Anorganische Chemie für Dummies

Uwe Böhme hält als Privatdozent Vorlesungen in Anorganischer und Theoretischer Chemie an der TU Bergakademie Freiberg.

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