Anorganische Chemie

Vorwort zur 8. Auflage

Inhalt

1 Atombau

1.1 Der atomare Aufbau der Materie

1.1.1 Der Elementbegriff

1.1.2 Daltons Atomtheorie

1.2 Der Atomaufbau

1.2.1 Elementarteilchen, Atomkern, Atomhülle

1.2.2 Chemische Elemente, Isotope, Atommassen

1.2.3 Massendefekt, Äquivalenz von Masse und Energie

1.3 Kernreaktionen

1.3.1 Radioaktivität

1.3.2 Künstliche Nuklide

1.3.3 Kernspaltung, Kernfusion

1.3.4 Kosmische Elementhäufigkeit, Elemententstehung

1.4 Die Struktur der Elektronenhülle

1.4.1 Bohr’sches Modell des Wasserstoffatoms

1.4.2 Die Deutung des Spektrums der Wasserstoffatome mit der Bohr’schen Theorie

1.4.3 Die Unbestimmtheitsbeziehung

1.4.4 Der Wellencharakter von Elektronen

1.4.5 Atomorbitale und Quantenzahlen des Wasserstoffatoms

1.4.6 Die Wellenfunktion, Eigenfunktionen des Wasserstoffatoms

1.4.7 Aufbau und Elektronenkonfiguration von Mehrelektronen-Atomen

1.4.8 Das Periodensystem (PSE)

1.4.9 Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Röntgenspektren

2 Die chemische Bindung

2.1 Die Ionenbindung

2.1.1 Allgemeines, Ionenkristalle

2.1.2 Ionenradien

2.1.3 Wichtige ionische Strukturen, Radienquotientenregel

2.1.4 Gitterenergie von Ionenkristallen

2.1.5 Born-Haber-Kreisprozess

2.2 Die Atombindung

2.2.1 Allgemeines, Lewis-Formeln

2.2.2 Bindigkeit, angeregter Zustand

2.2.3 Dative Bindung, formale Ladung

2.2.4 Das Valenzschalen-Elektronenpaar-Abstoßungs-Modell

2.2.5 Valenzbindungstheorie

2.2.6 Hybridisierung

2.2.7 p-Bindung

2.2.8 Mesomerie

2.2.9 Polare Atombindung, Dipole

2.2.10 Die Elektronegativität

2.2.11 Atomkristalle, Molekülkristalle

2.2.12 Molekülorbitaltheorie

2.3 Van-der-Waals-Kräfte

2.4 Der metallische Zustand

2.4.1 Eigenschaften von Metallen, Stellung im Periodensystem

2.4.2 Kristallstrukturen der Metalle

2.4.3 Atomradien von Metallen

2.4.4 Die metallische Bindung

2.4.4.1 Elektronengas

2.4.4.2 Energiebändermodell

2.4.4.3 Metalle, Isolatoren, Eigenhalbleiter

2.4.4.4 Dotierte Halbleiter (Störstellenhalbleiter)

2.4.5 Metallcluster, Clustermetalle

2.4.6 Intermetallische Systeme

2.4.6.1 Schmelzdiagramme von Zweistoffsystemen

2.4.6.2 Häufige intermetallische Phasen

2.5 Vergleich der Bindungsarten

2.6 Die Wasserstoffbindung

2.7 Methoden zur Strukturaufklärung

2.7.1 Symmetrie

2.7.1.1 Molekülsymmetrie

2.7.1.2 Kristallsymmetrie

2.7.2 Röntgenbeugung

2.7.3 Schwingungsspektroskopie

2.7.4 Kernresonanzspektroskopie

2.7.5 Photoelektronenspektroskopie

3 Die chemische Reaktion

3.1 Stoffmenge, Konzentration, Anteil, Äquivalent

3.2 Ideale Gase

3.3 Zustandsdiagramme

3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie

3.5 Das chemische Gleichgewicht

3.5.1 Allgemeines

3.5.2 Das Massenwirkungsgesetz (MWG)

3.5.3 Verschiebung der Gleichgewichtslage, Prinzip von Le Chatelier

3.5.4 Berechnung von Gleichgewichtskonstanten

3.6 Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen

3.6.1 Allgemeines

3.6.2 Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3.6.3 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3.6.4 Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht

3.6.5 Metastabile Systeme

3.6.6 Katalyse

3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und Basen

3.7.1 Lösungen, Elektrolyte

3.7.2 Leitfähigkeit, Aktivität

3.7.3 Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernst’sches Verteilungsgesetz

3.7.4 Säuren und Basen

3.7.5 pH-Wert, Ionenprodukt des Wassers

3.7.6 Säurestärke, pKs-Wert, Berechnung des pH-Wertes von Säuren

3.7.7 Protolysegrad, Ostwald’sches Verdünnungsgesetz

3.7.8 pH-Wert-Berechnung von Basen

3.7.9 Reaktion von Säuren mit Basen

3.7.10 pH-Wert-Berechnung von Salzlösungen

3.7.11 Pufferlösungen

3.7.12 Säure-Base-Indikatoren

3.7.13 Säure-Base-Reaktionen in nichtwässrigen Lösungsmitteln

3.7.14 Der Säure-Base-Begriff von Lewis

3.8 Redoxvorgänge

3.8.1 Oxidationszahl

3.8.2 Oxidation, Reduktion

3.8.3 Aufstellen von Redoxgleichungen

3.8.4 Galvanische Elemente

3.8.5 Berechnung von Redoxpotenzialen: Nernst’sche Gleichung

3.8.6 Konzentrationsketten, Elektroden zweiter Art

3.8.7 Die Standardwasserstoffelektrode

3.8.8 Die elektrochemische Spannungsreihe

3.8.9 Gleichgewichtslage bei Redoxprozessen

3.8.10 Die Elektrolyse

3.8.11 Elektrochemische Stromquellen

4 Die Elemente der Hauptgruppen

4.1 Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste

4.2 Wasserstoff

4.2.1 Allgemeine Eigenschaften

4.2.2 Vorkommen und Darstellung

4.2.3 Physikalische und chemische Eigenschaften

4.2.4 Wasserstoffisotope

4.2.5 Ortho- und Parawasserstoff

4.2.6 Wasserstoffverbindungen

4.3 Gruppe 18 (Edelgase)

4.3.1 Gruppeneigenschaften

4.3.2 Vorkommen, Gewinnung, Verwendung

4.3.3 Edelgasverbindungen

4.3.3.1 Edelgashalogenide

4.3.3.2 Oxide, Oxidfluoride und Oxosalze des Xenons

4.3.3.3 Verbindungen mit Xe—O-, Xe—N-, Xe—C-, Xe—S-, Xe—Au-, Kr—O-, Kr—N- und Kr—C-Bindungen

4.3.3.4 Struktur und Bindung

4.4 Gruppe 17 (Halogene)

4.4.1 Gruppeneigenschaften

4.4.2 Vorkommen

4.4.3 Die Elemente

4.4.3.1 Physikalische Eigenschaften, Struktur

4.4.3.2 Chemisches Verhalten

4.4.3.3 Darstellung, Verwendung

4.4.4 Interhalogenverbindungen

4.4.5 Polyhalogenidionen

4.4.6 Halogenide

4.4.7 Sauerstoffsäuren der Halogene

4.4.8 Oxide der Halogene

4.4.9 Sauerstofffluoride

4.4.10 Pseudohalogene

4.5 Gruppe 16 (Chalkogene)

4.5.1 Gruppeneigenschaften

4.5.2 Vorkommen

4.5.3 Die Elemente

4.5.3.1 Sauerstoff

4.5.3.2 Schwefel

4.5.3.3 Selen, Tellur, Polonium

4.5.3.4 Positive Chalkogenionen

4.5.4 Sauerstoffverbindungen

4.5.5 Wasserstoffverbindungen von Schwefel, Selen und Tellur

4.5.6 Oxide des Schwefels

4.5.7 Sauerstoffsäuren des Schwefels

4.5.8 Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur

4.5.9 Halogenverbindungen

4.6 Gruppe 15

4.6.1 Gruppeneigenschaften

4.6.2 Vorkommen

4.6.3 Die Elemente

4.6.3.1 Stickstoff

4.6.3.2 Phosphor

4.6.3.3 Arsen

4.6.3.4 Antimon

4.6.3.5 Bismut

4.6.4 Wasserstoffverbindungen des Stickstoffs

4.6.5 Hydride des Phosphors, Arsens, Antimons und Bismuts

4.6.6 Oxide des Stickstoffs

4.6.7 Sauerstoffsäuren des Stickstoffs

4.6.8 Halogenverbindungen des Stickstoffs

4.6.9 Schwefelverbindungen des Stickstoffs

4.6.10 Oxide des Phosphors

4.6.11 Sauerstoffsäuren des Phosphors

4.6.12 Halogenverbindungen des Phosphors

4.6.13 Schwefel-Phosphor-Verbindungen

4.6.14 Phosphor-Stickstoff-Verbindungen

4.6.15 Verbindungen des Arsens

4.6.15.1 Sauerstoffverbindungen des Arsens

4.6.15.2 Schwefelverbindungen des Arsens

4.6.15.3 Halogenverbindungen von Arsen

4.6.16 Verbindungen des Antimons

4.6.16.1 Sauerstoffverbindungen des Antimons

4.6.16.2 Schwefelverbindungen des Antimons

4.6.16.3 Halogenverbindungen des Antimons

4.6.17 Verbindungen des Bismuts

4.6.17.1 Sauerstoffverbindungen des Bismuts

4.6.17.2 Halogenverbindungen des Bismuts

4.6.17.3 Bismutsulfide

4.7 Gruppe 14

4.7.1 Gruppeneigenschaften

4.7.2 Vorkommen

4.7.3 Die Elemente

4.7.3.1 Kohlenstoff

4.7.3.2 Silicium, Germanium, Zinn, Blei

4.7.4 Graphitverbindungen, Fullerenverbindungen

4.7.5 Carbide

4.7.6 Sauerstoffverbindungen des Kohlenstoffs

4.7.6.1 Oxide des Kohlenstoffs

4.7.6.2 Kohlensäure und Carbonate

4.7.7 Stickstoffverbindungen des Kohlenstoffs

4.7.8 Halogen- und Schwefelverbindungen des Kohlenstoffs

4.7.9 Wasserstoffverbindungen des Siliciums

4.7.10 Sauerstoffverbindungen von Silicium

4.7.10.1 Oxide des Siliciums

4.7.10.2 Kieselsäuren, Silicate

4.7.10.3 Technische Produkte

4.7.11 Halogenverbindungen und Schwefelverbindungen des Siliciums

4.7.12 Germaniumverbindungen

4.7.13 Zinnverbindungen

4.7.13.1 Zinn(IV)-Verbindungen

4.7.13.2 Zinn(II)-Verbindungen

4.7.14 Bleiverbindungen

4.7.14.1 Blei(II)-Verbindungen

4.7.14.2 Blei(IV)-Verbindungen

4.8 Gruppe 13

4.8.1 Gruppeneigenschaften

4.8.2 Vorkommen

4.8.3 Die Elemente

4.8.3.1 Modifikationen, chemisches Verhalten

4.8.3.2 Darstellung und Verwendung

4.8.4 Verbindungen des Bors

4.8.4.1 Metallboride, Borcarbide

4.8.4.2 Wasserstoffverbindungen des Bors (Borane)

4.8.4.3 Carbaborane (Carborane)

4.8.4.4 Sauerstoffverbindungen des Bors

4.8.4.5 Halogenverbindungen des Bors

4.8.4.6 Stickstoffverbindungen des Bors

4.8.5 Aluminiumverbindungen

4.8.5.1 Wasserstoffverbindungen des Aluminiums

4.8.5.2 Sauerstoffverbindungen des Aluminiums

4.8.5.3 Halogenverbindungen des Aluminiums

4.8.5.4 Aluminiumsalze

4.8.6 Galliumverbindungen

4.8.7 Indiumverbindungen

4.8.8 Thalliumverbindungen

4.9 Gruppe 2 (Erdalkalimetalle)

4.9.1 Gruppeneigenschaften

4.9.2 Vorkommen

4.9.3 Die Elemente

4.9.3.1 Physikalische und chemische Eigenschaften

4.9.3.2 Darstellung und Verwendung

4.9.4 Berylliumverbindungen

4.9.5 Magnesiumverbindungen

4.9.6 Calciumverbindungen

4.9.7 Bariumverbindungen

4.10 Gruppe 1 (Alkalimetalle)

4.10.1 Gruppeneigenschaften

4.10.2 Vorkommen

4.10.3 Die Elemente

4.10.3.1 Physikalische und chemische Eigenschaften

4.10.3.2 Darstellung und Verwendung

4.10.4 Verbindungen der Alkalimetalle

4.10.4.1 Hydride

4.10.4.2 Sauerstoffverbindungen

4.10.4.3 Hydroxide

4.10.4.4 Halogenide

4.10.4.5 Salze von Oxosäuren

4.11 Umweltprobleme

4.11.1 Globale Umweltprobleme

4.11.1.1 Die Ozonschicht

4.11.1.2 Der Treibhauseffekt

4.11.1.3 Rohstoffe

4.11.2 Regionale Umweltprobleme

4.11.2.1 Luft

4.11.2.2 Wasser

4.11.2.3 Wald

4.11.2.4 Baudenkmäler

5 Die Elemente der Nebengruppen

5.1 Magnetochemie

5.1.1 Materie im Magnetfeld

5.1.2 Magnetisches Moment, Bohr’sches Magneton

5.1.3 Elektronenzustände in freien Atomen und Ionen, Russel-Saunders-Terme

5.1.4 Diagmagnetismus

5.1.5 Paramagnetismus

5.1.6 Spinordnung, spontane Magnetisierung

5.2 Mößbauer-Spektroskopie

5.3 Neutronenbeugung

5.4 Komplexverbindungen

5.4.1 Aufbau und Eigenschaften von Komplexen

5.4.2 Nomenklatur von Komplexverbindungen

5.4.3 Räumlicher Bau von Komplexen, Isomerie

5.4.4 Stabilität und Reaktivität von Komplexen

5.4.5 Die Valenzbindungstheorie von Komplexen

5.4.6 Die Ligandenfeldtheorie

5.4.6.1 Oktaedrische Komplexe

5.4.6.2 Tetraedrische Komplexe

5.4.6.3 Quadratisch-planare Komplexe

5.4.6.4 Termdiagramme, Elektronenspektren

5.4.7 Molekülorbitaltheorie von Komplexen

5.4.8 Charge-Transfer-Spektren

5.5 Metallcarbonyle

5.5.1 Bindung

5.5.2 Strukturen

5.5.3 Darstellung

5.5.4 Carbonylmetallat-Anionen, Metallcarbonylhydride

5.5.5 Metallcarbonylhalogenide

5.5.6 Nitrosylcarbonyle

5.6 p-Komplexe mit organischen Liganden

5.6.1 Aromatenkomplexe

5.6.2 Alkenkomplexe, Alkinkomplexe

5.7 Fehlordnung

5.7.1 Korngrenzen

5.7.2 Versetzungen

5.7.3 Punktfehlordnung

5.7.3.1 Eigenfehlordnung in stöchiometrischen binären Ionenkristallen

5.7.3.2 Fehlordnung in nichtstöchiometrischen Verbindungen

5.7.4 Spezifische Defektstrukturen

5.7.5 Elektrische Eigenschaften von Defektstrukturen

5.7.5.1 Ionenleiter

5.7.5.2 Hopping-Halbleiter

5.7.5.3 Hochtemperatursupraleiter

5.7.6 Nanotechnologie

5.8 Gruppe 11

5.8.1 Gruppeneigenschaften

5.8.2 Die Elemente

5.8.3 Vorkommen

5.8.4 Darstellung

5.8.5 Verwendung

5.8.6 Kupferverbindungen

5.8.6.1 Kupfer(I)-Verbindungen (d10)

5.8.6.2 Kupfer(II)-Verbindungen (d9)

5.8.6.3 Kupfer(III)-Verbindungen (d8), Kupfer(IV)-Verbindungen (d7)

5.8.7 Silberverbindungen

5.8.7.1 Silber(I)-Verbindungen (d10)

5.8.7.2 Silber(II)-Verbindungen (d9)

5.8.7.3 Silber(III)-Verbindungen (d8)

5.8.8 Goldverbindungen

5.8.8.1 Gold(I)-Verbindungen (d10)

5.8.8.2 Gold(III)-Verbindungen (d8)

5.8.8.3 Gold(V)-Verbindungen (d6)

5.9 Gruppe 12

5.9.1 Gruppeneigenschaften

5.9.2 Die Elemente

5.9.3 Vorkommen

5.9.4 Darstellung

5.9.5 Verwendung

5.9.6 Zinkverbindungen (d10)

5.9.7 Cadmiumverbindungen (d10)

5.9.8 Quecksilberverbindungen

5.9.8.1 Quecksilber(I)-Verbindungen

5.9.8.2 Quecksilber(II)-Verbindungen

5.10 Gruppe 3

5.10.1 Gruppeneigenschaften

5.10.2 Die Elemente

5.10.3 Vorkommen

5.10.4 Darstellung und Verwendung

5.10.5 Scandiumverbindungen

5.10.6 Yttriumverbindungen

5.10.7 Lanthanverbindungen

5.11 Die Lanthanoide

5.11.1 Gruppeneigenschaften

5.11.2 Verbindungen mit der Oxidationszahl +3

5.11.3 Verbindungen mit den Oxidationszahlen +2 und +4

5.11.4 Vorkommen

5.11.5 Darstellung, Verwendung

5.11.6 Elektrische Lichtquellen, Leuchtstoffe

5.12 Gruppe 4

5.12.1 Gruppeneigenschaften

5.12.2 Die Elemente

5.12.3 Vorkommen

5.12.4 Darstellung

5.12.5 Verwendung

5.12.6 Verbindungen des Titans

5.12.6.1 Sauerstoffverbindungen des Titans

5.12.6.2 Halogenverbindungen des Titans

5.12.6.3 Schwefelverbindungen des Titans

5.12.6.4 Titannitrid TiN

5.12.6.5 Titancarbid TiC

5.12.7 Verbindungen des Zirconiums und Hafniums

5.13 Gruppe 5

5.13.1 Gruppeneigenschaften

5.13.2 Die Elemente

5.13.3 Vorkommen

5.13.4 Darstellung

5.13.5 Verwendung

5.13.6 Verbindungen des Vanadiums

5.13.6.1 Sauerstoffverbindungen

5.13.6.2 Halogenide

5.13.7 Verbindungen des Niobs und Tantals

5.13.7.1 Sauerstoffverbindungen

5.13.7.2 Halogenverbindungen

5.14 Gruppe 6

5.14.1 Gruppeneigenschaften

5.14.2 Die Elemente

5.14.3 Vorkommen

5.14.4 Darstellung, Verwendung

5.14.5 Verbindungen des Chroms

5.14.5.1 Chrom(VI)-Verbindungen (d0)

5.14.5.2 Chrom(V)-Verbindungen (d1)

5.14.5.3 Chrom(IV)-Verbindungen (d2)

5.14.5.4 Chrom(III)-Verbindungen (d3)

5.14.5.5 Chrom(II)-Verbindungen (d4)

5.14.5.6 Laser

5.14.6 Verbindungen des Molybdäns und Wolframs

5.14.6.1 Oxide

5.14.6.2 Isopolymolybdate, Isopolywolframate

5.14.6.3 Heteropolyanionen

5.14.6.4 Bronzen

5.14.6.5 Halogenide

5.15 Gruppe 7

5.15.1 Gruppeneigenschaften

5.15.2 Die Elemente

5.15.3 Vorkommen

5.15.4 Darstellung, Verwendung

5.15.5 Verbindungen des Mangans

5.15.5.1 Mangan(II)-Verbindungen (d5)

5.15.5.2 Mangan(III)-Verbindungen (d4)

5.15.5.3 Mangan(IV)-Verbindungen (d3)

5.15.5.4 Mangan(V)-Verbindungen (d2)

5.15.5.5 Mangan(VI)-Verbindungen (d1)

5.15.5.6 Mangan(VII)-Verbindungen (d0)

5.15.6 Verbindungen des Rheniums

5.15.6.1 Sauerstoffverbindungen

5.15.6.2 Sulfide

5.15.6.3 Halogenverbindungen

5.15.6.4 Hydride

5.16 Gruppe 8—10 Die Eisengruppe

5.16.1 Gruppeneigenschaften

5.16.2 Die Elemente

5.16.3 Vorkommen

5.16.4 Darstellung, Verwendung

5.16.4.1 Darstellung von metallischem Eisen

5.16.4.2 Herstellung von Nickel und Cobalt

5.16.5 Verbindungen des Eisens

5.16.5.1 Eisen(II)- und Eisen(III)-Verbindungen (d6, d5)

5.16.5.2 Eisen(IV)-, Eisen(V) und Eisen(VI)-Verbindungen (d4, d3, d2)

5.16.6 Verbindungen des Cobalts

5.16.6.1 Cobalt(II)- und Cobalt(III)-Verbindungen (d7, d6)

5.16.6.2 Cobalt(IV)- und Cobalt(V)-Verbindungen (d5, d4)

5.16.7 Verbindungen des Nickels

5.16.7.1 Nickel(II)-Verbindungen (d8)

5.16.7.2 Nickel(III)- und Nickel(IV)-Verbindungen (d7, d6)

5.17 Gruppe 8—10 Die Gruppe der Platinmetalle

5.17.1 Gruppeneigenschaften

5.17.2 Die Elemente

5.17.3 Vorkommen

5.17.4 Darstellung, Verwendung

5.17.5 Verbindungen der Metalle der Osmiumgruppe

5.17.6 Verbindungen der Metalle der Iridiumgruppe

5.17.7 Verbindungen der Metalle der Platingruppe

5.18 Die Actinoide

5.18.1 Gruppeneigenschaften

5.18.2 Verbindungen des Urans

Anhang 1 Einheiten · Konstanten · Umrechnungsfaktoren

Anhang 2 Relative Atommassen · Elektronenkonfigurationen · Schema zur Ermittlung der Punktgruppen von Molekülen

Anhang 3 Herkunft der Elementnamen · Nobelpreise

Sachregister

Formelregister