Metalle, Halbmetalle, Salze, Nichtmetallverbindungen ohne Kohlenstoff, Komplexe und Cluster: Mit all dem müssen Sie sich in der Anorganischen Chemie herumschlagen. Dieses Buch hilft Ihnen, den Kopf über Wasser zu halten. Sie erfahren, was Sie zu Wasser, elektropositiven Elementen und Elementen der weiteren Haupt- und Nebengruppen, Komplexverbindungen und vielem mehr wissen sollten. Abgerundet wird das Buch durch eine Einführung in die gängigen Analysemethoden. So verliert die Anorganische Chemie auch für Sie ihren Schrecken.
Inhaltsverzeichnis
Ü ber den Autor 9
Einfü hrung 21
Ü ber dieses Buch 21
Voraussetzungen 22
Wie dieses Buch aufgebaut ist 22
Teil I: Chemie der Elemente 22
Teil II: Konzepte und Modelle in der Anorganischen Chemie 23
Teil III: Analytische Methoden 23
Teil IV: Der Top-Ten-Teil 23
Anhä nge 23
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 24
Wie es weitergeht 24
Teil I: Chemie der Elemente 25
Kapitel 1 Was ist Anorganische Chemie? 27
Anorganische Chemie im Alltag 27
Anorganische Chemie in der Kü che 27
Bauchemie und Geschirr 28
Dü nger und Sprengstoffe 28
Edelsteine und Zahnpaste 29
Pigmente und Farbstoffe 29
Anorganische Chemie frü her und heute 29
Die Sprache der Chemiker - Formeln, Gleichungen, Symbole 30
Elektronegativitä t und Periodizitä t der Eigenschaften - wichtige Hilfsmittel zur Orientierung 33
Kapitel 2 Wasserstoff und Wasser 37
Struktur des Wassers 37
Eigenschaften des Wassers 38
Salzhydrate 40
Wasserreinigung und Wasserenthä rtung 40
Brennstoffzellen 41
Herstellung und Eigenschaften von Wasserstoff 42
Herstellung 42
Eigenschaften 43
Verwendung 45
Hydride 45
Ionische Hydride 45
Metallische Hydride 46
Kovalente Hydride 47
Hydridokomplexe 47
Kapitel 3 Elektropositive Elemente 49
Metalle durch Schmelzflusselektrolyse 50
Wichtige Verbindungen der Alkalimetalle 51
Chloride 51
Hydroxide 51
Natriumsulfat 53
Nitrate 53
Carbonate 53
Elektrolytelemente in der Biochemie 54
Chlorophyll 55
Kalk/Zement/Gips 56
Bor und seine Verbindungen 57
Wichtige Verbindungen des Bors 57
Aluminium und seine Verbindungen 62
Wichtige Verbindungen des Aluminiums 63
Metallorganische Verbindungen der Hauptgruppenelemente 66
Kapitel 4 Vom Kohlenstoff zum Blei - die 4 Hauptgruppe 71
Kohlenstoff 71
Elementarer Kohlenstoff 72
Reaktionsverhalten von Kohlenstoff 76
Verbindungen des Kohlenstoffs 76
Silicium 79
Darstellung 79
Verwendung 79
Reaktionsverhalten von Silicium 80
Verbindungen des Siliciums 80
Germanium, Zinn und Blei 88
Die Elemente 88
Verbindungen von Germanium, Zinn und Blei 88
Bleiakkumulator 89
Kapitel 5 Die Nichtmetalle 91
Stickstoff 91
Stickstoffwasserstoffverbindungen 96
Oxide und Sä uren des Stickstoffs 98
Phosphor 102
Modifikationen des Phosphors 102
Bindungsverhä ltnisse beim Phosphor 103
Verbindungen des Phosphors 104
Arsen, Antimon, Wismut 107
Giftiges Arsen 108
Sauerstoff 108
Ozon 109
Wasserstoffperoxid 110
Eigenschaften von Oxiden 111
Schwefel 112
Verbindungen des Schwefels 113
Kapitel 6 Halogene und Edelgase 117
Fluor 118
Chlor, Brom und lod 119
Eigenschaften und Verwendung 120
Verbindungen der Halogene 121
Pseudohalogene und Pseudohalogenide 124
Edelgase 126
Verwendung 128
Edelgasverbindungen 128
Kapitel 7 Die Nebengruppenelemente im Ü berblick 129
Vergleichende Ü bersicht ü ber die Eigenschaften der d- und f-Elemente 129
Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Haupt- und Nebengruppenelementen - das Beispiel Magnesium und Zink 132
Herstellung und Verwendung der Metalle 132
Anreicherung der Erze 133
Darstellung der Metalle 133
Reinigung der Metalle 134
Verwendung der Metalle 135
Metallcarbonyle 138
Cluster 140
Metallorganische Verbindungen der Ü bergangsmetalle 141
Alkyl- und Arylverbindungen 142
-Komplexe 143
Katalyse mit Ü bergangsmetallen 147
Elementarreaktionen 148
Beispiele fü r Komplexkatalysen 150
Acetaldehyd aus Ethen 153
Katalytische Hydrierung 153
Olefinpolymerisation 156
Kapitel 8 Komplexverbindungen 159
Der Chelateffekt 161
Namen von Komplexverbindungen 162
Geometrie von Komplexverbindungen 163
Isomerie von Komplexverbindungen 164
Bindungsverhä ltnisse in Komplexverbindungen 167
Die 18-Valenzelektronenregel 167
Valenzbindungstheorie 168
Ligandenfeldtheorie 171
Kapitel 9 Die Eigenschaften der Nebengruppenelemente 189
Die 3 Nebengruppe 189
Lanthanoide und Actinoide 190
Kernspaltung und Kernreaktoren 192
Die 4 Nebengruppe 196
Die 5 Nebengruppe 198
Die 6 Nebengruppe 200
Chromverbindungen 201
Molybdä n und Wolframverbindungen 205
Die 7 Nebengruppe 206
Die 8 Nebengruppe 209
Eisen 211
Korrosion 213
Eisen(II)-Verbindungen 214
Eisen(III)-Verbindungen 214
Eisenkomplexe in der Natur 216
Cobalt 217
Cobalt(II)-Verbindungen 217
Cobalt(Ill)-Verbindungen 217
Vitamin B12 218
Nickel 220
Oktaedrische Nickel(II)-Komplexe 220
Tetraedrische Nickel(II)-Komplexe 221
Quadratisch-planare Nickel(II)-Komplexe 221
Nickel(O)-Komplexe 222
Platinmetalle 223
Die 1 Nebengruppe 224
Kupfer 224
Silber 228
Gold 230
Die 2 Nebengruppe 231
Zink 231
Zinkverbindungen 232
Cadmium 232
Quecksilber 233
Teil II: Konzepte und Modelle in der Anorganischen Chemie 235
Kapitel 10 Sä uren und Basen 237
Sä uren und Basen nach Arrhenius 237
Sä uren und Basen nach Brø nsted 238
Der pH-Wert 240
Alles unter Kontrolle: Pufferlö sungen 241
Messung des pH-Werts 242
Sä uren und Basen nach Lewis 242
Hart und weich im Reich der Sä uren und Basen 243
Nicht Superman, sondern Supersä ure 244
Kapitel 11 Elektrochemie 245
Redoxreaktionen 245
Oxidation 246
Reduktion 246
Des einen Verlust ist des anderen Gewinn 246
Das Standardelektrodenpotenzial 248
Elektrolyse 250
Von der Taschenlampe zum Laptop - elektrochemische Stromquellen 252
Die Taschenlampenbatterie 252
Der Nickel-Cadmium-Akkumulator 253
Der Nickel-Metallhydrid-Akkumulator 253
Bleiakkumulatoren 253
Lithium-Ionen-Akkumulatoren 253
Brennstoffzellen 254
Kapitel 12 Die Struktur der Atome 255
Der Atombau 255
Das Aufbauprinzip 256
Gestalt der Orbitale 259
s-Orbitale 260
p-Orbitale 260
d-Orbitale 261
Kapitel 13 Bindungsmodelle in der Anorganischen Chemie 263
Metallbindungen 263
Ionenbeziehungen 264
Zwischen Ionenbeziehung und Atombindung 265
Atombindungen 265
Lewis-Formeln 266
Die Geometrie von Molekü len 268
Molekü lorbitaltheorie 270
Valenzstrukturtheorie 274
Teil III: Analytische Methoden 277
Kapitel 14 Qualitative Analyse - der Trennungsgang 279
Vorbereitung der Probe 279
Soda-Pottasche-Aufschluss 280
Saurer Aufschluss 280
Oxidationsschmelze 281
Freiberger Aufschluss 281
Nachweis der Anionen 281
Nachweis der Kationen 282
Kapitel 15 Quantitative Analyse 285
Titration 285
Elektrochemische Indikation 288
Gravimetrie 289
Moderne Elementanalytik 289
AAS 291
AES 291
ICP-OES 291
RFA 291
Anwendungen 292
Kapitel 16 Elektrochemische Analytik 293
Konduktometrie 293
Potenziometrie 294
pH-Wert messen 295
Cyclovoltammetrie 296
Polarografie 297
Coulometrie 299
Elektrogravimetrie 300
Kapitel 17 Molekü le sichtbar machen -die Einkristall-Strukturanalyse 301
Ergebnisse der Strukturbestimmung 304
Ein Beispiel fü r eine Einkristall-Strukturanalyse 304
Kapitel 18 Spektroskopische Methoden 307
Molekü le absorbieren Licht - die UV-Vis-Spektroskopie 308
Molekü le tanzen - die IR- und Raman-Spektroskopie 310
Teil IV: Der Top-Ten-Teil 313
Kapitel 19 Zehn wichtige Entdeckungen in der Anorganischen Chemie 315
Organische und Anorganische Verbindungen sind verwandt 315
Pflanzen brauchen Dü nger 316
Periodizitä t der Elemente 316
Die Entdeckung der Radioaktivitä t 317
Das erste Hightech-Material 317
Die Entdeckung der Katalyse 317
Das Grignard-Reagenz 318
Dü nger und Sprengstoffe - die Ammoniaksynthese 318
Silikone fü r alle 319
Das Ziegler-Natta-Verfahren 319
Kapitel 20 Zehn Tipps fü r Studenten 321
Positiv denken! 321
Schreiben Sie in Vorlesungen mit! 321
Nutzen Sie die Seminare und Ü bungen! 322
Lö sen Sie Aufgaben! 322
Praktika wä hrend des Studiums 322
Stellen Sie sich vor! 322
E-Mails 323
Lernen Sie langfristig! 323
Eine Prü fung ist ein wichtiges Ereignis! 323
Dresscode 324
Kapitel 21 Zehn Tipps fü r wissenschaftliches Arbeiten 325
Das Thema 325
Der Betreuer 326
Machen Sie sich einen Zeitplan 326
Lesen Sie die Fachliteratur 326
Schreiben Sie Protokolle 327
Das Konzept der Arbeit 327
Die Arbeit schreiben 328
Sprache und Stil 328
Vorsicht bei der Nutzung des Internets 329
Zitate und Literaturangaben 329
Anhang A Hilfreiche Webseiten 331
Lexika und Nachschlagewerke 331
Vorlesungen und Lehrmaterialien zur Anorganischen Chemie 332
Portale 332
Software 333
Spektroskopische Datenbanken 333
Anhang B Weiterfü hrende Literatur 335
Lehrbü cher 335
Spezialgebiete 336
Nachschlagewerke 336
Synthesechemie 337
Analytische Chemie 338
Anhang C Wichtige Trivialnamen 339
Verbindungsklassen 339
Liste der Trivialnamen 339
Stichwortverzeichnis 343
