Details

Chemie für Dummies


Chemie für Dummies

Das Lehrbuch
Für Dummies 2. Auflage

von: Stefanie Ortanderl, Ulf Ritgen

35,99 €

Verlag: Wiley-VCH
Format: EPUB
Veröffentl.: 10.01.2019
ISBN/EAN: 9783527819904
Sprache: deutsch
Anzahl Seiten: 1244

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Beschreibungen

Chemie ist viel einfacher, als es häufig heißt. Dieses Buch soll dazu beitragen, ihr Interesse an diesem Fach zu wecken oder zu vertiefen. Alle grundlegenden Prinzipien der Chemie werden nachvollziehbar dargestellt. Querbezüge und Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Fachgebieten werden gezeigt. Sie werden keine Formel finden, deren Herleitung Sie nicht nachvollziehen können. Am Ende fast jeden Kapitels gibt es Übungsaufgaben. Ausführliche Lösungen gibt es natürlich auch. Das sollte nicht nur für die Prüfungen der ersten Semester reichen, sondern Ihnen auch ein sicheres Fundament für Ihr weiteres Studium bieten.
<p>Über die Autoren 7</p> <p><b>Einführung 29</b></p> <p>Törichte Annahmen über den Leser 31</p> <p>Zu diesem Buch 31</p> <p>Wie Sie dieses Buch einsetzen 32</p> <p>Symbole in diesem Buch 34</p> <p>Was Sie nicht lesenmüssen 35</p> <p>Wie dieses Buch aufgebaut ist 36</p> <p>Wie es weitergeht 39</p> <p><b>Teil I Ausrüstung Für die Chemische Expedition 41</b></p> <p><b>Kapitel 1 Denken wie die Naturwissenschaftler 43</b></p> <p>Von der Beobachtung zur Theorie 43</p> <p>Je nach Bedarf – Modelle und ihre Grenzen 49</p> <p><b>Kapitel 2 Kauderwelsch? – Fachchinesisch gehört dazu 53</b></p> <p>Grundgrößen 54</p> <p>Alles festgeklopft: die SI-Einheiten 55</p> <p>Normal ist das nicht 57</p> <p>Was ist denn ein Quadratliter? – In welchen Dimensionen denken wir eigentlich? 58</p> <p>Chemiker mögen’s extrem: sehr kleine und sehr große Zahlen 61</p> <p><b>Kapitel 3 Erkenntnisse über die Materie</b> <b>65</b></p> <p>Gesetzmäßigkeiten 67</p> <p>Einteilung der Stoffe 68</p> <p>Die Natur hat ihren eigenen Kopf 70</p> <p><b>Kapitel 4 Definitionssachen 73</b></p> <p>Hier geht es um <i>ein </i>Atom 73</p> <p>Hier geht es um <i>viele </i>Atome 79</p> <p>Was ist eine empirische Formel? 84</p> <p><b>Kapitel 5 Energetische Betrachtungen 89</b></p> <p>Was ist überhaupt Energie? 89</p> <p>Wie viel Energie ist das? 91</p> <p>Wundersame Verwandlungen 92</p> <p>Prozesse <i>ohne </i>Stoffveränderung – das ist Physik 94</p> <p>Prozesse <i>mit </i>Stoffumwandlung – das ist Chemie 96</p> <p><b>Kapitel 6 Damit müssen Sie rechnen 101</b></p> <p>Dreisatz 101</p> <p>Potenzen 103</p> <p>Logarithmus 104</p> <p>Achtung: Signifikanz 106</p> <p>Infinitesimalrechnung 108</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Unlösbares lösbar machen 113</p> <p><b>Teil II Atome und Periodensystem – das Brot Für Den Chemiker 119</b></p> <p><b>Kapitel 7 Das Atom steht Modell</b> <b>121</b></p> <p>DEMOKRIT 122</p> <p>DALTON 122</p> <p>THOMSON 123</p> <p>LENARD 124</p> <p>RUTHERFORD 125</p> <p>BOHR 127</p> <p>SOMMERFELD 127</p> <p>SCHRÖDINGER 128</p> <p>KIMBALL 129</p> <p><b>Kapitel 8 Das BOHR’sche Atommodell</b> <b>131</b></p> <p>Moment! Was ist denn überhaupt ein »Quant«? 132</p> <p>Das klassische Atom 132</p> <p>BOHR’sche Postulate 135</p> <p>Das Spektrum des Wasserstoffs 136</p> <p><b>Kapitel 9 Elektronen beim Wellenreiten</b> <b>143</b></p> <p>Was haben Licht, Wasser und Elektronen gemeinsam? 144</p> <p>Wie ist das mit SCHRÖDINGERs Katze? 151</p> <p>Quantenzahlen 154</p> <p>Orbitale 156</p> <p><b>Kapitel 10 Das Periodensystem der Elemente</b> <b>163</b></p> <p>Die sonderbare Ordnung der Elemente 163</p> <p>Wer zuerst kommt, besetzt die besten Plätze 166</p> <p>Was ist denn hier periodisch? 176</p> <p><b>Teil III Chemische Bindungen – </b><i><b>Oder</b></i><b>: Was Machen die Atome Den Ganzen Tag? 191</b></p> <p><b>Kapitel 11 Ionenbindungen – berührungsfreier Zusammenhalt 193</b></p> <p>Oktettregel – was wird hier geregelt? 194</p> <p>Die Bausteine 195</p> <p>Bis hierher und nicht weiter 198</p> <p>Die Gitterenergie ist entscheidend 199</p> <p>Gitterwelten 204</p> <p><b>Kapitel 12 Kovalente Bindung – hier entstehen Moleküle</b> <b>213</b></p> <p>Einfach, aber praktisch – die LEWIS-Schreibweise 214</p> <p>So viele Formeln! 216</p> <p>3D-Konstruktionen mithilfe des VSEPR-Modells 217</p> <p>Und die Orbitale? – Das VB-Modellmacht vieles anschaulich 223</p> <p>Warum <i>gibt </i>es überhaupt Moleküle? – die MO-Theorie weiß die Antwort 234</p> <p>Kein Modell kann alles leisten: VB trifft MO 249</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Symmetrie in der Chemie, Teil 1 – Moleküle 249</p> <p><b>Kapitel 13 Koordinative Bindung – Geschenke werden gerne genommen</b> <b>261</b></p> <p>Koordinative Bindungen in einfachen Molekülen 262</p> <p>Hier bekommen Sie Komplexe 262</p> <p>Komplexe Bindungen 268</p> <p>Nicht kaputt zu kriegen? 280</p> <p>Alles so schön bunt hier 284</p> <p>Isomerie 287</p> <p><b>Kapitel 14 Hart im Nehmen – die Metalle 295</b></p> <p>Metallische Eigenschaften 296</p> <p>Kristallstrukturen 298</p> <p>Wie hält das eigentlich zusammen? 309</p> <p><i>Nur für Streber: </i>EINSTEIN ist überall 317</p> <p><b>Kapitel 15 Intermolekulare Wechselwirkungen – Bedürfnis nach Gesellschaft 323</b></p> <p>Kräftevergleich 324</p> <p><b>Teil IV Thermodynamische Grundlagen – Was Geht Überhaupt? 331</b></p> <p><b>Kapitel 16 die Grammatik der Thermodynamik</b> <b>333</b></p> <p>Thermodynamisches Vokabular 334</p> <p>Die Hauptsätze 346</p> <p>Was treibt die Chemie an? 354</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Woher kommt das Massenwirkungsgesetz? 358</p> <p><b>Kapitel 17 Hier bekommen Sie (noch mehr) Zustände</b> <b>363</b></p> <p>Auf den Unterschied kommt es an 363</p> <p>Wer verursacht einen Zustand? 366</p> <p>Zustandsdiagramme 367</p> <p><b>Teil V Zustandsformen der Materie 377</b></p> <p><b>Kapitel 18 Gase</b> <b>379</b></p> <p>Gase machen Druck 380</p> <p>Das ideale Gasgesetz 384</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Gase genauer betrachtet – die kinetische Gastheorie 386</p> <p><b>Kapitel 19 Flüssigkeiten 389</b></p> <p>Erkennungsmerkmale 389</p> <p><b>Kapitel 20 Lösungen</b> <b>401</b></p> <p>Eine Lösung wird gesucht 402</p> <p>Lösungswärme 404</p> <p>Die Löslichkeit ist beeinflussbar 406</p> <p>Dies hängt von der Konzentration ab 409</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Immer diese Thermodynamik 415</p> <p><b>Kapitel 21 Feststoffe</b> <b>419</b></p> <p>Sind wir jetzt ordentlich oder nicht? – Kristallin oder amorph 419</p> <p>Gitter für Fortgeschrittene 420</p> <p>Polymorphie – Festkörper-Lego<sup>®</sup> 430</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Symmetrie in der Chemie, Teil 2 – im Gitter 433</p> <p><b>Teil VI Chemische Reaktionen und Alles, Was Dazugehört 441</b></p> <p><b>Kapitel 22 Stöchiometrie – wie viel reagiert denn da? 443</b></p> <p>Warum Reaktionsgleichungen? 444</p> <p>Lohnt sich das überhaupt? 448</p> <p><b>Kapitel 23 die Zeit läuft – wie schnell ist eine Reaktion?</b> <b>453</b></p> <p>Was ist überhaupt Reaktionsgeschwindigkeit? 454</p> <p>Erledigung der Formalitäten – Ordnung muss sein 456</p> <p>Geht’s nicht schneller? 459</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Reaktionsgeschwindigkeit mit Quantität 463</p> <p><b>Kapitel 24 Ein ewiges Hin und Her – das chemische Gleichgewicht</b> <b>469</b></p> <p>Von wegen Ruhe – hier ist alles dynamisch 469</p> <p>Der Weg zum Massenwirkungsgesetz (MWG) 472</p> <p>Chemie – keine Kämpfernatur: Rückzug garantiert 476</p> <p>Gesättigte Lösungen – das Löslichkeitsprodukt 481</p> <p><b>Kapitel 25 Geben und nehmen – Säure/Base-Gleichgewichte</b> <b>487</b></p> <p>Für alles gibt es Konzepte 488</p> <p>Wenn Wasser sonst nichts zu tun hat 493</p> <p>Der <i>p</i>H-Wert 495</p> <p>Lebenslang verheiratet – die Säure/Base-Paare 496</p> <p><i>p</i>H-Wert-Berechnung 504</p> <p>Titrationskurven – alle Facetten 516</p> <p>Kartoffelpuffer können so etwas nicht 524</p> <p><b>Kapitel 26 Chemie unter Strom – Elektrochemie 533</b></p> <p>Auch hier im Doppelpack 534</p> <p>Nützliche Oxidationszahlen 535</p> <p>Wie wird eine Redox-Gleichung aufgestellt? 538</p> <p>Hat durchaus Potential 541</p> <p>Was Redox-Paare sonst noch so können 550</p> <p>Batterien? – Kenne ich! 550</p> <p>Wenn Gewalt im Spiel ist – die Elektrolyse 556</p> <p>Was <i>ist </i>denn nun eine Batterie? 560</p> <p><b>Teil VII Stoffchemie – Jetzt Wird Es Konkret 563</b></p> <p><b>Kapitel 27 -id, -it, -at – wie denn nun?</b> <b>565</b></p> <p>Das Kind bekommt einen Namen 565</p> <p>Spitznamen – gar nicht trivial 570</p> <p><b>Kapitel 28 Elemente allein zu Haus</b> <b>573</b></p> <p>Allotropie – Polymorphie für Einzelgänger 573</p> <p>Mit uns spielt ja keiner – oder doch? die Edelgase 583</p> <p><b>Kapitel 29 Wenn Salzbildner keine Salze bilden – die Chemie der Halogene</b> <b>589</b></p> <p>Unter Ihresgleichen 590</p> <p>Salzsäure und Co. – die Halogenwasserstoffe HX 592</p> <p>Sauer mit Sauerstoff 593</p> <p>Halogene und der Rest des Periodensystems 596</p> <p><b>Kapitel 30 Mehr als nur Atemluft – Sauerstoff & Co 599</b></p> <p>Wasserstoffoxide – H<sub>2</sub>O und darüber hinaus 599</p> <p>Wenn Sauerstoff mit seinen Geschwistern spielt 601</p> <p>Wenn Stickstoff auf die Chalkogene trifft 606</p> <p>Chalkogene und der Rest der 5. Hauptgruppe 611</p> <p>Chalkogene und die 4. Hauptgruppe 616</p> <p>Wenn Salzbildner auf Erzbildner treffen – Chalkogene und Halogene 618</p> <p>Sie heißen ja nicht umsonst »Erzbildner« 619</p> <p><b>Kapitel 31 Ammoniak und mehr – die 5. Hauptgruppe</b> <b>621</b></p> <p>Was der Stickstoff so alles kann! 622</p> <p>Von niedermolekular zu hochmolekular – geometrisch betrachtet 633</p> <p><b>Kapitel 32 Unfassbar viele Möglichkeiten mit Kohlenstoff & Co 635</b></p> <p>Kohlenstoff und was er kann 636</p> <p>Silicium: wirklich der große Bruder vom Kohlenstoff 642</p> <p>Jetzt ist alles glasklar: SiO<sub>2 </sub>643</p> <p>Und weiter im Periodensystem: Germanium, Zinn und Blei 653</p> <p><b>Kapitel 33 Hier mangelt’s gewaltig – die 3. Hauptgruppe</b> <b>655</b></p> <p>Das hat man davon, wenn’s nicht reicht: Elektronenmangelverbindungen 655</p> <p>Borane – unendliche Vielfalt 666</p> <p>Zwischen den Welten: das Halbmetall Bor 670</p> <p><b>Kapitel 34 Metalle in Haupt- und Nebengruppen 673</b></p> <p>Welche Ladung darf ’s denn sein? 673</p> <p>Im Team: Legierungen – und darüber hinaus 684</p> <p><b>Teil VIII Organische Chemie – Chemie-Lego<sup>®</sup> Für Fortgeschrittene 693</b></p> <p><b>Kapitel 35 Aus altmach neu – aus AC wird OC</b> <b>695</b></p> <p>Vielfalt trotz weniger unterschiedlicher Bausteine 698</p> <p>Wie heißt denn das? – Systematische Nomenklatur 704</p> <p>Was für zappelige Dinger! 705</p> <p>Was Sie schon kennen – in neuem Lichte betrachtet 708</p> <p>Eigentlich gar nicht so unübersichtlich! 713</p> <p>Wie schlau sind wir schon? – Eine Zwischenbilanz 714</p> <p><b>Kapitel 36 Partnertausch in der OC</b> <b>717</b></p> <p>Gar nicht politisch: Freie Radikale 717</p> <p>Elektronisches Tauziehen 723</p> <p>Bild und Spiegelbild – Stereochemie 725</p> <p>Partnertausch auf anderem Wege: die Nucleophile Substitution 736</p> <p>Noch ein Wechselspiel der Kräfte – kinetisch versus thermodynamisch 741</p> <p><b>Kapitel 37 Erst die Scheidung, dann die Unzufriedenheit</b> <b>745</b></p> <p>Wenn man sich in der Chemie trennt: die Eliminierung 745</p> <p>Der Anfang einer neuen Beziehung 751</p> <p>Wenn Doppelbindungen einander bemerken 755</p> <p>Jenseits der Doppelbindung 760</p> <p>Kann sich der Wasserstoff bitte mal entscheiden? 762</p> <p><i>Nur für Streber: </i>MO in der OC? 764</p> <p><b>Kapitel 38 der Herr der Ringe 771</b></p> <p>Wenn der Kohlenstoff unter sich bleibt 771</p> <p>Mehr Abwechslung 779</p> <p>Wenn sich Mehrfachbindungen häufen 781</p> <p>Partnertausch am Ring 784</p> <p>Das muss doch auch anders gehen! – Ring-Varianten 789</p> <p><i>Nur für Streber: </i>Herr HÜCKEL! Sie schon wieder? 800</p> <p><b>Kapitel 39 Wenn nicht der Kohlenstoff den Ton angibt 809</b></p> <p>Alkohole – die großen Brüder des Wassers 809</p> <p>Wenn der Alkoholmit der Säure 814</p> <p>Lego<sup>®</sup> mit Ammoniak – Amine 816</p> <p><b>Kapitel 40 Wenn der Kohlenstoff langsam sauer wird</b> <b>819</b></p> <p>Nicht die jetzt auch noch! – Organische Redox-Reaktionen! 819</p> <p>Empfindliche Burschen & Putzmittel: Aldehyde und Ketone 821</p> <p>Jetzt ist er sauer 832</p> <p>Noch mehr Lego<sup>®</sup> 840</p> <p>Das Kind bekommt einen Namen – Teil 2: Prioritäten bei der Organischen Nomenklatur 844</p> <p><b>Kapitel 41 Alles gleichzeitig: Pericyclische Reaktionen</b> <b>849</b></p> <p>Erst auf, dann zu: Elektrocyclische Reaktionen 849</p> <p>Aus zweimach eins: Cycloadditionen 855</p> <p>Und wieder zurück: Cycloreversionen 858</p> <p>Und wer kein p-Orbital hat, bleibt draußen? – Sigmatrope Reaktionen 861</p> <p><b>Kapitel 42 </b><i><b>Nur für Streber: </b></i><b>Grundlagen der organischen Synthese</b> <b>869</b></p> <p>Wundersame Stoffumwandlung? 870</p> <p>Noch einmal: Redox 871</p> <p>Wenn die Kette länger wird 876</p> <p>Wo soll das alles enden? – Veränderungen 888</p> <p>Stereochemie in der Synthese 893</p> <p>Rückwärts gedacht: Retro-Synthese 896</p> <p><b>Kapitel 43 </b><i><b>Nur für Streber: </b></i><b>Spiel (fast) ohne Grenzen – Metallorganik/Elementorganik 903</b></p> <p>Kohlenstoff trifft Metall 903</p> <p>Nicht nur graue Theorie – Metallorganik in der Synthese 913</p> <p>Metall auf Metall – Mehrkernige Komplexe 919</p> <p>C und der Rest des PSE – wo OC auf AC trifft 921</p> <p><b>Teil IX Chemie – die Wissenschaft Des Lebens 925</b></p> <p><b>Kapitel 44 Ach, wie süß! – Traubenzucker und andere Kohlenhydrate 927</b></p> <p>Zwei große Familien 927</p> <p>Chemie-Lego<sup>®</sup> mit größeren Bausteinen 939</p> <p>…und wenn sie zusammengefügt warden 943</p> <p><b>Kapitel 45 Moleküle, die das Leben schreiben – DNA und RNA</b> <b>949</b></p> <p>Ein Schritt nach dem anderen 949</p> <p>Der große Bauplan – DNA 952</p> <p>Was die Natur damit macht 954</p> <p><b>Kapitel 46 Sauer und basisch auf Leben und Tod – Aminosäuren</b> <b>959</b></p> <p>Nicht alle Säuren sind einfach nur ätzend! 959</p> <p>Aminosäuren tun sich zusammen 969</p> <p>Proteine: Enzyme und mehr 977</p> <p><i>Nur für Streber: die </i>Mutanten kommen! 984</p> <p><b>Kapitel 47 Spüli in der Zellmembran? – Lipide</b> <b>989</b></p> <p>So dünn und so wichtig – Lipid-Doppelschichten 990</p> <p>Ständig in Bewegung: die Zellmembran (ein bisschen Biologie) 996</p> <p><b>Kapitel 48 Essen und Ausscheiden, Wachsen und Verwesen – alles ist Chemie</b> <b>999</b></p> <p>Warum atmen wir eigentlich? 999</p> <p>Der Stoffwechsel – ein bunter Strauß eigentlich einfacher Reaktionen 1002</p> <p>Ohne Chemie gäb’s Skorbut: Krankheiten, chemisch betrachtet 1013</p> <p>Leichengifte, Leichenstarre – pure Chemie 1015</p> <p>Was uns Pflanzen voraushaben – die Photosynthese 1019</p> <p>Wie bitte? – Bioanorganische Chemie?! 1020</p> <p>Was die Chemie dem Pharmazeuten beschert – SAR 1025</p> <p><b>Kapitel 49 Chemie-Lego<sup>®</sup> mit nur einem Baustein? – Terpene, Terpenoide … und darüber hinaus</b> <b>1037</b></p> <p>Kopf an Kopf, Kopf an Schwanz … drei Möglichkeiten 1039</p> <p>Eine große Familie 1041</p> <p>Woher <i>kommt </i>denn das? – die Biosynthese des Isoprens 1055</p> <p><b>Teil x … und sie spezialisieren sich doch! 1061</b></p> <p><b>Kapitel 50 Woher </b><i><b>weiß </b></i><b>man das alles? – die Analytik macht’s möglich</b> <b>1063</b></p> <p>Analytische Chemie im Reagenzglas 1063</p> <p>Was wirdmit Gemischen gemacht? – Wichtige Trennmethoden 1067</p> <p>Mit schwerem Gerät 1070</p> <p>Moleküle im Fleischwolf: Massenspektrometrie 1088</p> <p><b>Kapitel 51 Chemiker und Ingenieure halten zusammen – Technische Chemie</b> <b>1093</b></p> <p>Synthese im Tonnenmaßstab 1095</p> <p>Große Apparate müssen her 1097</p> <p>Der Weg ist das Ziel 1101</p> <p>Hier haben Ingenieure das Sagen 1103</p> <p><b>Kapitel 52 An der Grenze von Chemie und Physik – Kernchemie 1105</b></p> <p>Kernumwandlungen 1105</p> <p>Radioaktivität 1112</p> <p>Künstliche Kernumwandlungen 1120</p> <p><b>Teil XI der Top-Ten-Teil 1125</b></p> <p><b>Kapitel 53 Gestatten? – Politchemiker! Zehn Spezialgebiete der Chemie</b> <b>1127</b></p> <p>Polymerchemie 1127</p> <p>Umweltchemie 1129</p> <p>Lebensmittelchemie 1132</p> <p>Pharmazeutische Chemie 1134</p> <p>Kolloidchemie 1135</p> <p>Lackchemie 1137</p> <p>Bauchemie 1137</p> <p>Theoretische Chemie 1139</p> <p>Wirtschaftschemie 1139</p> <p>Kosmochemie 1141</p> <p><b>Kapitel 54 </b><i><b>So </b></i><b>bitte </b><i><b>nicht</b></i><b>! – Zehn Fettnäpfchen, denen Sie ausweichen sollten</b> <b>1143</b></p> <p>Das Wort »Atom« ist völlig überbewertet! 1143</p> <p>Umdeutungen von Fachtermini 1144</p> <p>Achten Sie auf Ihre Aussprache! 1144</p> <p>Was ist denn CO<sup>2</sup>?! 1144</p> <p>In Formeln sprechen 1144</p> <p>Die guten alten Polyeder 1145</p> <p>Lithium 1145</p> <p>Die Begriffe »oxidieren« und »reduzieren« 1145</p> <p>Manche Substanzen <i>heißen </i>einfach so! 1145</p> <p>Manche Substanzen heißen <i>eben nicht </i>so! 1145</p> <p>Glossar 1147</p> <p>Lösungen 1157</p> <p>Stichwortverzeichnis 1207</p>

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