammenfassung
• 11-8 Nachwort: Chemische Steuerung?
• 12 Protonensäuren und-basen
• 12-1 Konjugierte Säuren und Basen
• 12-2 Starke und schwache Säuren
• 12-3 Basen
• 12-4 Die pH-Skala
• 12-5 Puffer
• 12-6 Hydrolyse
• 12-7 Nichtwäßrige Lösungsmittel
• 12-8 Thermodynamik von Säure-Base-Reaktionen
• 12-9 Struktur und Acidität
• 12-10 Zusammenfassung
• 12-11 Nachwort: pH und gelbe Blätter
• 13 Raten und Mechanismen von chemischen Reaktionen
• 13-1 Schnelle und langsame Reaktionen
• 13-2 Die Kinetik chemischer Reaktionen
• Terminologie
• Reaktionen in der Gasphase
• Reaktionen in nichthomogenen Mischungen
• 13-3 Reaktionsmechanismen
• Der Zusammenhang zwischen Kinetik und Mechanismus
• 13-4 Theorie der elementaren Reaktionsraten
• Unimolekulare Reaktionen
• Bimolekulare Reaktionen
• 13-5 Katalyse
• Eine Analogie
• 13-6 Der Zusammenhang zwischen Struktur und Reaktivität
• Unterschiedliche Raten für Reaktionen mit demselben Mechanismus
• Unterschiedliche Mechanismen für ähnliche Reaktionen
• 13-7 Reaktionsraten und chemisches Gleichgewicht
• 13-8 Zusammenfassung
• 13-9 Nachwort: Ein Problem der chemischen Dynamik
• 14 Strukturen und Reaktionen von Verbindungen des Kohlenstoffs und Siliciums
• 14-1 Klassen von Verbindungen
• Kohlenwasserstoffe
• Kohlenwasserstoffderivate
• 14-2 Nomenklatur
• 14-3 Reaktionen gesättigter Kohlenwasserstoffe
• 14-4 Reaktionen ungesättigter Kohlenwasserstoffe
• 14-5 Liganden-Substitutionsreaktionen
• 14-6 Addition und Substitution an Carbonylgruppen
• 14-7 Amide
• 14-8 Siliciumverbindungen
• 14-9 Zusammenfassung
• 14-10 Nachwort: Chemie und der Drogenmißbrauch
• Anhang 1 Eine Auswahl von Gleichungen, die wichtige physikalische und chemische Zusammenhänge ausdrücken
• Anhang 2 Nützliche physikalische Konstanten und Umwandlungsfaktoren
• Anhang 3 Mathematische Hilfsmittel
• Anhang 4 Logarithmentafel
• Anhang 5 Sammlung der neuen Begriffe
• Anhang 6 Molalität, Massenprozent, Molenbruch und Normalität
• Anhang 7 Lösungen ausgewählter Aufgaben
• Sachregister