Details

Chemie fur Einsteiger und Durchsteiger


Chemie fur Einsteiger und Durchsteiger


Verdammt clever! 1. Aufl.

von: Thomas Wurm

21,99 €

Verlag: Wiley-VCH
Format: EPUB
Veröffentl.: 16.01.2013
ISBN/EAN: 9783527669745
Sprache: deutsch
Anzahl Seiten: 369

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Beschreibungen

Kompakt und 'verdammt clever' auf den Punkt gebracht - vermittelt dieses Einsteiger-Buch das unverzichtbare chemische Grundwissen<br> für 'Chemie-Nebenfächler'. Die Studenten können sowohl Studenten der Lebenswissenschaften (Medizin, Biologie) als auch technischer Fachrichtungen (z.B. Maschinenbau, Umwelttechnik...) sein. Mit dem didaktischen Ansatz, zuerst Problemstellung - dann Antwort, fördert das Buch die aktive Auseinandersetzung mit dem Stoff.<br> <br> Mit dem Blick aufs Wesentliche gerichtet, sind alle Hauptthemen der anorganischen und organischen Chemie äußerst verständlich erklärt und abgedeckt. Dabei unterstützen besondere Textelemente Ihren Lernerfolg:<br> <br> * Für inhaltliche Orientierung sorgen optisch hervorgehobene Schlüsselthemen am Kapitelanfang.<br> * Das Wichtigste wird kurz und prägnant in Definitionen und Merksätzen zusammengefasst.<br> * Beispiele helfen beim Anwenden des Lernstoffs.<br> * Wissenstest und Prüfungsvorbereitung: Aufgaben mit Lösungen helfen ungemein beim eigenständigen Überprüfen des Gelernten.
<b>1 Aufbau der Materie, Atombau und Periodensystem 1</b> <p>1.1 Aufbau der Materie 1</p> <p>1.1.1 Reinstoffe 1</p> <p>1.1.2 Mischungen 1</p> <p>1.1.3 Elemente und Verbindungen 2</p> <p>1.2 Atombau 3</p> <p>1.2.1 Der Atomkern 3</p> <p>1.2.1.1 Die Atommasse 4</p> <p>1.2.1.2 Isotope 5</p> <p>1.2.1.3 Nuklide 6</p> <p>1.2.2 Die Elektronenhülle 7</p> <p>1.2.2.1 Das Schalenmodell 7</p> <p>1.2.2.2 Das Orbitalmodell 8</p> <p>1.2.2.3 Das Kästchenschema 10</p> <p>1.3 Das Periodensystem der Elemente (PSE) 14</p> <p>1.3.1 Ionisierungsenergie 17</p> <p>1.3.2 Elektronenaffinität 17</p> <p>1.3.3 Metalle und Nichtmetalle 18</p> <p>1.3.4 Elektronegativität 19</p> <p>1.4 Radioaktivität 19</p> <p>1.4.1 Natürliche Radioaktivität 20</p> <p>1.4.2 Die Halbwertszeit 21</p> <p>1.4.3 Zerfallsreihen 21</p> <p>1.4.4 Kernumwandlungen 21</p> <p>1.4.5 Kernspaltung 22</p> <p>1.4.6 Künstliche Nuklide 22</p> <p><b>2 Reaktionsgleichungen und Stöchiometrie 25</b></p> <p>2.1 Die Reaktionsgleichung 25</p> <p>2.2 Umgesetzte Mengen und Massen 27</p> <p>2.3 Die Stoffmenge Mol 28</p> <p>2.4 Reaktionstypen in der Chemie 31</p> <p>2.5 Konzentrationsangaben 31</p> <p>2.5.1 Molare Lösungen 31</p> <p>2.5.2 Prozentangaben 32</p> <p>2.5.2.1 Massenprozent (m/m) 32</p> <p>2.5.2.2 Prozent (m/V) 33</p> <p>2.5.2.3 Volumenprozent (V/V oder Vol.-%) 33</p> <p>2.5.3 Kleine Konzentrationen 34</p> <p>2.6 Die Aktivität 35</p> <p>2.7 Rechenbeispiele 35</p> <p>2.8 Mischungsrechnen 36</p> <p><b>3 Bindungsarten 39</b></p> <p>3.1 Die Ionenbindung 39</p> <p>3.1.1 Kationenbildung 42</p> <p>3.1.2 Anionenbildung 43</p> <p>3.1.3 Salzbildung 44</p> <p>3.1.4 Kristallwasser 46</p> <p>3.1.5 Die molare Masse eines Salzes 47</p> <p>3.1.6 Saure Salze 47</p> <p>3.1.7 Kristallformen 47</p> <p>3.2 Die Metallbindung 48</p> <p>3.3 Die Elektronenpaarbindung 49</p> <p>3.3.1 Lewis-Formeln 50</p> <p>3.4 Mehrfachbindungen 52</p> <p>3.4.1 Polare und unpolare Elektronenpaarbindungen 54</p> <p>3.4.2 Die räumliche Anordnung von Molekülen 55</p> <p>3.4.3 Anionenkomplexe 56</p> <p>3.5 Komplexbindung 58</p> <p>3.6 Bindungskräfte zwischen Molekülen 61</p> <p>3.6.1 Ion-Dipol 61</p> <p>3.6.2 Dipol-Dipol 61</p> <p>3.6.3 Sonderfall Wasserstoffbrückenbindung 62</p> <p>3.6.4 Induzierte Dipole und Van-der-Waals-Kräfte 62</p> <p>3.6.5 Hydrophobe Bindungen 63</p> <p><b>4 Kinetik und Thermodynamik 65</b></p> <p>4.1 Chemische Kinetik 65</p> <p>4.1.1 Die Reaktionsgeschwindigkeit 65</p> <p>4.1.2 Die Stoßtheorie 67</p> <p>4.1.3 Das chemische Gleichgewicht 68</p> <p>4.1.4 Das Massenwirkungsgesetz 70</p> <p>4.1.5 Das Prinzip des kleinsten Zwangs 72</p> <p>4.1.6 Folgereaktionen 73</p> <p>4.1.7 Die Reaktionsordnung 73</p> <p>4.1.8 Die Molekularität einer Reaktion 75</p> <p>4.2 Thermodynamik 76</p> <p>4.2.1 Systeme 77</p> <p>4.2.2 Energieformen 77</p> <p>4.2.3 Energieinhalt 78</p> <p>4.2.4 Energiedifferenzen 80</p> <p>4.2.5 Die Enthalpie 82</p> <p>4.2.6 Enthalpieberechnungen 83</p> <p>4.2.7 Die innere EnergieU 85</p> <p>4.2.8 Die Entropie 86</p> <p>4.2.9 Die Gibbs-Energie 88</p> <p>4.3 Verbindungen zwischen Kinetik und Thermodynamik 91</p> <p>4.3.1 Starten einer Reaktion 91</p> <p>4.3.2 Katalysatoren 92</p> <p>4.3.3 Die Gibbs-Energie und das chemische Gleichgewicht 93</p> <p><b>5 Zustandsformen der Materie 97</b></p> <p>5.1 Die Aggregatzustände 97</p> <p>5.2 Phasenübergänge 99</p> <p>5.3 Lösungen 100</p> <p>5.3.1 Echte und kolloidale Lösungen 100</p> <p>5.3.2 Löslichkeit 100</p> <p>5.3.3 Allgemeine Regeln zur Löslichkeit 101</p> <p>5.3.4 Das Löslichkeitsprodukt 102</p> <p>5.3.5 Elektrolyte 103</p> <p>5.3.6 Kolligative Eigenschaften 104</p> <p>5.3.7 Die Oberflächenspannung 106</p> <p><b>6 Säuren und Basen 109</b></p> <p>6.1 Die Theorien von Arrhenius und Brönsted 109</p> <p>6.2 Die Stärke von Säuren und Basen 111</p> <p>6.2.1 Starke Säuren 112</p> <p>6.2.2 Schwache Säuren 113</p> <p>6.2.3 Die Reaktion des Anions einer schwachen Säure 113</p> <p>6.2.4 Die Wertigkeit von Säuren und Basen 114</p> <p>6.2.5 Der pKs-Wert 115</p> <p>6.2.6 Starke und schwache Elektrolyte 116</p> <p>6.2.7 Starke und schwache Basen 117</p> <p>6.2.8 Die Säuredefinition nach Lewis 117</p> <p>6.2.9 Ampholyte 118</p> <p>6.3 Die Neutralisationsreaktion 118</p> <p>6.4 Der pH-Wert 119</p> <p>6.4.1 Die Dissoziation des Wassers 119</p> <p>6.4.2 Der pH-Wert 120</p> <p>6.4.3 Reaktionen von Salzen in Wasser 122</p> <p>6.4.4 pH-Wert-Berechnungen 124</p> <p>6.5 Puffer 125</p> <p>6.5.1 Bestandteile von Puffern 126</p> <p>6.5.2 pH-Wert-Berechnungen und Pufferlösungen 127</p> <p><b>7 Redoxreaktionen 129</b></p> <p>7.1 Die Reaktion von Metallen mit Sauerstoff 129</p> <p>7.2 Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen 130</p> <p>7.3 Die Knallgasreaktion 131</p> <p>7.4 Die Elektronenverteilung in Verbindungen 132</p> <p>7.5 Oxidationszahlen 132</p> <p>7.6 Häufig vorkommende Typen von Redoxreaktionen 134</p> <p>7.6.1 Verbrennung 134</p> <p>7.6.2 Rosten 135</p> <p>7.6.3 Änderung der Sauerstoffanzahl im Molekül 135</p> <p>7.6.4 Reaktionen von Metallen untereinander 135</p> <p>7.6.5 Andere Redoxreaktionen ohne Beteiligung von Sauerstoff 136</p> <p>7.7 Elementare Vorgänge bei Redoxreaktionen 136</p> <p>7.8 Oxidations- und Reduktionsmittel 137</p> <p>7.9 Das Aufstellen von Redoxgleichungen 138</p> <p>7.9.1 Teilgleichungen 138</p> <p>7.9.2 Basisches oder saures Milieu? 139</p> <p>7.9.3 Die Bilanz 139</p> <p>7.10 Disproportionierung und Komproportionierung 141</p> <p>7.11 Die Spannungsreihe der Metalle 142</p> <p>7.12 Elektrochemie 146</p> <p>7.12.1 Elektrolyse 146</p> <p>7.12.2 Galvanische Elemente 147</p> <p><b>8 Angewandte anorganische Chemie 151</b></p> <p>8.1 Großtechnische Prozesse 151</p> <p>8.1.1 Roheisengewinnung und Stahlproduktion 151</p> <p>8.1.2 Schwefelsäureherstellung 151</p> <p>8.1.3 Salpetersäureherstellung 152</p> <p>8.1.4 Salzsäureherstellung 152</p> <p>8.1.5 Die Chlor-Alkali-Elektrolyse 152</p> <p>8.1.6 Ammoniaksynthese 153</p> <p>8.1.7 Sodaherstellung 153</p> <p>8.2 Anorganische Analytik 153</p> <p>8.2.1 Identitätsprüfungen 153</p> <p>8.2.2 Gehaltsbestimmungen 154</p> <p><b>9 Fragen zu den Kapiteln 1–7 (Allgemeine und anorganische Chemie) 157</b></p> <p><b>10 Lösungen zu Kapitel 9 171</b></p> <p><b>11 Sonderstellung des Kohlenstoffs 197</b></p> <p>11.1 Die Stellung des Kohlenstoffs im PSE 197</p> <p>11.2 Die Bildung von Hybridorbitalen 198</p> <p>11.3 Kohlenwasserstoffe 201</p> <p>11.4 Die Einteilung organischer Verbindungen: Funktionelle Gruppen 202</p> <p><b>12 Kohlenwasserstoffe 205</b></p> <p>12.1 Alkane 205</p> <p>12.2 Verzweigte Alkane 207</p> <p>12.2.1 Isomerie 208</p> <p>12.3 Alkene 209</p> <p>12.3.1 Polyene 210</p> <p>12.4 Alkine 211</p> <p>12.5 Aliphaten 211</p> <p>12.6 Cyclische Kohlenwasserstoffe 211</p> <p>12.7 Physikalische Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe 212</p> <p>12.8 Chemische Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe 213</p> <p>12.8.1 Alkane 213</p> <p>12.8.2 Alkene 214</p> <p>12.9 Aromatische Verbindungen 215</p> <p>12.10 Erdöl und Kohle 217</p> <p>12.11 Reaktionen der Aromaten 218</p> <p>12.12 Halogenierte Kohlenwasserstoffe 219</p> <p><b>13 Alkohole 223</b></p> <p>13.1 Einwertige Alkohole 223</p> <p>13.2 Mehrwertige Alkohole 225</p> <p>13.3 Primäre, sekundäre und tertiäre Hydroxylgruppen 226</p> <p>13.4 Reaktionen von Alkoholen 228</p> <p>13.4.1 Etherbildung 228</p> <p>13.4.2 Eigenschaften von Ethern 229</p> <p>13.4.3 Organische Ester (niemals Esther!) 229</p> <p>13.4.4 Nomenklatur der Ester 230</p> <p>13.4.5 Anorganische Ester 230</p> <p>13.4.6 Die Oxidation von Alkoholen 231</p> <p>13.5 Phenole 233</p> <p>13.5.1 Die saure Reaktion 233</p> <p>13.5.2 Die Oxidation von Phenolen 234</p> <p>13.5.3 Ether und Ester mit Phenolen 234</p> <p><b>14 Aldehyde und Ketone 237</b></p> <p>14.1 Die Carbonylgruppe 237</p> <p>14.2 Nomenklatur der Aldehyde 238</p> <p>14.3 Nomenklatur der Ketone 238</p> <p>14.4 Reaktionen der Carbonylgruppe 239</p> <p>14.4.1 Anlagerung von Wasser 241</p> <p>14.4.2 Halbe und volle Acetale 241</p> <p>14.4.3 Polymerisationen 242</p> <p>14.4.4 Keto-Enol-Tautomerie 243</p> <p>14.4.5 Die Aldolkondensation als C-Ketten-Verlängerung 243</p> <p>14.4.6 Addition von Aminen 244</p> <p>14.4.7 Reduzierende Eigenschaften/Oxidation 245</p> <p><b>15 Amine 247</b></p> <p>15.1 Die Aminogruppe 247</p> <p>15.2 Primäre, sekundäre und tertiäre Amine 247</p> <p>15.3 Die Basizität der Amine 249</p> <p>15.4 Quartäre Amine 250</p> <p>15.5 Aromatische Amine 251</p> <p>15.6 Reaktionen mit salpetriger Säure/Nitrit 251</p> <p>15.7 Weitere stickstoffhaltige Verbindungen 252</p> <p>15.7.1 Ethylendiamin 252</p> <p>15.7.2 Nitro-Verbindungen 252</p> <p><b>16 Carbonsäuren 255</b></p> <p>16.1 Die Carboxyl-Gruppe 255</p> <p>16.2 Die homologe Reihe der Carbonsäuren 257</p> <p>16.3 Physikalische Eigenschaften 258</p> <p>16.4 Die Säurestärke 258</p> <p>16.5 Substituierte Carbonsäuren 260</p> <p>16.5.1 Hydroxycarbonsäuren 260</p> <p>16.5.2 Mehrwertige Carbonsäuren 261</p> <p>16.5.3 Halogenierte Carbonsäuren 261</p> <p>16.5.4 Ungesättigte Carbonsäuren 262</p> <p>16.5.5 Aminocarbonsäuren 262</p> <p>16.5.6 Aromatische Carbonsäuren 263</p> <p>16.6 Derivate der Carboxyl-Gruppe 263</p> <p>16.6.1 Säurehalogenide 264</p> <p>16.6.2 Säureanhydride 264</p> <p>16.6.3 Säureamide 265</p> <p>16.7 Typische Reaktionen von Carbonsäuren 266</p> <p>16.7.1 Die Reaktion mit Wasser 266</p> <p>16.7.2 Esterbildung und Verseifung 266</p> <p>16.7.3 Inter- und intramolekulare Verbindungen 267</p> <p>16.7.4 Schwefelhaltige Verbindungen 268</p> <p><b>17 Reaktionstypen in der organischen Chemie 271</b></p> <p>17.1 Grundsätzliches 271</p> <p>17.1.1 Induktivität und Mesomerie 271</p> <p>17.1.2 Elektrophile und nucleophile Teilchen 272</p> <p>17.1.3 Radikale 273</p> <p>17.1.4 Übergangszustände und Zwischenstufen 273</p> <p>17.1.5 Begriffe 274</p> <p>17.2 Additionen 275</p> <p>17.2.1 Elektrophile Addition 275</p> <p>17.2.2 Verwandte Reaktionen 276</p> <p>17.2.3 Nucleophile Addition 276</p> <p>17.3 Substitutionen 277</p> <p>17.3.1 Elektrophile Substitution 278</p> <p>17.3.2 Die elektrophile Zweitsubstitution 279</p> <p>17.3.3 Radikalische Substitution 280</p> <p>17.4 Eliminierung 280</p> <p>17.5 Umlagerung 281</p> <p>17.6 Redoxreaktionen 282</p> <p><b>18 Isomerie 285</b></p> <p>18.1 Konformationsisomerie 285</p> <p>18.2 Strukturisomerie 286</p> <p>18.2.1 Ketten- oder Skelettisomerie 286</p> <p>18.2.2 Stellungsisomerie 287</p> <p>18.2.3 Tautomerie 287</p> <p>18.2.4 Funktionsisomerie 288</p> <p>18.2.5 Bindungs- oder Valenzisomere 288</p> <p>18.2.6 Isomerie bei Cycloalkanen 289</p> <p>18.3 Stereoisomerie 289</p> <p>18.3.1 Cis-trans- und E-Z-Isomerie 290</p> <p>18.3.2 Spiegelbild-Isomerie 291</p> <p>18.4 Optische Aktivität 295</p> <p><b>19 Kunststoffe 299</b></p> <p>19.1 Einteilung nach Materialeigenschaften 299</p> <p>19.2 Halbsynthetische Kunststoffe 299</p> <p>19.3 Vollsynthetische Kunststoffe 300</p> <p>19.3.1 Polymerisation 300</p> <p>19.3.2 Polykondensation 301</p> <p>19.3.3 Weitere Kunststoffe 301</p> <p>19.4 Silicone 301</p> <p><b>20 Naturstoffe 303</b></p> <p>20.1 Fette, Öle, Seifen, Wachse 303</p> <p>20.1.1 Fette und Öle 303</p> <p>20.1.2 Seifen 306</p> <p>20.1.3 Wachse 307</p> <p>20.2 Aminosäuren und Eiweiße 307</p> <p>20.2.1 Aminosäuren 307</p> <p>20.2.2 Eiweiße 309</p> <p>20.3 Kohlenhydrate 311</p> <p>20.3.1 Aldosen 312</p> <p>20.4 Nucleinsäuren 319</p> <p>20.4.1 Die DNA 320</p> <p>20.4.2 Die RNA 322</p> <p><b>21 Nomenklaturregeln und Fragen zu den Kapiteln 11–20 (Organische Chemie) 325</b></p> <p><b>22 Lösungen zu Kapitel 21 333</b></p> <p>Literatur 347</p>

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