Peter Kurzweil Chemie Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente 10. Auflage Chemie elahcS K L M N O P Q P Q 6p 18 0 4,003 He 22 1s 0 20,18 Ne 1026 2s2p 0 39,95 Ar 18263s3p 0 83,80 Kr 3610263d4s4p 0, (2, 4) 131,3 Xe 5410264d5s5p 0,(2, 4, 6) (222,0) Rn* 8614 10 4f5d266s6p 0, (2) (294) Uuo* 118 345p p p 15 16 17 Hauptgruppen V a VI a VII a [He] = 14,01 16,00 19,00 NO F 7892324252s2p 2s2p 2s2p 2,+3,4,5 -2 (-1) -1 (cid:404)(cid:404)(cid:404) 30,97 32,06 35,45 PSCl 1516172324253s3p 3s3p 3s3p -3, 3, 5 -2, 2, 4, 6 -1,1,3,5,7 (cid:404)(cid:404)(cid:404)74,92 78,96 79,90 AsSeBr 3334351023102410253d4s4p 3d4s4p 3d4s4p -2, 4, 6 -1,1,3,5,7 -3, 3, 5 (cid:404)(cid:404)(cid:380)121,8 127,6 126,9 SbTeI 5152531023102410254d5s5p 4d5s5p 4d5s5p -1,1,3,5,7 -3, 3, 5 -2, 4, 6 (cid:404)(cid:380)(cid:380)209,0 (210,0) (210,0) BiPo* At* 8384851410 14 10 14 10 4f5d4f5d4f5d232 42 56s6p 6s6p 6s6p 3, 5 M -1,1,3,5,7 2, 4 (cid:374)(cid:404)(cid:380)(288) (293) (294) Uup*Lv*Uus* 115116117 168,9 173,1 175,0 TmYbLu 69707113214214124f6s 4f6s 4f5d6s 3 2, 3 3 (cid:374)(cid:374)(cid:374)(258,1) (259,1) (262,1) Md*No*Lr* 10110210313214214125f7s 5f7s 5f6d7s 2, 3 2, 3 3 2p 14 IV a 12,01 C 622 2s2p -4, 2, 4 (cid:404) 28,09 Si 14223s3p 4 (cid:404)72,63 Ge 3210223d4s4p 4 (cid:401)118,7 Sn 5010224d5s5p 2, 4 M (cid:401)207,2 Pb 821410 4f5d226s6p 2, 4 M (cid:401)(289) Fl* 114 167,3 Er 681224f6s 3 (cid:374)(257,2) Fm* 1001225f7s 3 1p 13 III a 10,82 B 521 2s2p +3 (cid:404) 26,98 Al 13213s3p +3 (cid:401)69,72 Ga 3110213d4s4p +3 M (cid:401)114,8 In 4910214d5s5p 3 M (cid:401)204,4 Tl 811410 4f5d216s6p 1, 3 M (cid:401)(284) Uut* 113 164,9 Ho 671124f6s 3 (cid:374)(252,1) Es* 991125f7s 3 Periodensystem der Elemente Relative Atommasse Nichtmetalle Säurebildner (cid:404)Elementsymbol Edelgase Ordnungszahl Elektronenkonfiguration Halbmetalle amphoter (cid:401) Oxidationsstufen Metalle Basenbildner (cid:374) * radioaktives Element ~ Übergangsmetalle (stabilstes Isotop) M Metametall smetalle (Nebengruppen) 345678910d d d d d d d d 5 6 7 8 9 10 11 12 V b VI b VII b VIII I b II b 50,94 52,00 54,94 55,85 58,93 58,69 63,55 65,38 VCrMnFe CoNi CuZn 23242526272829303252627282102511013d4s 3d4s 3d4s 3d4s 3d4s 3d4s 3d4s 3d4s 2, 3 1, 2 2, 3, 4, 5 2, 3, 6 2,3,4,6,7 2, 3, 6 2, 3 2 M (cid:374)(cid:374)(cid:380)(cid:380)(cid:380)(cid:401)(cid:401)(cid:401)92,91 95,96 (98,91) 101,1 102,9 106,4 107,9 112,4 NbMoTc*RuRhPdAgCd 41424344454647481024151617181101014d5s 4d5s 4d5s 4d5s 4d5s 4d 4d5s 4d5s 1, 2, 3, 4 2, 4 1 2 M 3, 5 2,3,4,5,6 7 3, 4, 8 (cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:380)(cid:380)(cid:380)(cid:380)180,9 183,8 186,2 190,2 192,2 195,1 197,0 200,6 TaWReOsIrPtAuHg 7374757677787980 14321442145214621472149114101141024f5d6s 4f5d6s 4f5d6s 4f5d6s 4f5d6s 4f5d6s 4f5d6s 4f5d6s 1,2,3,4,6 2, 4 1, 3 1, 2 M +5 2,3,4,5,6 2, 4, 7 2,3,4,6,8 (cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:380)(cid:380)(cid:380)(cid:380)(262) (266) (264) (277) (268) (281) (272) (285) Db*Sg*Bh*Hs*Mt*Ds*Rg*Cn* 105106107108109110111112 140,9 144,2 (146,9) 150,4 152,0 157,3 158,9 162,5 PrNdPm* SmEu Gd TbDy 59606162636465667123242526272921024f5d6s 4f6s 4f6s 4f6s 4f6s 4f6s 4f6s 4f6s 3, 4 3 3 2, 3 2, 3 3 3, 4 3 (cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:374)(cid:374)231,0 238,0 (237,0) (244,1) (243,1) (247,1) (247,1) (251,1) Pa* U* Np* Pu* Am*Cm*Bk*Cf* 91929394959697982123124127126272921025f6d7s 5f6d7s 5f6d7s 5f6d7s 5f7s 5f7s 5f7s 5f7s 4, 5 3, 4, 5, 6 3, 4, 5, 6 3, 4, 5, 6 3, 4, 5, 6 3, 4 3, 4 3 (cid:374)(cid:401)(cid:401)(cid:401) Übergang 2d 4 IV b 47,87 Ti 22223d4s +3, +4 (cid:401)91,22 Zr 40224d5s +4 (cid:401)178,5 Hf 72 14224f5d6s +4 (cid:401)(261) Rf* 104 140,1 Ce 58224f6s 3, 4 (cid:374)232,0 Th* 90226d7s 4 (cid:374) 1d 3 III b 44,96 Sc 21123d4s +3 (cid:374)88,91 Y 39124d5s +3 (cid:374)138,9 La 57 125d6s +3 (cid:374)227,0 Ac 89126d7s +3 (cid:374) 6 [Xe] 7 [Rn] 12s s n -on1 2 ietanrour gtHauptgruppenkifenloEkI a II a 1,008 H 111s -1, +1 6,94 9,012 LiBe 3412He] 2s 2s +1 +2 (cid:374)(cid:401) 22,99 24,31 NaMg 111212Ne] 3s 3s +1 +2 (cid:374)(cid:374)39,10 40,08 KCa 192012Ar] 4s 4s +1 +2 (cid:374)(cid:374)85,47 87,62 RbSr 373812Kr] 5s 5s +1 +2 (cid:374)(cid:374)132,9 137,3 CsBa 5556 12Xe] 6s 6s +1 +2 (cid:374)(cid:374)(233,0) (226,0) Fr*Ra* 878812Rn] 7s 7s +1 +2 (cid:374)(cid:374) Lanthanoide 114…f f Actinoide 114…f f [ [ [ [ [ [ edoireP 1 2 3 4 5 6 7 Peter Kurzweil Chemie Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente 10., überarbeitete Auflage Prof.Dr.PeterKurzweil Technische HochschuleAmberg-Weiden(OTH) 92224Amberg,Deutschland ISBN978-3-658-08659-6 ISBN978-3-658-08660-2(eBook) DOI10.1007/978-3-658-08660-2 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detailliertebibliografischeDatensindimInternetüberhttp://dnb.d-nb.deabrufbar. SpringerVieweg ©SpringerFachmedienWiesbaden1988,1990,1993,1999,2000,2002,2005,2010,2012,2015 DasWerkeinschließlichallerseinerTeileisturheberrechtlichgeschützt.JedeVerwertung,dienichtaus- drücklichvomUrheberrechtsgesetzzugelassenist,bedarfdervorherigenZustimmungdesVerlags.Das giltinsbesonderefürVervielfältigungen,Bearbeitungen,Übersetzungen,MikroverfilmungenunddieEin- speicherungundVerarbeitunginelektronischenSystemen. DieWiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. indiesem Werk be- rechtigtauch ohnebesondere Kennzeichnung nicht zuder Annahme, dasssolcheNamenimSinneder Warenzeichen- undMarkenschutz-Gesetzgebung alsfreizubetrachtenwärenunddahervonjedermann benutztwerdendürften. DerVerlag,dieAutorenunddieHerausgebergehendavonaus,dassdieAngabenundInformationenin diesemWerkzumZeitpunkt derVeröffentlichungvollständigundkorrektsind.Weder derVerlagnoch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit,Gewähr für den Inhalt des Werkes,etwaigeFehleroderÄußerungen. Lektorat:ThomasZipsner GedrucktaufsäurefreiemundchlorfreigebleichtemPapier. SpringerFachmedienWiesbadenGmbHistTeilderFachverlagsgruppeSpringerScience+BusinessMedia (www.springer.com) V Vorwort Autorengeist vermittelt Wissen besonders gern als Leckerbissen. Das Vorwort gilt dann – wie es heißt – als Kompass für des Lesers Geist. Paul Scheipers Das Chemiebuch feiert Jubiläum. Die erste Auflage kam 1988 unter der Herausgeberschaft von Paul Scheipers auf den Markt. Nach verbesserten, erweiterten und überarbeiteten Inhalten, seit 2005 unter meiner Regie, liegt nun die 10. Auflage vor – erstmals durchgehend in Farbe! Die Neugestaltung dieses straffen Lehrwerks ab der 7. Auflage wurde unter Studierenden und Lehrenden an Fachhochschulen und Universitäten, Gymnasien und beruflichen Oberschulen, aber auch im berufli- chen Umfeld, mit großem Zuspruch aufgenommen. Mit aktualisierten Inhalten, verbessertem Bildmate- rial und großer Übersichtlichkeit bietet die Jubiläumsauflage ein hohes Maß an vernetzter Information für Chemieneulinge, Studienanfänger, Prüflinge und Wiederholer, sowie zum raschen Nachschlagen am Arbeitsplatz und in der Laborpraxis. Dem Verlag Springer Vieweg, voran dem Lektorat um Herrn Zipsner und Frau Zander, möchte ich aus- drücklich für die jederzeit unkomplizierte und fruchtbare Zusammenarbeit danken. Im Januar 2015 Prof. Dr. Peter Kurzweil Technische Hochschule Amberg-Weiden [email protected] Aus dem Vorwort zur 7. bis 9. Auflage Die technischen Innovationen des 21. Jahrhunderts sind ohne Chemie nicht realisierbar. Um dem wach- senden Bedarf an chemischer Grundbildung in den vernetzten Studiengängen des europäischen Hoch- schulraumes besser zu entsprechen, wurde die 9. Auflage um das Kapitel „Anorganische Stoffchemie“ erweitert. Zahlreiche Detailverbesserungen beruhen auf Vorschlägen der aufmerksamen Lesergemeinde. Neu kamen die Kapitel Polymerchemie und Nachhaltige Chemie, sowie das Global-Harmonische- System in Teil III, in die 8. Auflage. Dichte Informationen zum Umweltschutz und über Lebensmittel- zusatzstoffe sind in den Kapiteln 4 und 7 bis 11 zu finden, da diese Thematik in engem Zusammen- hang mit den chemischen Grundlagen diskutiert werden muss. Als gehaltvolles Kompendium für Prüfungen im Nebenfach Chemie und umfassendes Repetitorium der Schulchemie zur Angleichung des unterschiedlichen Eingangsniveaus der Studierenden im ersten Se- mester hat sich das Konzept der früheren Auflagen bewährt. Der einprägsame Duktus soll die effektive Prüfungsvorbereitung erleichtern und durch schlagwortartige Verknüpfung des Wissens zur aktiven Be- schäftigung mit den Fakten ermutigen. VI Zum didaktischen Konzept Dieses Lehrbuch befasst sich mit Teilen der „Schulchemie“ und mit der „Angewandten Chemie“, wie sie an Fachhochschulen und Universitäten in den ersten Semestern erforderlich ist. Jedes Kapi- tel enthält Grundlagen- und Aufbauwissen, damit das Buch im Schul- und Hochschulbereich gleichermaßen erfolgreich eingesetzt werden kann. Der auf unterschiedlichen Niveaustufen darge- stellte Stoff verschmilzt zu einer Einheit und kann so vielseitiger, durchlässiger, vernetzter und komplexer genutzt werden. Im Hochschulbereich bringen die Studienanfänger im Nebenfach Che- mie in der Regel ein sehr unterschiedliches Eingangsniveau mit. Dieses Buch hilft auch, Lücken im Grundlagenwissen relativ einfach zu schließen, da der Inhalt in enger Beziehung zur Anwendung steht. Das Verständnis für aktuelle Themen – wie Brennstoffzellen, Batterien, Korrosionsschutz, Abgas- nachbehandlung in Kraftfahrzeugen, Umweltschutz und Arbeitssicherheit – wird durch entspre- chende Chemiekenntnisse erst möglich! Das Fachgebiet der Chemie begleitet die tiefe Durchdrin- gung anderer Disziplinen und bildet so ein wichtiges Bindeglied zwischen Werkstofftechnik, Ver- fahrenstechnik, Elektrotechnik, Maschinenbau und anderen Bereichen. Als Lehrbuch und Nachschlagewerk in Fachschulen für Technik, Fachoberschulen, Höheren Tech- nischen Lehranstalten, Gymnasien, Fachhochschulen und Universitäten sowie für Weiterbildungs- kurse, Fernstudien, Praktiker im Beruf und besonders zum Selbststudium setzt jede neue Auflage auf die bewährte Konzeption – die spezielle Form der Zweispaltigkeit. In der linken Spalte (Lehr- spalte) steht der eigentliche Lehrtext. Die rechte Spalte (Ergänzungsspalte) bleibt Beispielen, Bil- dern, Tabellen, Hinweisen, Vertiefungen, Versuchen und Anmerkungen vorbehalten. Diese bewähr- te Trennung der Spalten führt zu einer übersichtlichen Systematik und erleichtert die Lerntätigkeit. In der Lehrspalte zeigen „Rezepte“ anhand einer erlernbaren Vorgehensweise Lösungswege auf. Beispiele und Rechenbeispiele erläutern die praktische oder rechnerische Umsetzung von Fakten und Formeln. Am Schluss eines jeden Kapitels stehen Aufgaben (linke Spalte) mit unterschiedli- chen Schwierigkeitsgraden. Die in der rechten Spalte direkt zugeordneten Antworten ersparen eine mühevolle Suche. Übersichten und Exkurse stellen wichtige Zusammenhänge und Methoden in überschaubarer Form zusammen. Damit können Leserinnen und Leser einen Blick auf Anwendun- gen des Gelernten werfen und beim Studieren oder in der Betriebspraxis einen schnellen Zugriff auf Formeln und Daten erhalten. Natürlich fehlen Experimente nicht – ja, Chemie soll auch Spaß ma- chen! Ab der 7. Auflage wird an wenigen Stellen eine im Lehrbuchbereich bisher kaum genutzte Mög- lichkeit getestet. Es geht dabei um die zwanglose Einbeziehung geist- und humorvoller Gedichte, die in bescheidener Form die von strenger Sachbezogenheit geprägten Erkenntnisse der Chemie auflockern sollen. In diesem Sinne können die Leserinnen und Leser an einigen Stellen sogar Emo- tionen für Lernprozesse nutzen. Für den Versuch, in einem Fachbuch eine solche Neuerung zu wa- gen, sprechen vor allem zwei Argumente: Nach modernen Erkenntnissen der Hirnforschung sind Gefühle unerlässlich für Denkprozesse im Gehirn. Und: Die Beziehungen zwischen Kultur und Wissenschaft sind zuweilen dürftig, obwohl beide Bereiche zusammengehören. Die Naturwissen- schaft Chemie darf im erweiterten Sinne als Kulturgut verstanden werden. Kulturelle Vorstellungen und Werte dürfen sich auch in den Naturwissenschaften heimisch fühlen! Zu Beginn eines jeden Kapitels oder wichtiger Abschnitte wird in den Ergänzungsspalten dieses Anliegen auch durch historische Anmerkungen zur Entstehung der Begriffswelt von der Alchemie bis in unser quantenchemisches Zeitalter unterstützt. Die historischen und literarischen Bezüge können in der Fülle des Wissens nur Farbtupfer sein, die zeigen sollen, dass im Fachbuchbereich Vernetzungen zwischen Naturwissenschaft und Kultur denk- und machbar sind. Ein kritisches Echo der Leserinnen und Leser auf diesen Versuch nehmen Autor und Verlag dankbar an. VII Inhaltsverzeichnis I Allgemeine und Anorganische Chemie 1 Chemie in Technik und Umwelt 4.9 Ionisierende Strahlung und Röntgenspektroskopie …………..………... 56 1.1 Von der Alchemie ins 21. Jahrhundert ……… 2 4.10 Kernreaktionen ………………...…………. 59 1.2 Chemie im Rohstoffwandel ............................. 3 4.11 Teilchenbeschleuniger ………………...….. 61 1.3 Der Stoffbegriff .......………………………… 4 4.12 Kernspaltung und Kernenergie ……...……. 61 1.4 Chemische und physikalische Vorgänge …… 5 4.13 Kernfusion …………………………...…… 65 1.5 Aggregatzustände und Eigenschaften 6 4.14 Aufgaben mit Lösungen …………...……... 67 der Materie (Stoffe) ......................................... 1.6 Gemische (Mischungen) …..……....……...… 6 1.7 Trennung von Stoffgemischen …...........…….. 8 5 Chemische Bindung und Struktur 69 1.8 Analyse und Synthese: So funktioniert Chemie! .................................. 10 5.1 Ionenbindung ………………………......…... 70 1.9 Chemische Experimente die begeistern! 12 5.2 Atombindung …………………………...….. 76 1.10 Aufgaben mit Lösungen …………...……....... 13 5.3 Die metallische Bindung ………………...…. 81 5.4 Koordinationsverbindungen …………......… 85 5.5 Zwischenmolekulare Kräfte 2 Aufbau der Materie (Nebenvalenzbindungen) …………...……… 91 5.6 Kristallstruktur und Molekülsymmetrie….… 94 2.1 Vorstellungen vom Atom ………...…..….... 15 5.7 Reale Kristalle, Gefüge und 2.2 Aufbau der Atome aus Elementarteilchen 16 Materialkenngrößen …………………..……. 98 2.3 Der Atomkern …………….….……………. 17 5.8 Legierungen ………………………...……… 101 2.4 Einblick in die Welt der Quanten …………. 19 5.9 Technische Keramik ……………...…...…… 108 2.5 Optische Linienspektren der Elemente….…. 20 5.10 Verbundwerkstoffe …………...……………. 108 2.6 Das Bohr’sche Atommodell ………..……... 21 5.11 Chemische Experimente die begeistern! …... 109 2.7 Das wellenmechanische Atommodell 5.12 Aufgaben mit Lösungen ……..…………….. 110 (Orbitalmodell) .…………………………… 24 2.8 Elektronenkonfiguration ………………..… 29 2.9 Aufgaben mit Lösungen .…………..……… 30 6 Chemische Reaktionen und Thermochemie 6.1 Vom Atom zur chemischen Formel ………... 115 3 Periodensystem der Elemente (PSE) 6.2 Chemische Mengenbegriffe ……............….. 118 3.1 Der Elementbegriff ………………..…….… 31 6.3 Volumenverhältnisse bei chemischen Reak- 3.2 Elementnamen und –symbole ……..…….… 32 tionen ……………….……..……………...... 120 3.3 Vorkommen der Elemente ………...…….… 32 6.4 So gelingen stöchiometrische Berechnungen 122 3.4 Aufbau des Periodensystems ……………… 34 6.5 Energieänderungen bei chemischen 3.5 Elektronenkonfiguration der Elemente ……. 35 Reaktionen ……………………………..…... 124 3.6 Periodische Eigenschaften ……….……...… 38 6.6 Chemisches Gleichgewicht: Nichts Stabiles! 129 3.7 Aufgaben mit Lösungen ………….………..… 42 6.7 Katalyse: Wie man Reaktionen Beine macht! 132 6.8 Chemische Experimente die begeistern! …... 135 6.9 Aufgaben mit Lösungen ……………......….. 136 4 Kernchemie, Kernenergie, Oberflächenanalytik 4.1 Elementarteilchen ……………...……...……. 44 7 Säuren, Basen, Luftschadstoffe 4.2 Natürliche und künstliche Radioaktivität 46 4.3 Isotope und Massendefekt ….………..……… 48 7.1 Wie wirken Säuren und Basen? ………..….. 141 4.4 Stabilität der Nuklide ……..….……...……… 49 7.2 Benennung anorganischer Säuren 4.5 Natürliche Zerfallsreihen …………......…….. 50 und Salze leicht gemacht! ………….…..….. 143 4.6 Radioaktives Zerfallsgesetz ………......…….. 50 7.3 Säuren in Technik, Umwelt und 4.7 Radioaktive Altersbestimmung ..……………. 52 Lebensmitteln …………...………...………. 145 4.8 Dosimetrie und Strahlenschutz ……......……. 53 7.4 Anorganische Basen ….…………...…….. 152 VIII 7.5 Wie misst man die Stärke von Säuren und 11 Stoffklassen und technische Anwendungen Basen? ……………………...………….…. 154 7.6 Acidität, Basizität und pH-Rechnung ….… 157 11.1 Funktionelle Gruppen und Nomenklatur … 227 7.7 Neutralisation, Hydrolyse, Titrationskurven 159 11.2 Halogenkohlenwasserstoffe …………..….. 228 7.8 Indikatoren und pH-Puffer ……………..… 161 11.3 Alkohole, Phenole und Ether …………….. 230 7.9 Konzentrationsmaße ……………..………... 162 11.4 Aldehyde und Ketone ……..……………... 233 7.10 Verdünnen von Säuren und Basen ………... 165 11.5 Carbonsäuren und ihre Derivate ……..…... 236 7.11 Titrationsformel und Maßanalyse ……….… 165 11.6 Organische Stickstoffverbindungen ……... 240 7.12 Chemische Experimente die begeistern! 168 11.7 Chemische Experimente die begeistern ….. 245 7.13 Aufgaben mit Lösungen ……………….…. 169 11.8 Aufgaben mit Lösungen …………..….…... 246 8 Lösungen, Fällungen, Wasserchemie 12 Polymerchemie 8.1 Löslichkeit und Löslichkeitsprodukt ............ 171 12.1 Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere 248 8.2 Wann muss man mit Aktivitäten rechnen? 173 12.2 Synthetische Kunststoffe ………………… 250 8.3 Fällungen und Gravimetrie ...………..……. 175 12.3 Biopolymere und Naturstoffderivate ……... 256 8.4 Fremdioneneinfluss auf die Fällung 12.4 Polymerisationsverfahren und von Niederschlägen ……………..………… 175 Copolymerisation ………………………… 257 8.5 Wasser und Abwasser ...…………..………. 177 12.5 Polymerstruktur und chemisch- 8.6 Aufgaben mit Lösungen …………………… 183 physikalische Eigenschaften ……………… 257 8.7 Chemische Experimente die begeistern! 184 12.6 Kunststoffadditive ………………………... 259 12.7 Chemische Experimente die begeistern! … 260 9 Elektrochemie 12.8 Aufgaben mit Lösungen …………………. 262 9.1 Oxidation, Reduktion, Redoxsysteme ……... 185 13 Nachhaltige Chemie 9.2 Ohne Grenzflächen keine Elektrochemie 187 9.3 Normalpotential und Spannungsreihe …….. 188 13.1 Atomökonomie und umweltverträgliche 9.4 Galvanische Elemente und Korrosion …….. 190 Chemikalien ……………………………….. 263 9.5 Batterien und Akkumulatoren …………..… 193 13.2 Heterogene Katalysatoren und grüne 9.6 Brennstoffzellen …………………..………. 195 Chemie …………………………………… 264 9.7 Elektrolyse und Galvanotechnik ……..…… 198 13.3 Homogene Katalysatoren und 9.8 Elektrodenvorgänge ………………..……... 203 asymmetrische Synthese …………………... 266 9.9 Elektroanalytik …………………….……... 204 13.4 Biokonversion: Enzymatische Katalyse …… 270 9.10 Redoxkatalyse und biologische Energie- 13.5 Erneuerbare Energien und Rohstoffe ……… 271 wandlung …………………………………... 209 13.6 Alternative Lösungsmittel und 275 9.11 Chemische Experimente die begeistern! 210 Energiequellen ……………………………. 9.11 Aufgaben mit Lösungen …………..………. 212 13.7 Aufgaben mit Lösungen …………………… 276 III Anorganische Stoffchemie II Organische Chemie Gefahrstoffe und Arbeitsschutz 10 Kohlenwasserstoffe 14 Chemie der Elemente 10.1 Alkane und die Vielfalt des Kohlenstoffs … 217 14.1 Hauptgruppenelemente …………..……….. 278 10.2 Ungesättigte Kohlenwasserstoffe 14.2 Nebengruppenelemente (Übergangsmetalle) 295 und Aromaten .............................................. 219 14.3 Aufgaben mit Lösungen ………..…………. 309 10.3 Reaktionen der Kohlenwasserstoffe ........... 220 10.4 Aufgaben mit Lösungen …………..……... 225 15 Chemikalien am Arbeitsplatz 10.5 Chemische Experimente die begeistern …... 226 15.1 Umgang mit Gefahrstoffen ………..……… 310 15.2 Gefahrensymbole, Gefahrstofftransport, Chemikalienlager ……………...…………... 311 15.3 Arbeitsschutzkennzahlen und Innenraumbelastungen ………………... 315 15.4 Aufgaben mit Lösungen ………..…………. 318 Stichwortverzeichnis …………………………… 319 1 Teil I Allgemeine und anorganische Chemie (cid:376)Licht und Schatten: “Wenn wir heute keine uneinnehmbaren Festungen mehr kennen, wenn wir die mächtigsten Kriegs- schiffe durch Torpedos vernichten, Felsen sprengen und durchbohren und den Atlantischen Ozean mit dem Stillen verbin- den und Berge versetzen können, so ist dies nur möglich durch die wunderbar gewaltigen Kräfte, die – dank der Entwick- lung der Chemie – in einer kleinen Stoffmenge angehäuft werden können.“ (O. NAGEL, Die Romanik der Chemie, 1921).