Anorganische Chemie

Dieses moderne Lehrbuch bietet einen anderen Zugang zu dem spannenden Gebiet der Anorganischen Chemie als die meisten Standardlehrbücher. Die Chemie wird anhand von Konzepten, Theorien und Prinzipien strukturiert vermittelt. Ausführlich und verständlich erklärt, bilden die wichtigsten Prinzipien der Anorganischen Chemie wie Atombau, Molekülsymmetrie, Bindungstypen, Säure-Base-Verhalten, Periodizität und Thermodynamik das Gerüst der Lerneinheiten. Die Stoffchemie wird hauptsächlich zur Verdeutlichung hinzugezogen, jedoch wird ausführlich auf neue Entwicklungen wie die Bioanorganische Chemie eingegangen. Zahlreiche aktuelle Literaturhinweise erlauben die vertiefte Beschäftigung mit einzelnen Aspekten. Das Buch erscheint in einer komplett überarbeiteten neuen deutschen Auflage, die von bekannten Hochschullehrern erstellt wird. Viele neue Abbildungen und ein neues Layout erhöhen die Attraktivität, und zahlreiche Aufgaben am Ende jedes Kapitels gestatten die weitere selbständige Bearbeitung von speziellen Themen sowie die Überprüfung des Lernerfolges. Lerneinheiten nach Prinzipien strukturiert anstelle von stoffchemischen Kategorien Die wichtigsten Theorien der Anorganischen Chemie ausführlich und verständlich erklärt Komplett überarbeitete und aktualisierte deutsche Auflage Mit zahlreichen aktuellen Literaturzitaten und Aufgaben in jedem Kapitel

1;Häufig gebrauchte Abkürzungen;21 2;Häufig gebrauchte Symbole;25 3;1 Was ist Anorganische Chemie?;27 3.1;1.1 Die Anfänge der anorganischen Chemie;27 3.2;1.2 Ein Beispiel für moderne anorganische Chemie;28 3.3;1.3 Die chemische Struktur der Zeolithe;30 3.4;1.4 Chemische Reaktivität in Zeolithen;32 3.5;1.5 Schlussfolgerungen;35 4;2 Die Struktur der Atome;37 4.1;2.1 Spektroskopie;37 4.2;2.2 Die Wellengleichung;40 4.3;2.3 Das Teilchen im Kasten;41 4.4;2.4 Das Wasserstoffatom;44 4.4.1;2.4.1 Die radiale Wellenfunktion R;44 4.4.2;2.4.2 Der winkelabhängige Teil der Wellenfunktion;50 4.5;2.5 Die Symmetrie der Orbitale;53 4.5.1;2.5.1 Die Energie der Orbitale;55 4.6;2.6 Atome mit mehr als einem Elektron;57 4.6.1;2.6.1 Der Elektronenspin und das Pauli-Prinzip;58 4.6.2;2.6.2 Das Aufbauprinzip;60 4.6.3;2.6.3 Atomzustände, Termsymbole und erste Hundsche Regel;62 4.6.4;2.6.4 Das Periodensystem der Elemente;63 4.6.5;2.6.5 Abschirmung der Kernladung;65 4.6.6;2.6.6 Die Größe der Atome;68 4.6.7;2.6.7 Die Ionisierungsenergie;70 4.6.8;2.6.8 Die stufenweise Ionisierung von Atomen;74 4.6.9;2.6.9 Die Elektronenaffinität;76 4.7;Aufgaben;79 5;3 Symmetrie und Gruppentheorie;83 5.1;3.1 Symmetrieelemente und Symmetrieoperationen;83 5.1.1;3.1.1 Die Spiegelebene (s);85 5.1.2;3.1.2 Das Inversionszentrum (i);85 5.1.3;3.1.3 Drehachsen (Cn);86 5.1.4;3.1.4 Die Identität (E);89 5.1.5;3.1.5 Die Drehspiegelung (Sn);89 5.2;3.2 Punktgruppen und Molekülsymmetrie;91 5.2.1;3.2.1 Punktgruppen sehr hoher Symmetrie;91 5.2.2;3.2.2 Punktgruppen geringer Symmetrie;93 5.2.3;3.2.3 Punktgruppen mit einer n-zähligen Drehachse Cn;94 5.2.4;3.2.4 Diedergruppen;95 5.2.5;3.2.5 Ein Fließschema zur Ermittlung der Punktgruppensymmetrie;95 5.3;3.3 Irreduzible Darstellungen und Charaktertafeln;98 5.4;3.4 Reduzible Darstellungen;102 5.5;3.5 Anwendungen der Punktgruppensymmetrie;103 5.5.1;3.5.1 Optische Aktivität;103 5.5.2;3.5.2 Dipolmomente;104 5.5.3;3.5.3 Infrarot- und Ramanspektroskopie;105 5.5.4;3.5.4 Kovalente Bindungen;112 5
.5.5;3.5.5 Kristallographie;116 5.5.6;3.5.6 Fehlordnung in Kristallen;123 5.6;Aufgaben;128 6;4 Bindungsmodelle in der Anorganischen Chemie: Teil 1;135 6.1;4.1 Die Ionenbindung;135 6.1.1;4.1.1 Eigenschaften von Ionenverbindungen;135 6.1.2;4.1.2 Voraussetzungen für das Auftreten von Ionenbindungen;137 6.2;4.2 Größeneffekte;138 6.2.1;4.2.1 Ionenradien;138 6.2.2;4.2.2 Faktoren, die die Radien von Ionen beeinflussen;139 6.2.3;4.2.3 Radien mehratomiger Ionen;143 6.2.4;4.2.4 Dichteste Kugelpackungen;145 6.3;4.3 Strukturen von Ionenkristallen;148 6.3.1;4.3.1 Strukturtypen;149 6.3.2;4.3.2 Radienverhältnisse;153 6.4;4.4 Die Gitterenergie;158 6.4.1;4.4.1 Der Born-Haber-Kreisprozess;163 6.4.2;4.4.2 Berechnungen nach dem Born-Haber-Kreisprozess;164 6.5;4.5 Vorhersage der Stabilität ionischer Verbindungen durch thermochemische Berechnungen;170 6.6;4.6 Kovalenter Charakter vorwiegend ionischer Bindungen;173 6.6.1;4.6.1 Die Regeln von Fajans;173 6.6.2;4.6.2 Folgen der Polarisierung;175 6.7;4.7 Schlussfolgerung;179 6.8;Aufgaben;179 7;5 Bindungsmodelle der Anorganischen Chemie, Teil 2: Die kovalente Bindung;185 7.1;5.1 Lewis-Strukturen;185 7.2;5.2 Bindungstheorien;186 7.3;5.3 Die Valence-Bond-Theorie;187 7.3.1;5.3.1 Resonanz zwischen Grenzstrukturen;190 7.3.2;5.3.2 Formale Ladungen;194 7.3.3;5.3.3 Hybridisierung von Atomorbitalen;196 7.3.4;5.3.4 Hybridisierung und Überlappung;201 7.4;5.4 Die Molekülorbital-Theorie;201 7.4.1;5.4.1 Das Wasserstoff-Molekülion und das H2-Molekül;201 7.4.2;5.4.2 Symmetrie und Überlappung;206 7.4.3;5.4.3 Die Symmetrie von Molekülorbitalen;207 7.4.4;5.4.4 Molekülorbitale in homonuklearen zweiatomigen Molekülen;207 7.4.5;5.4.5 Energieaufteilungsanalyse unpolarer Moleküle;216 7.4.6;5.4.6 Molekülorbitale von heteronuklearen zweiatomigen Molekülen;219 7.4.7;5.4.7 Molekülorbitale von dreiatomigen Molekülen und Ionen;224 7.4.8;5.4.8 Molekülorbitale von fünfatomigen Molekülen und Ionen;227 7.5;5.5 Elektronegativität;229 7.5.1;5.5.1 Die Elektronegativität nach Paul
ing;229 7.5.2;5.5.2 Elektronegativitäten nach Mulliken;231 7.5.3;5.5.3 Andere Methoden zur Ermittlung von Elektronegativitäten;239 7.5.4;5.5.4 Neuere Entwicklungen in der Theorie der Elektronegativität;240 7.5.5;5.5.5 Veränderlichkeit der Elektronegativität;242 7.5.6;5.5.6 Wahl des Elektronegativitätssystems;243 7.5.7;5.5.7 Gruppenelektronegativitäten;243 7.5.8;5.5.8 Methoden zur Ermittlung von Ladungen: Elektronegativitätsausgleich in Molekülen;245 7.6;Aufgaben;248 8;6 Struktur und Reaktivität von Molekülen;253 8.1;6.1 Das Modell der Abstoßung zwischen den Elektronenpaaren der Valenzschale (VSEPR-Modell);253 8.1.1;6.1.1 Einfache Moleküle vom Typ AXn;253 8.1.2;6.1.2 Strukturen von Molekülen mit nichtbindenden Elektronenpaaren;257 8.1.3;6.1.3 Strukturen von Molekülen mit verschiedenen Substituenten;262 8.1.4;6.1.4 Strukturen von Molekülen mit Mehrfachbindungen;263 8.1.5;6.1.5 Strukturen von Molekülen mit sieben oder acht Substituenten;265 8.1.6;6.1.6 Zusammenfassung der VSEPR-Regeln und Grenzen des Modells;269 8.1.7;6.1.7 Die Elektronen-Lokalisierungsfunktion (ELF);270 8.2;6.2 Molekülorbitale und Molekülstruktur;272 8.3;6.3 Molekülstruktur und Hybridisierung;274 8.3.1;6.3.1 Hybridisierung und Hybridisierungsenergie;278 8.3.2;6.3.2 Beeinflussung der Molekülstruktur durch die Abstoßung der Substituenten (nichtbindende Wechselwirkungen);281 8.3.3;6.3.3 Gebogene Bindungen;283 8.4;6.4 Kernabstände und Bindungsgrade;285 8.5;6.5 Experimentelle Bestimmung von Molekülstrukturen;287 8.5.1;6.5.1 Röntgen- und Neutronenbeugung;287 8.5.2;6.5.2 Methoden, die auf der Molekülsymmetrie beruhen;289 8.6;6.6 Einfache Reaktionen kovalent gebundener Moleküle;294 8.6.1;6.6.1 Molekülinversion;294 8.6.2;6.6.2 Berry-Pseudorotation;295 8.6.3;6.6.3 Nukleophile Substitution;299 8.6.4;6.6.4 Mechanismen mit freien Radikalen und Spinerhaltung;300 8.7;Aufgaben;303 9;7 Der feste Zustand;309 9.1;7.1 Chemische Bindung im Festkörper;309 9.2;7.2 Der metallische Zustand;314 9.3;7.3 Molekül- und Ionenkrista
lle;318 9.4;7.4 Intrinsische Halbleiter;319 9.5;7.5 Dotierte Halbleiter;322 9.6;7.6 Supraleiter;324 9.7;7.7 Kristallfehler;331 9.8;7.8 Leitfähigkeit von Ionenkristallen;334 9.8.1;7.8.1 Leitfähigkeit durch Ionenwanderung;334 9.8.2;7.8.2 Feste Ionenleiter;335 9.9;Aufgaben;339 10;8 Chemische Kräfte;341 10.1;8.1 Kernabstände und Atomradien;341 10.1.1;8.1.1 van der Waals-Radien;341 10.1.2;8.1.2 Ionenradien;342 10.1.3;8.1.3 Kovalenzradien;344 10.2;8.2 Die verschiedenen Arten chemischer Kräfte;348 10.2.1;8.2.1 Die kovalente Bindung;348 10.2.2;8.2.2 Die Ionenbindung;352 10.2.3;8.2.3 Kräfte zwischen Ionen und Dipolen;353 10.2.4;8.2.4 Dipol-Dipol-Wechselwirkungen;355 10.2.5;8.2.5 Wechselwirkungen mit induzierten Dipolen;355 10.2.6;8.2.6 Wechselwirkungen zwischen momentan auftretenden und induzierten Dipolen;356 10.2.7;8.2.7 Abstoßungskräfte;357 10.2.8;8.2.8 Zusammenfassung;358 10.3;8.3 Die Wasserstoffbrückenbindung;358 10.3.1;8.3.1 Hydrate und Clathrate;365 10.4;8.4 Auswirkungen chemischer Kräfte;369 10.4.1;8.4.1 Schmelz- und Siedepunkte;369 10.4.2;8.4.2 Löslichkeit;373 10.5;Aufgaben;380 11;9 Säure-Base-Chemie;385 11.1;9.1 Säure-Base-Konzepte;385 11.1.1;9.1.1 Definition von Brønsted und Lowry;385 11.1.2;9.1.2 Definition von Lux und Flood;386 11.1.3;9.1.3 Definition von Lewis;388 11.1.4;9.1.4 Lösungsmittel als Säure-Base-Systeme;389 11.1.5;9.1.5 Ein verallgemeinertes Säure-Base-Konzept;391 11.2;9.2 Die Stärke von Protonensäuren und den korrespondierenden Basen;395 11.2.1;9.2.1 Gasphasen-Basizitäten: Protonenaffinitäten;395 11.2.2;9.2.2 Gasphasen-Aciditäten: Protonenabgabe;399 11.2.3;9.2.3 Brønsted-Supersäuren in Lösung;400 11.2.4;9.2.4 Brønsted-Superbasen in Lösung: Protonenschwämme;402 11.3;9.3 Lewis-Aciditäten und Lewis-Basizitäten;403 11.3.1;9.3.1 Gasphasen-Aciditäten: Elektronenaffinitäten;403 11.3.2;9.3.2 Lewis-Aciditäten: Fluoridionenaffinitäten;403 11.3.3;9.3.3 Gasphasen-Basizitäten: HOMO-Energien;404 11.3.4;9.3.4 Bindungstheorie für Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen;40
6 11.3.5;9.3.5 Sterische Einflüsse bei Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen;408 11.3.6;9.3.6 Lewis-Wechselwirkungen in unpolaren Lösungsmitteln;411 11.3.7;9.3.7 Empirische Systematik der Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen;413 11.3.8;9.3.8 Solvatationseffekte und Säure-Base-Anomalien;417 11.4;9.4 Harte und weiche Säuren und Basen;418 11.4.1;9.4.1 Klassifizierung von Säuren und Basen als hart oder weich;419 11.4.2;9.4.2 Beziehung zwischen der Stärke von Säuren und Basen und ihrer Härte bzw. Weichheit;420 11.4.3;9.4.3 Theoretische Grundlagen für die Begriffe hart und weich;424 11.4.4;9.4.4 Zusammenhang zwischen Elektronegativität und hartem bzw. weichem Verhalten;425 11.5;Aufgaben;428 12;10 Chemie in wässrigen und nichtwässrigen Lösungen;433 12.1;10.1 Wasser;434 12.2;10.2 Nichtwässrige Lösungsmittel;434 12.2.1;10.2.1 Flüssiges Ammoniak;434 12.2.2;10.2.2 Lösungen von Metallen in Ammoniak;437 12.2.3;10.2.3 Schwefelsäure;440 12.2.4;10.2.4 Zusammenfassender Überblick über Protonen-haltige Lösungsmittel;442 12.3;10.3 Protonen-freie (aprotische) Lösungsmittel;445 12.4;10.4 Salzschmelzen;449 12.4.1;10.4.1 Solvenseigenschaften;449 12.4.2;10.4.2 Salzschmelzen bei Raumtemperatur: ionische Flüssigkeiten;450 12.4.3;10.4.3 Reaktionsträgheit geschmolzener Salze;452 12.4.4;10.4.4 Lösungen von Metallen in Salzschmelzen;453 12.4.5;10.4.5 Komplexbildung;454 12.4.6;10.4.6 Feste saure und basische Katalysatoren;454 12.5;10.5 Elektrodenpotentiale und elektromotorische Kräfte;455 12.5.1;10.5.1 Elektrochemie in nichtwässrigen Lösungen;459 12.5.2;10.5.2 Hydrometallurgie;460 12.6;Aufgaben;462 13;11 Koordinationsverbindungen: Bindungstheorie, Spektren und Magnetismus;467 13.1;11.1 Bindungsverhältnisse in Koordinationsverbindungen;471 13.2;11.2 Valence-Bond-Theorie;472 13.3;11.3 Elektroneutralitätsprinzip und Rückbindung;473 13.4;11.4 Kristallfeld-Theorie;475 13.4.1;11.4.1 Ligandenfeld-Effekte: Oktaedersymmetrie;477 13.4.2;11.4.2 Ligandenfeld-Stabilisierungsenergie (LFSE);481 13.4.3;11.4.3 Ligandenf
eld-Effekte: Tetraeder-Symmetrie;483 13.4.4;11.4.4 Tetragonale Symmetrie und planar-quadratische Komplexe;485 13.4.5;11.4.5 Orbitalaufspaltung in Feldern anderer Symmetrie;486 13.4.6;11.4.6 Faktoren, die die Größe der LFSE beeinflussen;487 13.4.7;11.4.7 Anwendungen der Kristallfeld-Theorie;491 13.5;11.5 Molekülorbital-Theorie;497 13.5.1;11.5.1 Oktaedrische Komplexe;498 13.5.2;11.5.2 Tetraedrische und quadratische Komplexe;503 13.5.3;11.5.3 p-Bindungen und Molekülorbital-Theorie;505 13.5.4;11.5.4 Experimentelle Beweise für p-Bindungen;511 13.6;11.6 Elektronenspektren von Komplexen;518 13.6.1;11.6.1 Tanabe-Sugano-Diagramme;529 13.6.2;11.6.2 Tetragonale Abweichungen von der Oktaedersymmetrie;535 13.6.3;11.6.3 Charge-Transfer-Spektren;544 13.6.4;11.6.4 Magnetische Eigenschaften von Komplexen;548 13.7;Aufgaben;558 14;12 Koordinationsverbindungen: Struktur;563 14.1;12.1 Koordinationszahl 1;564 14.2;12.2 Koordinationszahl 2;564 14.3;12.3 Koordinationszahl 3;565 14.4;12.4 Koordinationszahl 4;567 14.4.1;12.4.1 Tetraedrische Komplexe;567 14.4.2;12.4.2 Quadratisch-planare Komplexe;569 14.5;12.5 Koordinationszahl 5;572 14.5.1;12.5.1 Bevorzugung bestimmter Positionen in trigonal-bipyramidalen-Komplexen;576 14.5.2;12.5.2 Bevorzugung bestimmter Positionen in quadratisch-pyramidalen Komplexen;578 14.5.3;12.5.3 Magnetische und spektroskopische Eigenschaften;579 14.5.4;12.5.4 Isomerie fünffach koordinierter Komplexe;580 14.6;12.6 Koordinationszahl 6;583 14.6.1;12.6.1 Verzerrungen des idealen Oktaeders;583 14.6.2;12.6.2 Trigonales Prisma;584 14.6.3;12.6.3 Geometrische Isomerie bei oktaedrischen Komplexen;586 14.6.4;12.6.4 Optische Isomerie bei oktaedrischen Komplexen;587 14.6.5;12.6.5 Trennung optisch aktiver Komplexe (Racemattrennung);590 14.6.6;12.6.6 Die absolute Konfiguration von Komplexen;590 14.6.7;12.6.7 Spektroskopische Methoden;593 14.6.8;12.6.8 Stereoselektivität und die Konformation von Chelatringen;596 14.6.9;12.6.9 Katalyse asymmetrischer Synthesen durch Koordinationsverb
indungen;599 14.7;12.7 Koordinationszahl 7;601 14.8;12.8 Koordinationszahl 8;605 14.9;12.9 Höhere Koordinationszahlen;608 14.10;12.10 Allgemeines über Koordinationszahlen;608 14.11;12.11 Bindungsisomerie;610 14.11.1;12.11.1 Elektronische Effekte;613 14.11.2;12.11.2 Sterische Effekte;614 14.11.3;12.11.3 Symbiose;616 14.11.4;12.11.4 Berliner Blau und verwandte Strukturen;617 14.12;12.12 Andere Isomerie-Arten;619 14.12.1;12.12.1 Ligandenisomerie;619 14.12.2;12.12.2 Ionisationsisomerie;620 14.12.3;12.12.3 Hydratations-(Solvatations)-isomerie;620 14.12.4;12.12.4 Koordinationsisomerie;620 14.13;12.13 Der Chelat-Effekt;621 14.13.1;12.13.1 Makrocyclen;623 14.14;Aufgaben;630 15;13 Koordinationsverbindungen: Reaktionen, Kinetik und Mechanismen;635 15.1;13.1 Substitutionsreaktionen bei quadratisch-planaren Komplexen;636 15.1.1;13.1.1 Das Geschwindigkeitsgesetz für nukleophile Substitutionen bei quadratischplanaren Komplexen;638 15.1.2;13.1.2 Der trans-Effekt;642 15.1.3;13.1.3 Mechanismus der nukleophilen Substitution bei quadratisch-planaren Komplexen;645 15.1.4;13.1.4 Thermodynamische und kinetische Stabilität;647 15.2;13.2 Kinetik der Substitutionsreaktionen bei oktaedrischen Komplexen;649 15.2.1;13.2.1 Ligandenfeldeffekte und Reaktionsgeschwindigkeiten;651 15.2.2;13.2.2 Mechanismen der Substitutionsreaktionen bei oktaedrischen Komplexen;652 15.2.3;13.2.3 Einfluss von Säuren und Basen auf die Reaktionsgeschwindigkeiten;656 15.2.4;13.2.4 Racemisierung und Isomerisierung;657 15.2.5;13.2.5 Mechanismen von Redoxreaktionen;660 15.2.6;13.2.6 Elektronenübergang über die äußere Sphäre: outer-sphere-Mechanismus;661 15.2.7;13.2.7 Outer-sphere-Elektronenübergänge unter Beteiligung elektronisch angeregter Komplexe;666 15.2.8;13.2.8 Elektronenübertragung in der inneren Sphäre: inner-sphere-Mechanismus;670 15.2.9;13.2.9 Gemischtvalenzkomplexe;673 15.3;Aufgaben;676 16;14 Chemie der Übergangsmetalle;681 16.1;14.1 Allgemeine Tendenzen innerhalb der Perioden;682 16.2;14.2 Die verschiedenen Ox
idationsstufen der Übergangsmetalle;684 16.2.1;14.2.1 Niedrige positive und negative Oxidationsstufen;684 16.2.2;14.2.2 Bereich der Oxidationsstufen;684 16.2.3;14.2.3 Vergleich von Eigenschaften anhand der Oxidationsstufen;686 16.3;14.3 Die Elemente Kalium bis Zink: Vergleich der Eigenschaften anhand der Elektronenkonfiguration;687 16.3.1;14.3.1 Die Konfiguration 3d0;687 16.3.2;14.3.2 Die Konfiguration 3d1;688 16.3.3;14.3.3 Die Konfiguration 3d2;689 16.3.4;14.3.4 Die Konfiguration 3d3;689 16.3.5;14.3.5 Die Konfiguration 3d4;689 16.3.6;14.3.6 Die Konfiguration 3d5;690 16.3.7;14.3.7 Die Konfiguration 3d6;690 16.3.8;14.3.8 Die Konfiguration 3d7;691 16.3.9;14.3.9 Die Konfiguration 3d8;691 16.3.10;14.3.10 Die Konfiguration 3d9;692 16.3.11;14.3.11 Die Konfiguration 3d10;693 16.4;14.4 Die 4d- und 5d-Metalle;693 16.5;14.5 Oxidationsstufen und Standard-Reduktionspotentiale der Übergangsmetalle;695 16.5.1;14.5.1 Stabilität von Oxidationsstufen;695 16.5.2;14.5.2 Der Einfluss der Konzentration auf die Stabilität;697 16.5.3;14.5.3 Erste Gruppe;701 16.5.4;14.5.4 Zweite Gruppe;702 16.5.5;14.5.5 Dritte Gruppe;702 16.5.6;14.5.6 Vierte Gruppe;702 16.5.7;14.5.7 Fünfte Gruppe;703 16.5.8;14.5.8 Sechste Gruppe;703 16.5.9;14.5.9 Siebente Gruppe;704 16.5.10;14.5.10 Achte bis zehnte Gruppe;704 16.5.11;14.5.11 Elfte Gruppe;706 16.5.12;14.5.12 Zwölfte Gruppe;707 16.6;14.6 Die Lanthanoide, Actinoide und Transactinoid-Elemente;708 16.6.1;14.6.1 Stabile Oxidationsstufen;708 16.6.2;14.6.2 Die Lanthanoiden- und Actinoiden-Kontraktion;711 16.7;14.7 Die f-Orbitale;712 16.7.1;14.7.1 Unterschiede zwischen 4f- und 5f-Orbitalen;714 16.7.2;14.7.2 Absorptionsspektren der Lanthanoid- und Actinoid-Ionen;714 16.7.3;14.7.3 Magnetische Eigenschaften der Lanthanoide und Actinoide;716 16.8;14.8 Koordinationsverbindungen;717 16.8.1;14.8.1 Vergleich zwischen inneren Übergangselementen und Übergangsmetallen;717 16.8.2;14.8.2 Trennung der Seltenerd-Metalle und der Actinoide;719 16.8.3;14.8.3 Lanthanoid-Chelate;720 1
6.9;14.9 Die Transactinoid-Elemente;723 16.9.1;14.9.1 Periodizität bei den Translawrencium-Elementen;724 16.10;Aufgaben;726 17;15 Organometallverbindungen;731 17.1;15.1 Die 18-Elektronen-Regel;732 17.1.1;15.1.1 Molekülorbital-Theorie und 18-Elektronen-Regel;732 17.1.2;15.1.2 Abzählung der Elektronen in Komplexen;734 17.2;15.2 Metallcarbonyle und verwandte Verbindungen;738 17.2.1;15.2.1 Metallcarbonyle;738 17.2.2;15.2.2 Carbonyl-Kationen;746 17.2.3;15.2.3 Carbonylat-Anionen;749 17.2.4;15.2.4 Parallelen zur Nichtmetallchemie: Isolobale Fragmente;752 17.2.5;15.2.5 Carbonylhydrido- und Diwasserstoffkomplexe;755 17.3;15.3 Mit CO vergleichbare Liganden;760 17.3.1;15.3.1 Nitrosylkomplexe;761 17.3.2;15.3.2 Distickstoffkomplexe;765 17.3.3;15.3.3 Phosphane als Liganden;771 17.4;15.4 Metall-Kohlenstoff-Einfach- und -Mehrfachbindungssysteme;776 17.4.1;15.4.1 Metall-Kohlenstoff-s-Bindungen: Alkyl- und Arylkomplexe;776 17.4.2;15.4.2 Metall-Kohlenstoff-Doppel- und -Dreifachbindungen: Carben- und Carbinkomplexe;787 17.4.3;15.4.3 N-Heterocyclische Carbene;796 17.5;15.5 Nichtaromatische Alken- und Alkinkomplexe;799 17.5.1;15.5.1 Alkenkomplexe;799 17.5.2;15.5.2 Alkinkomplexe;805 17.5.3;15.5.3 Allylkomplexe;808 17.6;15.6 Komplexe mit cyclischen p-Liganden;811 17.6.1;15.6.1 Cyclopentadienylkomplexe;811 17.6.2;15.6.2 Andere p-Liganden;832 17.7;15.7 Reaktionen von Organometallverbindungen;836 17.7.1;15.7.1 Substitutionsreaktionen;836 17.7.2;15.7.2 Oxidative Addition und Reduktive Eliminierung;844 17.7.3;15.7.3 Einschiebungs- und Eliminierungsreaktionen;858 17.7.4;15.7.4 Nukleophiler und elektrophiler Angriff auf Liganden;863 17.8;15.8 Metallorganische Verbindungen als Katalysatoren;869 17.8.1;15.8.1 Hydrierung von Alkenen;870 17.8.2;15.8.2 Die Hydroformylierung;875 17.8.3;15.8.3 Das Monsanto-Essigsäureverfahren;877 17.8.4;15.8.4 Das Wacker-Verfahren;879 17.8.5;15.8.5 Hydrocyanierung;883 17.8.6;15.8.6 Hydrosilylierung;886 17.8.7;15.8.7 Kupplungsreaktionen;891 17.8.8;15.8.8 Olefinmetathese;
894 17.8.9;15.8.9 Olefinpolymerisationen;899 17.8.10;15.8.10 Immobilisierte homogene Katalysatoren;904 17.9;15.9 Schlussbemerkungen;909 17.10;Aufgaben;909 18;16 Anorganische Ketten, Ringe, Käfige und Cluster;915 18.1;6.1 Ketten;915 18.1.1;16.1.1 Homoatomare Ketten;915 18.1.2;16.1.2 Heteroatomare Ketten;920 18.1.3;16.1.3 Silicat-Mineralien;921 18.1.4;16.1.4 Einlagerungsverbindungen und Graphen;930 18.1.5;16.1.5 Eindimensionale elektrische Leiter;936 18.2;16.2 Polyoxo-Ionen von Metallen;939 18.2.1;16.2.1 Isopolyoxometallate;939 18.2.2;16.2.2 Heteropolyoxometallate;946 18.2.3;16.2.3 Polyoxokationen;954 18.2.4;16.2.4 Neuere Entwicklungen;956 18.3;16.3 Ringmoleküle der Nichtmetalle;957 18.3.1;16.3.1 Homocyclische Verbindungen;957 18.3.2;16.3.2 Borazine;964 18.3.3;16.3.3 Phosphazene;969 18.3.4;16.3.4 Phosphazen-Polymere;971 18.3.5;16.3.5 Andere anorganische Heterocyclen;973 18.4;16.4 Fullerene und Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs);978 18.4.1;16.4.1 Fullerene;978 18.4.2;16.4.2 Endohedrale Fullerenkomplexe;979 18.4.3;16.4.3 Kohlenstoff-Nanoröhren;980 18.5;16.5 Käfig-Verbindungen von Phosphor, Arsen, Silicium und Germanium;981 18.6;16.6 Bor-Verbindungen mit Käfigstruktur;988 18.6.1;16.6.1 Borane;988 18.6.2;16.6.2 Carborane;1000 18.6.3;16.6.3 Metallacarborane;1001 18.6.4;16.6.4 Strukturvorhersagen bei Heteroboranen und metallorganischen Clustern;1003 18.7;16.7 Metallatomcluster;1008 18.7.1;16.7.1 Zweikernige Verbindungen;1010 18.7.2;16.7.2 Dreikernige Cluster;1016 18.7.3;16.7.3 Vierkernige Cluster;1017 18.7.4;16.7.4 Sechskernige Cluster;1018 18.7.5;16.7.5 Chevrel-Phasen;1019 18.7.6;16.7.6 Kondensierte Metallcluster;1020 18.7.7;16.7.7 Elementcluster und Zintl-Anionen;1022 18.8;Aufgaben;1025 19;17 Die Chemie der Halogene und der Edelgase;1031 19.1;17.1 Halogene und Halogenide;1032 19.1.1;17.1.1 Physikalische Eigenschaften der Halogenatome;1032 19.1.2;17.1.2 Die Elemente;1032 19.1.3;17.1.3 Die Sonderstellung von Fluor;1034 19.1.4;17.1.4 Polyhalogenid-Ionen;1036 19.2;17.2 Halogene in
positiven Oxidationsstufen;1040 19.2.1;17.2.1 Homoatomare Halogen-Kationen;1040 19.2.2;17.2.2 Interhalogenverbindungen;1041 19.3;17.3 Sauerstoffverbindungen der Halogene;1043 19.3.1;17.3.1 Fluor-Sauerstoff-Verbindungen;1043 19.3.2;17.3.2 Oxosäuren von Chlor, Brom und Iod;1046 19.3.3;17.3.3 Halogenoxide und -oxidfluoride;1047 19.4;17.4 Astat;1049 19.5;17.5 Elektrochemie der Halogene;1049 19.6;17.6 Pseudohalogene;1051 19.7;17.7 Die Chemie der Edelgase;1052 19.7.1;17.7.1 Entdeckung der Edelgase;1052 19.7.2;17.7.2 Erste Kenntnisse von einer Chemie der Edelgase;1053 19.7.3;17.7.3 Entdeckung isolierbarer Edelgas-Verbindungen;1055 19.7.4;17.7.4 Fluoride der Edelgase;1056 19.7.5;17.7.5 Bindungsverhältnisse in Edelgasfluoriden;1058 19.7.6;17.7.6 Strukturen isoelektronischer Halogenide mit 14 Valenzelektronen;1060 19.7.7;17.7.7 Weitere Verbindungen von Xenon;1061 19.7.8;17.7.8 Die Chemie von Krypton;1065 19.7.9;17.7.9 Die Chemie von Radon;1066 19.8;Aufgaben;1066 20;18 Periodizität und fortgeschrittene Aspekte der chemischen Bindung;1069 20.1;18.1 Grundsätzliche Tendenzen;1069 20.2;18.2 Anomalien aufgrund fehlender radialer Knoten;1070 20.2.1;18.2.1 Die 1s-Schale als Valenzschale: Besonderheiten von H und He;1070 20.2.2;18.2.2 Die 2p-Schale als Valenzschale: Besonderheiten der zweiten Periode;1071 20.2.3;18.2.3 Die 3d-Schale: Besonderheiten der ersten Übergangsmetallreihe;1096 20.2.4;18.2.4 Die 4f-Schale: Besonderheiten der Lanthanoide;1099 20.3;18.3 Anomalien aufgrund unvollständiger Abschirmung der Kernladung durch vorhergehende Schalen;1100 20.3.1;18.3.1 Ist Lithium oder Natrium elektronegativer?;1100 20.3.2;18.3.2 Konsequenzen der Scandid-Kontraktion;1101 20.3.3;18.3.3 Konsequenzen der Lanthanoid- und der Actinoid-Kontraktion;1103 20.4;18.4 Anomalien aufgrund relativistischer Effekte;1104 20.4.1;18.4.1 Einführung in die relativistischen Effekte;1104 20.4.2;18.4.2 Auswirkungen relativistischer Effekte auf periodische Trends;1108 20.4.3;18.4.3 Metallophile Wechselwirkungen;
1115 20.5;18.5 Valenzorbitale und Hybridisierung der d-Elemente;1116 20.5.1;18.5.1 Die Rolle der äußeren p-Orbitale bei den Übergangsmetallen;1116 20.5.2;18.5.2 Nicht-VSEPR-Strukturen von d0-d2-Systemen;1118 20.6;18.6 Abschließende Bemerkungen;1120 20.7;Aufgaben;1121 21;19 Bioanorganische Chemie;1125 21.1;19.1 Einführung;1125 21.2;19.2 Relative Häufigkeit und Bioverfügbarkeit der Elemente;1126 21.3;19.3 Biologische Funktion der Elemente;1128 21.4;19.4 Biomoleküle als Liganden;1129 21.5;19.5 Strukturgebende Funktion von anorganischen Verbindungen in der Natur;1134 21.6;19.6 Informationsübertragung;1135 21.7;19.7 Bioanorganische Chemie von Zink;1136 21.8;19.8 Bioanorganische Chemie von Kupfer;1145 21.9;19.9 Bioanorganische Chemie von Eisen;1150 21.9.1;19.9.1 Häm-Proteine;1152 21.9.2;19.9.2 Eisen-Schwefel-Proteine;1155 21.9.3;19.9.3 Andere Nicht-Häm-Proteine;1156 21.10;19.10 Bioanorganische Chemie von Cobalt;1164 21.11;19.11 Bioanorganische Chemie von Nickel;1168 21.12;19.12 Bioanorganische Chemie von Molybdän und Wolfram;1178 21.13;19.13 Bindung und Transport von Disauerstoff;1181 21.13.1;19.13.1 Bindung von Disauerstoff an Myoglobin;1181 21.13.2;19.13.2 Struktur und Funktion von Hämoglobin;1182 21.13.3;19.13.3 Physiologie von Myoglobin und Hämoglobin;1184 21.13.4;19.13.4 Andere biologische Disauerstoff-Überträger;1186 21.14;19.14 Photosynthese;1187 21.15;19.15 Stickstoff-Fixierung;1193 21.16;19.16 Medizinische anorganische Chemie;1198 21.16.1;19.16.1 Einführung;1198 21.16.2;19.16.2 Therapeutische Anwendungen von Metallkomplexen;1199 21.16.3;19.16.3 Diagnostische Anwendungen von Metallkomplexen;1203 21.17;Aufgaben;1205 22;Anhang A Tabelle der Elemente;1209 23;Anhang B Einheiten und Umrechnungsfaktoren;1213 24;Anhang C Atomare Energiezustände und Termsymbole;1217 25;Anhang D Charaktertafeln;1225 26;Anhang E Standard-Reduktionspotentiale;1235 27;Anhang F Tanabe-Sugano-Diagramme;1237 28;Anhang G IUPAC Empfehlungen zur Nomenklatur in der anorganischen Chemie;1241 29;Curri
cula Vitae;1287 30;Index;1289