Chemie für Ingenieure für Dummies

Uwe Böhme ist Dozent an der Universität Freiberg und unterrichtet dort Chemiker und Ingenieure. Außerdem ist er Autor von »Anorganische Chemie für Dummies«.

• Einführung 21Über dieses Buch 21Voraussetzungen 22Wie diesesBuchaufgebaut ist 22Teil I: Wofür wir Chemie brauchen 22Teil II: Konzepte und Modelle in der Chemie 23Teil III: Anorganische Chemie 23Teil IV:Organische Chemie 23Teil V: DerTop-Ten-Teil 24Anhänge 24Symbole,die in diesem Buch verwendet werden 24Wie es weitergeht 25Teil I Wofür wir Chemie brauchen 27Kapitel 1 Chemie im Alltag 29Chemie in derKüche 29Kaffee, Tee und Tabak 31Alleswird sauber mit Waschmitteln 32Edelsteine und Zahnpasta 35Pigmente und Farbstoffe 35Chemie früher und heute 35Kapitel 2 Chemie im Beruf 37Bauchemie, Geschirr und Zahnersatz 37Metalle und Legierungen alsWerkstoffe 38Korrosion –der Feind des Ingenieurs 41Künstliche und natürliche Makromoleküle 42Dünger und Sprengstoffe 42Brennstoffe,Kraftstoffe,Schmierstoffe und Straßenbelag 43Teil ii Konzepte und Modelle in der Chemie 45Kapitel 3 Die Sprache der Chemiker –Formeln, Gleichungen, Symbole 47Chemische Formeln 47Gleichungen 48Symbole 50Chemische Verbindungen benennen 50DasMol alsMaß fürdie Stoffmenge 52Kapitel 4 Die Struktur der Atome 55Der Atombau 55DasAufbauprinzip 56Gestaltder Orbitale 59s-Orbitale 60p-Orbitale 60d-Orbitale 61Kapitel 5 Das Periodensystem 63Periodizität derEigenschaften 63Die Elektronegativität alsHilfsmittel zurOrientierung 64VerschiedeneDarstellungsweisendes PSE 64»Familien« im PSE 66Hauptgruppen 66Nebengruppen 68Lanthanoideund Actinoide 69Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle 69Kapitel 6 Bindungsmodelle in der Chemie 71Metallbindungen 71Gitterstrukturender Metalle 72Ionenbeziehungen 74ZwischenIonenbeziehung und Atombindung 75Atombindungen 76Lewis-Formeln 76Die Geometrie von Molekülen 78Molekülorbitaltheorie 80Valenzstrukturtheorie 85VonMolekülenzum Festkörper –das Bändermodell 88Kapitel 7 Chemische Reaktionen 91Wärmeabgabe oder -aufnahme beiReaktionen 91Die Wärmelehre 93Daschemische Gleichgewicht 96Verschiebung des chemischen Gleichgewichts 97Die Reaktionsgeschwindigkeit 98Katalysatoren 99Kapitel 8 Säuren und Basen 101Säuren und Basen nach Arrhenius 101Säurenund Basen nach Brønsted 101DerpH-Wert 104Allesunter Kontrolle: Pufferlösungen 105Messung des pH-Werts 106Säuren und Basen nach Lewis 106Hart und weich im Reich der Säurenund Basen 107Nicht Superman, sondernSupersäure 108Kapitel 9 Elektrochemie 109Redoxreaktionen 109Oxidation 109Reduktion 110Deseinen Verlust ist des anderen Gewinn 110DasStandardelektrodenpotenzial 112Elektrolyse 114Vonder Taschenlampe zum Laptop –elektrochemische Stromquellen 116Die Taschenlampenbatterie 116DerNickel-Cadmium-Akkumulator 117DerNickel-Metallhydrid-Akkumulator 117Bleiakkumulatoren 118Lithium-Ionen-Akkumulatoren 118Brennstoffzellen 118Teil iii Anorganische Chemie 119Kapitel 10 Wasserstoff und Wasser 121Wasser 121Struktur des Wassers 121Eigenschaften des Wassers 122Salzhydrate 125Wasserreinigung und Wasserenthärtung 126Brennstoffzellen 127Herstellung und Eigenschaften vonWasserstoff 128Herstellung 128Eigenschaften 129Verwendung 130Hydride 131Ionische Hydride 131Metallische Hydride 132Kovalente Hydride 132Hydridokomplexe 133Kapitel 11 Elektropositive Elemente 135Metalle durchSchmelzflusselektrolyse 136Wichtige Verbindungen derAlkalimetalle 136Chloride 137Hydroxide 137Natriumsulfat 139Nitrate 139Carbonate 139Elektrolytelemente in der Biochemie 140Chlorophyll 141Kalk/Zement/Gips 142Bor und seine Verbindungen 143Wichtige Verbindungen desBors 143Aluminiumund seine Verbindungen 148Wichtige Verbindungen desAluminiums 149Metallorganische Verbindungen der Hauptgruppenelemente 152Kapitel 12 Vom Kohlenstoff zum Blei –die 4. Hauptgruppe 157Kohlenstoff 157Elementarer Kohlenstoff 158Reaktionsverhalten von Kohlenstoff 161Verbindungen des Kohlenstoffs 162Silicium 164Darstellung 164Verwendung 165Reaktionsverhalten von Silicium 165Verbindungen des Siliciums 166Germanium, Zinn und Blei 173Die Elemente 173Verbindungen von Germanium, Zinn und Blei 174Bleiakkumulator 174Kapitel 13 Die Nichtmetalle 177Stickstoff 177Stickstoffwasserstoffverbindungen 182Oxideund Säurendes Stickstoffs 184Phosphor 187Modifikationen des Phosphors 188Bindungsverhältnisse beimPhosphor 189Verbindungen des Phosphors 189Arsen, Antimon,Wismut 192GiftigesArsen 193Sauerstoff 193Ozon 194Wasserstoffperoxid 195Eigenschaften von Oxiden 196Schwefel 197Verbindungen des Schwefels 199Kapitel 14 Halogene und Edelgase 203Fluor 204Chlor, Brom und Iod 205Eigenschaften und Verwendung 206Verbindungen der Halogene 206Pseudohalogene und Pseudohalogenide 210Edelgase 212Verwendung 213Edelgasverbindungen 214Kapitel 15 Die Nebengruppenelemente imÜberblick 215Vergleichende Übersicht über die Eigenschaften der d- und f-Elemente 215Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischenHaupt- und Nebengruppenelementen –das Beispiel Magnesium und Zink 217Herstellung und Verwendung derMetalle 218Anreicherung der Erze 218Darstellung der Metalle 219Reinigung derMetalle 220Verwendung der Metalle 221Metallorganische Verbindungen der Übergangsmetalle 224Katalyse mit Übergangsmetallen 225Elementarreaktionen 227Beispiele für Komplexkatalysen 228Kapitel 16 Komplexverbindungen 239Der Chelateffekt 240Namenvon Komplexverbindungen 242Geometrie vonKomplexverbindungen 243Isomerie von Komplexverbindungen 244Bindungsverhältnisse inKomplexverbindungen 246Die 18-Valenzelektronenregel 247Valenzbindungstheorie 247Ligandenfeldtheorie 251Kapitel 17 Die Eigenschaften der Nebengruppenelemente 261Die 3. Nebengruppe 261Lanthanoideund Actinoide 262Kernspaltung und Kernreaktoren 2644. Nebengruppe 2685. Nebengruppe 2706. Nebengruppe 272Chromverbindungen 274Molybdän- und Wolframverbindungen 2777. Nebengruppe 2778. Nebengruppe 281Eisen 282Korrosion 284Eisen(II)-Verbindungen 285Eisen(III)-Verbindungen 286Eisenkomplexe in derNatur 287Cobalt 288Cobalt(II)-Verbindungen 289Cobalt(III)-Verbindungen 289VitaminB 12 290Nickel 291Oktaedrische Nickel(II)-Komplexe 291Tetraedrische Nickel(II)-Komplexe 292Quadratisch-planare Nickel(II)-Komplexe 293Nickel(0)-Komplexe 294Platinmetalle 2941. Nebengruppe 295Kupfer 295Silber 298Gold 2992. Nebengruppe 300Zink 301Cadmium 302Quecksilber 302Teil IV Organische Chemie 305Kapitel 18 Kohlenwasserstoffe 307Einteilung derKohlenwasserstoffe 307Alkaneund Cycloalkane 308Geradkettige Alkane 308Verzweigte Alkane 309RingförmigeAlkane 310Namenvon Alkanen 311Alkene 313Alkine 316Aromaten 320Erdöl 323Verarbeitung des Erdöls 324Erdgas 331Kohle 331Kapitel 19 Wichtige Verbindungsklassen der Organischen Chemie 335Alkohole 336Reaktionender Alkohole 340Aldehyde und Ketone 342Reaktivität der Carbonylverbindungen 345Carbonsäuren 347Carbonsäurederivate 350Ether 357Amine 358Heterocyclen 360Organische Halogenverbindungen 366Fazit 369Es gibt so viel mehrdadraußen 369Kapitel 20 Wichtige Reaktionstypen in der Organischen Chemie 371Austausch vonAtomen–die Substitution 371Radikalische Substitution 371Nukleophile Substitution 373Metallierung 375Elektrophile aromatischeSubstitution 375Hinzufügen oder Wegnehmenvon Atomen –Eliminierung und Addition 381Eliminierung 381Addition 382Änderung derOxidationsstufe –Oxidation und Reduktion 383Oxidationund Dehydrierung 384Reduktion 385Kapitel 21 Kunststoffe und Polymere 387Polymerisation 387Synthetischerund natürlicher Kautschuk 393Polykondensation 394Polyaddition 400Eigenschaften von Kunststoffen 401Thermoplaste 402Duroplaste 403Elastomere 403Die Qual der Wahl 403Kapitel 22 Naturstoffe 405Kohlenhydrate 405Monosaccharide 405Disaccharide 408Polysaccharide 408Lipide 410Fette und Öle 411Wachse 412Komplexe Lipide 412Proteine 413Struktur von Proteinen 415Nukleinsäuren 416Aufbau von Nukleotiden 416EinBauplan für die DNS 418Die Bausteine des Lebens 420Überall sind Naturstoffe 420Teil V Der Top-ten-teil 423Kapitel 23 Zehn wichtige Moleküle 425Wasser 425Kohlendioxid 426Natriumchlorid –Kochsalz 427Ammoniak 427Glucose 428Adrenalin 428Koffein 428Acetylsalicylsäure 4292-Phenylethanol 429VitaminA 430Kapitel 24 Zehn Tipps für Studenten 431Positiv Denken! 431SchreibenSie in Vorlesungen mit! 431NutzenSie die Seminareund Übungen! 431LösenSie Aufgaben! 432Praktika während desStudiums 432StellenSie sichvor! 432E-Mails 432Lernen Sie langfristig! 433Eine Prüfung ist einwichtiges Ereignis! 433Dresscode 434Kapitel 25 Zehn Tipps für wissenschaftliches Arbeiten 435DasThema 435DerBetreuer 436Machen Sie sich einenZeitplan 436LesenSie dieFachliteratur 436Schreiben Sie Protokolle 437DasKonzept der Arbeit 437Die Arbeit schreiben 437Sprache und Stil 438Vorsicht bei der Nutzung des Internets 438Zitate und Literaturangaben 438Anhang A 441 Hilfreiche Webseiten 441Anhang B 445 Chemische Größen,Einheiten,Konstanten 445Stichwortverzeichnis 449