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Haben Sie Chemie bisher immer als eine Form von (schwarzer) Magie wahrgenommen? Zu unrecht! Jedes Mal, wenn Sie photographieren, wenn Sie etwas waschen, kleben oder streichen, betreiben Sie Chemie - und Kochen ist ohnehin angewandte Biochemie.

Das Buch behandelt die spezielle Chemie auf eine neue Art: Im anorganischen Teil werden die Struktur der Orbitale und das Periodensystem erklärt sowie die einzelnen Elemente besprochen, wobei der Schwerpunkt auf Verständnis und Zusammenhänge gelegt wird. Eine Vielzahl an Beispielen und Anwendungen aus dem Alltag sorgen für Anschaulichkeit (Spurenelemente und Ernährung, Ozon, Treibhauseffekt usw.). Der organische Abschnitt behandelt die Theorie der Reaktionsmechanismen, Isomerien, Nomenklatur u.ä. Darauf baut die spezielle organische Chemie auf. Im analytischen Teil werden Methoden vorgestellt, wobei nur die Grundprinzipien erklärt werden.

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Vorwort 4

ANORGANISCHE CHEMIE

1 Die Struktur der Elektronenhülle 7

1.1 Orbitale 7

1.2 Quantenzahlen 9

1.3 Hybridisierung 19

1.4 Bindungen 23

2 Das Periodensystem 27

2.1 Wir bauen das Periodensystem auf 27

2.2 Ein paar Namen 32

2.3 Was kann man damit anfangen? 33

2.4 Ein paar Grundregeln 34

2.5 Verschiedene Arten von Nichtmetallen 37

3 Die Elemente der Hauptgruppen 39

3.1 Die Edelgase 39

3.2 Wasserstoff 40

3.3 Halogene 42

3.3.1 Reaktionen und Verbindungen 42

3.4 Die Sauerstoff-Gruppe (Chalkogene) 46

3.4.1 Reaktionen und Verbindungen des Sauerstoffs 47

3.4.2 Reaktionen und Verbindungen der übrigen Chalkogene 52

3.5 Die Stickstoff-Gruppe 54

3.5.1 Reaktionen und Verbindungen des Stickstoffes 55

3.5.2 Reaktionen und Verbindungen von Phosphor 59

3.5.3 Verbindungen von Arsen, Antimon und Wismut 61

3.6 Die Kohlenstoff-Gruppe 63

3.6.1 Reaktionen und Verbindungen des Kohlenstoffs 66

3.6.2 Reaktionen und Verbindungen der übrigen Elemente 70

3.7 Die Bor-Gruppe 743.7.1 Verbindungen von Bor 74

3.7.2 Verbindungen der Metalle dieser Gruppe 75

3.8 Erdalkalimetalle 76

3.8.1 Verbindungen der Erdalkalimetalle 76

3.9 Alkalimetalle 79

3.9.1 Reaktionen und Verbindungen 79

4 Die Elemente der Nebengruppen 81

4.1 Die Zink-Gruppe 81

4.2 Die Übergangselemente 83

4.2.1 Die Kupfer-Gruppe 84

4.2.2 Die Eisen-Gruppe 88

4.2.3 Die Mangan-Gruppe 91

4.2.4 Die Chrom-Gruppe 92

4.2.5 Die Vanadin-Gruppe 93

4.2.6 Die Titan-Gruppe 93

4.2.7 Die Scandium-Gruppe 94

4.3 Die inneren Übergangselemente 94

5 Chemie in und um uns 97

5.1 Die Nichtmetalle in unserem Körper 99

5.2 Die Metalle in unserem Körper 101

5.3 Warum sind manche Stoffe giftig? 104

5.4 Luft zum Atmen 105

5.4.1 Sauerstoff 107

5.4.2 Ozon 108

5.4.3 Stickstoff 110

5.4.4 Kohlendioxid 114

5.4.5 Schwefeldioxid 119

5.5 Wasser (nicht nur) zum Trinken 120

ORGANISCHE CHEMIE

6 Zur Einführung 127

6.1 Einige Besonderheiten der organischen Chemie 128

6.2 Reaktionen der organischen Chemie 130
6.3 Substitution 132

6.3.1 Nukleophile Substitution 132

6.3.2 Elektrophile Substitution 134

6.3.3 Radikalische Substitution 135

6.4 Addition 137

6.5 Eliminierung 139

6.6 Umlagerung 140

6.7 Zur Schreibweise organischer Verbindungen 141

6.8 Mesomerie 143

7 Kohlenwasserstoffe 147

7.1 Alkane 147

7.1.1 Raumstruktur 148

7.1.2 Eigenschaften und Reaktionen 150

7.2 Alkene 151

7.2.1 Struktur 152

7.2.2 Eigenschaften und Reaktionen einfacher Alkene 153

7.2.3 Polyene 156

7.3 Alkine 157

7.3.1 Struktur 158

7.3.2 Eigenschaften und Reaktionen 159

7.4 Cyclische Kohlenwasserstoffe 163

7.5 Aromatische Kohlenwasserstoffe 164

7.5.1 Struktur von Benzol 165

7.5.2 Kondensierte Aromaten 166

7.5.3 Eigenschaften und Reaktionen 166

7.5.4 Zweitsubstitution 168

8 Die Vielfalt organischer Moleküle 173

8.1 Die Genfer Nomenklatur 173

8.2 Isomerien 177

8.2.1 Konformation 178

8.2.2 Strukturisomerie 179

8.2.3 Cis-trans-Isomerie 181

8.2.4 Optische Isomerie 181

9 Verbindungen mit funktionellen Gruppen 189

9.1 Halogenide 190

9.2 Alkohole und verwandte Stoffe 193

9.2.1 Systematik 194

9.2.2 Eigenschaften und Reaktionen nicht-aromatischer Alkohole 195

9.2.3 Phenole 200

9.2.4 Chinone 202

9.3 Ether 203

9.4 Carbonylverbindungen 204

9.4.1 Eigenschaften und Reaktionen 205

9.5 Carboxylverbindungen 211

9.5.1 Derivate der Carbonsäuren 213

9.5.2 Halogencarbonsäuren 217

9.5.3 Ungesättigte Carbonsäuren 217

9.5.4 Säuren mit mehreren Carboxylgruppen 218

9.5.5 Hydroxycarbonsäuren und Ketocarbonsäuren 220

9.5.6 Aminosäuren 225

9.6 Amine 233

9.6.1 Eigenschaften und Reaktionen 235

9.7 Schwefelhaltige Verbindungen 238

9.8 Kohlensäure-Derivate 240

9.9. Heterozyklen 243

ANALYTISCHE CHEMIE

10 Trennverfahren 249

10.1 Fällung 249

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