Über den Autor 9

Einführung 21

Über dieses Buch 21

Voraussetzungen 22

Wie dieses Buch aufgebaut ist 22

Teil I: Chemie der Elemente 22

Teil II: Konzepte und Modelle in der Anorganischen Chemie 23

Teil III: Analytische Methoden 23

Teil IV: Der Top-Ten-Teil 23

Anhänge 23

Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 24

Wie es weitergeht 24

Teil I: Chemie der Elemente 25

Kapitel 1 Was ist Anorganische Chemie? 27

Anorganische Chemie im Alltag 27

Anorganische Chemie in der Küche 27

Bauchemie und Geschirr 28

Dünger und Sprengstoffe 28

Edelsteine und Zahnpaste 29

Pigmente und Farbstoffe 29

Anorganische Chemie früher und heute 29

Die Sprache der Chemiker - Formeln, Gleichungen, Symbole 30

Elektronegativität und Periodizität der Eigenschaften - wichtige Hilfsmittel zur Orientierung 33

Kapitel 2 Wasserstoff und Wasser 37

Struktur des Wassers 37

Eigenschaften des Wassers 38

Salzhydrate 40

Wasserreinigung und Wasserenthärtung 40

Brennstoffzellen 41

Herstellung und Eigenschaften von Wasserstoff 42

Herstellung 42

Eigenschaften 43

Verwendung 45

Hydride 45

Ionische Hydride 45

Metallische Hydride 46

Kovalente Hydride 47

Hydridokomplexe 47

Kapitel 3 Elektropositive Elemente 49

Metalle durch Schmelzflusselektrolyse 50

Wichtige Verbindungen der Alkalimetalle 51

Chloride 51

Hydroxide 51

Natriumsulfat 53

Nitrate 53

Carbonate 53

Elektrolytelemente in der Biochemie 54

Chlorophyll 55

Kalk/Zement/Gips 56

Bor und seine Verbindungen 57

Wichtige Verbindungen des Bors 57

Aluminium und seine Verbindungen 62

Wichtige Verbindungen des Aluminiums 63

Metallorganische Verbindungen der Hauptgruppenelemente 66

Kapitel 4 Vom Kohlenstoff zum Blei - die 4 Hauptgruppe 71

Kohlenstoff 71

Elementarer Kohlenstoff 72

Reaktionsverhalten von Kohlenstoff 76

Verbindungen des Kohlenstoffs 76

Silicium 79

Darstellung 79

Verwendung 79

Reaktionsverhalten von Silicium 80

Verbindungen des Siliciums 80

Germanium, Zinn und Blei 88

Die Elemente 88

Verbindungen von Germanium, Zinn und Blei 88

Bleiakkumulator 89

Kapitel 5 Die Nichtmetalle 91

Stickstoff 91

Stickstoffwasserstoffverbindungen 96

Oxide und Säuren des Stickstoffs 98

Phosphor 102

Modifikationen des Phosphors 102

Bindungsverhältnisse beim Phosphor 103

Verbindungen des Phosphors 104

Arsen, Antimon, Wismut 107

Giftiges Arsen 108

Sauerstoff 108

Ozon 109

Wasserstoffperoxid 110

Eigenschaften von Oxiden 111

Schwefel 112

Verbindungen des Schwefels 113

Kapitel 6 Halogene und Edelgase 117

Fluor 118

Chlor, Brom und lod 119

Eigenschaften und Verwendung 120

Verbindungen der Halogene 121

Pseudohalogene und Pseudohalogenide 124

Edelgase 126

Verwendung 128

Edelgasverbindungen 128

Kapitel 7 Die Nebengruppenelemente im Überblick 129

Vergleichende Übersicht über die Eigenschaften der d- und f-Elemente 129

Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Haupt- und Nebengruppenelementen - das Beispiel Magnesium und Zink 132

Herstellung und Verwendung der Metalle 132

Anreicherung der Erze 133

Darstellung der Metalle 133

Reinigung der Metalle 134

Verwendung der Metalle 135

Metallcarbonyle 138

Cluster 140

Metallorganische Verbindungen der Übergangsmetalle 141

Alkyl- und Arylverbindungen 142

¿-Komplexe 143

Katalyse mit Übergangsmetallen 147

Elementarreaktionen 148

Beispiele für Komplexkatalysen 150

Acetaldehyd aus Ethen 153

Katalytische Hydrierung 153

Olefinpolymerisation 156

Kapitel 8 Komplexverbindungen 159

Der Chelateffekt 161

Namen von Komplexverbindungen 162

Geometrie von Komplexverbindungen 163

Isomerie von Komplexverbindungen 164

Bindungsverhältnisse in Komplexverbindungen 167

Die 18-Valenzelektronenregel 167

Valenzbindungstheorie 168

Ligandenfeldtheorie 171

Kapitel 9 Die Eigenschaften der Nebengruppenelemente 189

Die 3 Nebengruppe 189

Lanthanoide und Actinoide 190

Kernspaltung und Kernreaktoren 192

Die 4 Nebengruppe 196

Die 5 Nebengruppe 198

Die 6 Nebengruppe 200

Chromverbindungen 201

Molybdän und Wolframverbindungen 205

Die 7 Nebengruppe 206

Die 8 Nebengruppe 209

Eisen 211

Korrosion 213

Eisen(II)-Verbindungen 214

Eisen(III)-Verbindungen 214

Eisenkomplexe in der Natur 216

Cobalt 217

Cobalt(II)-Verbindungen 217

Cobalt(Ill)-Verbindungen 217

Vitamin B12 218

Nickel 220

Oktaedrische Nickel(II)-Komplexe 220

Tetraedrische Nickel(II)-Komplexe 221

Quadratisch-planare Nickel(II)-Komplexe 221

Nickel(O)-Komplexe 222

Platinmetalle 223

Die 1 Nebengruppe 224

Kupfer 224

Silber 228

Gold 230

Die 2 Nebengruppe 231

Zink 231

Zinkverbindungen 232

Cadmium 232

Quecksilber 233

Teil II: Konzepte und Modelle in der Anorganischen Chemie 235

Kapitel 10 Säuren und Basen 237

Säuren und Basen nach Arrhenius 237

Säuren und Basen nach Brønsted 238

Der pH-Wert 240

Alles unter Kontrolle: Pufferlösungen 241

Messung des pH-Werts 242

Säuren und Basen nach Lewis 242

Hart und weich im Reich der Säuren und Basen 243

Nicht Superman, sondern Supersäure 244

Kapitel 11 Elektrochemie 245

Redoxreaktionen 245

Oxidation 246

Reduktion 246

Des einen Verlust ist des anderen Gewinn 246

Das Standardelektrodenpotenzial 248

Elektrolyse 250

Von der Taschenlampe zum Laptop - elektrochemische Stromquellen 252

Die Taschenlampenbatterie 252

Der Nickel-Cadmium-Akkumulator 253

Der Nickel-Metallhydrid-Akkumulator 253

Bleiakkumulatoren 253

Lithium-Ionen-Akkumulatoren 253

Brennstoffzellen 254

Kapitel 12 Die Struktur der Atome 255

Der Atombau 255

Das Aufbauprinzip 256

Gestalt der Orbitale 259

s-Orbitale 260

p-Orbitale 260

d-Orbitale 261

Kapitel 13 Bindungsmodelle in der Anorganischen Chemie 263

Metallbindungen 263

Ionenbeziehungen 264

Zwischen Ionenbeziehung und Atombindung 265

Atombindungen 265

Lewis-Formeln 266

Die Geometrie von Molekülen 268

Molekülorbitaltheorie 270

Valenzstrukturtheorie 274

Teil III: Analytische Methoden 277

Kapitel 14 Qualitative Analyse - der Trennungsgang 279

Vorbereitung der Probe 279

Soda-Pottasche-Aufschluss 280

Saurer Aufschluss 280

Oxidationsschmelze 281

Freiberger Aufschluss 281

Nachweis der Anionen 281

Nachweis der Kationen 282

Kapitel 15 Quantitative Analyse 285

Titration 285

Elektrochemische Indikation 288

Gravimetrie 289

Moderne Elementanalytik 289

AAS 291

AES 291

ICP-OES 291

RFA 291

Anwendungen 292

Kapitel 16 Elektrochemische Analytik 293

Konduktometrie 293

Potenziometrie 294

pH-Wert messen 295

Cyclovoltammetrie 296

Polarografie 297

Coulometrie 299

Elektrogravimetrie 300

Kapitel 17 Moleküle sichtbar machen -die Einkristall-Strukturanalyse 301

Ergebnisse der Strukturbestimmung 304

Ein Beispiel für eine Einkristall-Strukturanalyse 304

Kapitel 18 Spektroskopische Methoden 307

Moleküle absorbieren Licht - die UV-Vis-Spektroskopie 308

Moleküle tanzen - die IR- und Raman-Spektroskopie 310

Teil IV: Der Top-Ten-Teil 313

Kapitel 19 Zehn wichtige Entdeckungen in der Anorganischen Chemie 315

Organische und Anorganische Verbindungen sind verwandt 315

Pflanzen brauchen Dünger 316

Periodizität der Elemente 316

Die Entdeckung der Radioaktivität 317

Das erste Hightech-Material 317

Die Entdeckung der Katalyse 317

Das Grignard-Reagenz 318

Dünger und Sprengstoffe - die Ammoniaksynthese 318

Silikone für alle 319

Das Ziegler-Natta-Verfahren 319

Kapitel 20 Zehn Tipps für Studenten 321

Positiv denken! 321

Schreiben Sie in Vorlesungen mit! 321

Nutzen Sie die Seminare und Übungen! 322

Lösen Sie Aufgaben! 322

Praktika während des Studiums 322

Stellen Sie sich vor! 322

E-Mails 323

Lernen Sie langfristig! 323

Eine Prüfung ist ein wichtiges Ereignis! 323

Dresscode 324

Kapitel 21 Zehn Tipps für wissenschaftliches Arbeiten 325

Das Thema 325

Der Betreuer 326

Machen Sie sich einen Zeitplan 326

Lesen Sie die Fachliteratur 326

Schreiben Sie Protokolle 327

Das Konzept der Arbeit 327

Die Arbeit schreiben 328

Sprache und Stil 328

Vorsicht bei der Nutzung des Internets 329

Zitate und Literaturangaben 329

Anhang A Hilfreiche Webseiten 331

Lexika und Nachschlagewerke 331

Vorlesungen und Lehrmaterialien zur Anorganischen Chemie 332