Details

Über die Autoren 7 <p>Einleitung 19</p> <p>Über dieses Buch 19</p> <p>Konventionen in diesem Buch 20</p> <p>Törichte Annahmen über den Leser 20</p> <p>Wie dieses Buch aufgebaut ist 20</p> <p>Teil I: Mit Zahlen, Atomen und Elementen anbandeln 20</p> <p>Teil II: Verbindungen aufbauen und erneuern 21</p> <p>Teil III: Veränderungen auf energetischer Ebene betrachten 21</p> <p>Teil IV: Ladung wechsle dich 21</p> <p>Teil V: Jetzt wird's organisch 21</p> <p>Teil VI: Der Top-Ten-Teil 22</p> <p>Symbole in diesem Buch 22</p> <p>Wie es ab hier weitergeht 23</p> <p>Teil I Mit Zahlen, Atomen und Elementen anbandeln 25</p> <p>Kapitel 1 Wissenschaftlich mit Zahlen umgehen 27</p> <p>Exponentielle und wissenschaftliche Schreibweise zur Interpretation chemischer Messungen anwenden 27</p> <p>Multiplizieren und Dividieren in der wissenschaftlichen Schreibweise 29</p> <p>Addieren und Subtrahieren mithilfe der exponentiellen Schreibweise 31</p> <p>Zwischen Genauigkeit und Präzision unterscheiden 32</p> <p>Präzision mit signifikanten Stellen ausdrücken 34</p> <p>Mit signifikanten Stellen rechnen 36</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Wissenschaftlich rechnen 38</p> <p>Kapitel 2 Einheiten benutzen und umrechnen 43</p> <p>Machen Sie sich mit Grundeinheiten und den Vorsilben des metrischen Systems vertraut 43</p> <p>Abgeleitete Einheiten aus Grundeinheiten bilden 45</p> <p>Der mit den Einheiten tanzt: Der Dreisatz 46</p> <p>Lassen Sie sich von den Einheiten leiten 50</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Einheiten 52</p> <p>Kapitel 3 Materie in Atome und Aggregatzustände einteilen 55</p> <p>Atome aus subatomaren Teilchen zusammensetzen 55</p> <p>J. J. Thomson: Nichts als Rosinen im Kopf 57</p> <p>Ernest Rutherford: Der Goldschütze 57</p> <p>Niels Bohr: Der nach den Sternen greift 58</p> <p>Chemische Symbole entziffern: Ordnungs- und Massenzahlen 59</p> <p>Isotope mithilfe von Massenzahlen erklären 62</p> <p>Sich zwischen den Aggregatzuständen von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen bewegen 65</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Atome und Aggregatzustände 68</p> <p>Kapitel 4 Das Periodensystem der Elemente durchstreifen 71</p> <p>Perioden und Gruppen im Periodensystem ausfindig machen 71</p> <p>Chemische Eigenschaften anhand von Perioden und Gruppen des Periodensystems ableiten 75</p> <p>Wie Valenzelektronen durch die Bildung von Ionen zu Stabilität verhelfen 77</p> <p>Elektronen auf ihre Plätze verweisen: Elektronenkonfigurationen 78</p> <p>Die Energiemenge (oder das Licht) messen, die ein angeregtes Elektron emittiert 82</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund um das Periodensystem der Elemente 83</p> <p>Teil II Verindungen aufbauen und erneuern 87</p> <p>Kapitel 5 Bindungen eingehen 89</p> <p>Ladungspaarung bei Ionenbindungen 90</p> <p>Elektronen durch kovalente Bindungen teilen 92</p> <p>Molekülorbitale besetzen und überlappen 97</p> <p>Tauziehen mit Elektronen: Polarität 100</p> <p>Moleküle formen: VSEPR-Theorie und Hybridisierung 103</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Bindungen 107</p> <p>Kapitel 6 Verbindungen benennen 113</p> <p>Viele Wege führen nach Rom: Ionische Verbindungen benennen 113</p> <p>Wenn nur diese verflixten mehratomigen Ionen nicht wären! 116</p> <p>Molekularen Verbindungen Spitznamen verpassen 118</p> <p>Licht am Ende des Tunnels: Ein vereinfachtes Schema zur Benennung von Verbindungen 120</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Verbindungen benennen 124</p> <p>Kapitel 7 Das mächtige Mol beherrschen 129</p> <p>Teilchen zählen: Das Mol 129</p> <p>Masse und Volumen auf Mol beziehen 131</p> <p>Ehre, wem Ehre gebührt: Prozentuale Zusammensetzung 135</p> <p>Von der prozentualen Zusammensetzung zu empirischen Formeln 137</p> <p>Von empirischen Formeln zu Summenformeln 139</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Mol 140</p> <p>Kapitel 8 Chemische Gleichungen in den Griff bekommen 147</p> <p>Chemie in Gleichungen und Symbolen 147</p> <p>Gleiches mit Gleichem vergelten: Chemische Reaktionen ausgleichen 149</p> <p>Reaktionen erkennen und Produkte vorhersagen 152</p> <p>Synthese 153</p> <p>Zersetzung 153</p> <p>Einfache Substitution 153</p> <p>Metathese 155</p> <p>Verbrennung 155</p> <p>Gaffen verboten: Netto-Ionengleichungen 157</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema chemische Gleichungen 159</p> <p>Kapitel 9 So funktioniert Stöchiometrie 163</p> <p>Mol/Mol-Umrechnungsfaktoren in ausbilanzierten Gleichungen nutzen 163</p> <p>Das Mol am Schopf packen: Teilchen, Volumina und Massen umrechnen 166</p> <p>Den Reaktanten Grenzen setzen 169</p> <p>Die Küken nach dem Schlüpfen zählen: Prozentuale Ausbeute berechnen 173</p> <p>Lösungen zu den stöchiometrischen Aufgaben 174</p> <p>Teil III Veränderungen auf energetischer Ebene betrachten 185</p> <p>Kapitel 10 Aggregatzustände in Verbindung mit Energie sehen 187</p> <p>Materiezustände mit der kinetischen Theorie erklären 187</p> <p>Den nächsten Zug machen: Phasenübergänge und Phasendiagramme 189</p> <p>Unterschiede zwischen festen Aggregatzuständen wahrnehmen 192</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Phasenänderungen 194</p> <p>Kapitel 11 Gasgesetzen gehorchen 197</p> <p>Den Nebel lichten: Verdunstung und Dampfdruck 198</p> <p>Mit Druck und Volumen spielen: Das Boyle’sche Gesetz 200</p> <p>Mit Volumen und Temperatur herumspielen: Gesetz von Charles und absoluter Nullpunkt 201</p> <p>Und jetzt alle zusammen: Das kombinierte und das ideale Gasgesetz 203</p> <p>Daltons Gesetz der Partialdrücke ins Spiel bringen 205</p> <p>Ausbreiten und Verteilen mit Grahams Gesetz 206</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund um Gasgesetze 208</p> <p>Kapitel 12 Sich in Lösung begeben 211</p> <p>Verschiedene Kräfte bei der Löslichkeit wirken sehen 211</p> <p>Löslichkeit mithilfe der Temperatur verändern 214</p> <p>Sich auf Molarität und Prozentangaben konzentrieren 216</p> <p>Konzentrationen durch die Herstellung von Verdünnungen ändern 219</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Lösungen 221</p> <p>Kapitel 13 Mal heiß, mal kalt: Kolligative Eigenschaften 225</p> <p>Teilchen portionieren: Molalität und Stoffmengenanteile 225</p> <p>Vorsicht Verbrennungsgefahr: Siedepunkte erhöhen und berechnen 228</p> <p>Wie tief können Sie gehen? Gefrierpunkte berechnen und erniedrigen 230</p> <p>Molekülmassen anhand von Siede- und Gefrierpunkten bestimmen 232</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema kolligative Eigenschaften 234</p> <p>Kapitel 14 Geschwindigkeit und Gleichgewicht erforschen 239</p> <p>Reaktionsgeschwindigkeiten messen 239</p> <p>Geschwindigkeitsbeeinflussende Faktoren entdecken 244</p> <p>Gleichgewichte messen 246</p> <p>Die Gleichgewichtskonstante 247</p> <p>Freie Enthalpie 248</p> <p>Störfaktoren des Gleichgewichts kennen lernen 250</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Geschwindigkeit und Gleichgewicht 253</p> <p>Kapitel 15 Aufwärmtraining für die Thermodynamik 257</p> <p>Die Grundlagen der Thermodynamik 257</p> <p>Wärme aufnehmen: Wärmekapazität und Kalorimetrie 260</p> <p>Wärme absorbieren und abgeben: Endotherme und exotherme Reaktionen 262</p> <p>Wärme mit dem Hess’schen Gesetz addieren 264</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Thermodynamik 267</p> <p>Teil IV Ladung, wechsle dich! 271</p> <p>Kapitel 16 Der Lackmustest für Säuren und Basen 273</p> <p>Drei komplementäre Methoden zur Definierung von Säuren und Basen 273</p> <p>Methode 1: Arrhenius hält sich an die Grundlagen 273</p> <p>Methode 2: Brønsted-Lowry kümmern sich um Basen ohne Hydroxidionen 274</p> <p>Methode 3: Lewis verlässt sich auf Elektronenpaare 276</p> <p>Azidität und Basizität messen: pH, pOH und KW 278</p> <p>Stärke durch Dissoziation bestimmen: KS und KB 280</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Säuren und Basen 283</p> <p>Kapitel 17 Neutralität mit Äquivalenten, Titration und Puffern erreichen 287</p> <p>Äquivalente und Normalität untersuchen 288</p> <p>Molarität mithilfe von Titration bestimmen 290</p> <p>Den pH-Wert mit Puffern einstellen 293</p> <p>Salzlöslichkeit messen: KL 296</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema neutralisierende Äquivalente 297</p> <p>Kapitel 18 Elektronen in Redoxreaktionen nachweisen 301</p> <p>Elektronen anhand von Oxidationszahlen verfolgen 301</p> <p>Redoxreaktionen unter sauren Bedingungen ausbilanzieren 304</p> <p>Redoxreaktionen unter alkalischen Bedingungen ausgleichen 306</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Elektronen in Redoxreaktionen 309</p> <p>Kapitel 19 In der Elektrochemie auf Draht sein 315</p> <p>Anoden und Kathoden unterscheiden 315</p> <p>Elektromotorische Kräfte und Standardreduktionspotenziale berechnen 319</p> <p>Strömungen in der Chemie: Elektrolysezellen 323</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Elektrochemie 325</p> <p>Kapitel 20 Chemie mit Atomkernen 329</p> <p>Kerne können auf mehrere Arten zerfallen 329</p> <p>Alphazerfall 329</p> <p>Betazerfall 330</p> <p>Gammazerfall 330</p> <p>Zerfallsgeschwindigkeiten messen: Halbwertszeiten 332</p> <p>Kerne verschmelzen und aufbrechen: Fusion und Spaltung 333</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Kernchemie 335</p> <p>Teil V Jetzt wird’s organisch 337</p> <p>Kapitel 21 Ketten aus Kohlenstoff 339</p> <p>In einer Reihe: Kohlenstoffe zu kettenförmigen Alkanen verbinden 339</p> <p>Die Fühler ausstrecken: Verzweigte Alkane durch Substitution bilden 343</p> <p>Unersättlich: Alkene und Alkine 346</p> <p>Einmal im Kreis: Ringförmige Kohlenstoffketten 349</p> <p>Zyklische aliphatische Kohlenwasserstoffe einkreisen 350</p> <p>An aromatischen Kohlenwasserstoffen schnüffeln 350</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Kohlenstoffketten 352</p> <p>Kapitel 22 Isomere in Stereo sehen 357</p> <p>Platzanweisen mit geometrischen Isomeren 358</p> <p>Alkene: Scharf auf cis-trans-Konfigurationen 358</p> <p>Nichtoffenkettige Alkane: Eine Ringbindung herstellen 359</p> <p>Alkine: Kein Platz für Stereoisomere 360</p> <p>Spieglein, Spieglein an der Wand: Enantiomere und Diastereomere 361</p> <p>Chiralität begreifen 361</p> <p>Enantiomere und Diastereomere in Fischer-Projektionen darstellen 362</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Stereoisomere 367</p> <p>Kapitel 23 Durch die bunte Welt der funktionellen Gruppen schlendern 371</p> <p>Die Bühne der chemischen Akteure betreten 371</p> <p>Alkohole: Beherbergen eine Hydroxylgruppe 373</p> <p>Ether: Von Sauerstoff eingenommen 373</p> <p>Carbonsäuren: -COOH bildet das Schlusslicht 374</p> <p>Carbonsäureester: Bevorzugen zwei Kohlenstoffketten 374</p> <p>Aldehyde: Klammern sich an ein Sauerstoffatom 375</p> <p>Ketone: Einsame Sauerstoffatome pirschen sich in die Mitte 376</p> <p>Halogenkohlenwasserstoffe: Hallo, Halogen! 376</p> <p>Amine: Mit Stickstoff auf Du und Du 377</p> <p>Reaktion durch Substitution und Addition 379</p> <p>Wie die Chemie in der Biologie funktioniert 380</p> <p>Kohlenhydrate: Kohlenstoff trifft Wasser 381</p> <p>Proteine: Bestehen aus Aminosäuren 382</p> <p>Nucleinsäuren: Das Rückgrat des Lebens 383</p> <p>Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Funktionelle Gruppen 386</p> <p>Teil VI Der Top-Ten-Teil 389</p> <p>Kapitel 24 Zehn Formeln, die Sie sich ins Gehirn brennen lassen sollten 391</p> <p>Das kombinierte Gasgesetz 391</p> <p>Daltons Gesetz der Partialdrücke 392</p> <p>Die Verdünnungsgleichung 392</p> <p>Geschwindigkeitsgesetze 392</p> <p>Die Gleichgewichtskonstante 393</p> <p>Änderung der Freien Enthalpie 393</p> <p>Kalorimetrie bei konstantem Druck 394</p> <p>Das Hess’sche Gesetz 394</p> <p>pH, pOH und KW 395</p> <p>KS und KB 395</p> <p>Kapitel 25 Zehn nervige Ausnahmen von den chemischen Regeln 397</p> <p>Wasserstoff ist kein Alkalimetall 397</p> <p>Die Oktettregel trifft nicht immer zu 397</p> <p>Einige Elektronenkonfigurationen ignorieren die Orbitalregeln 398</p> <p>Vom ständigen Geben und Nehmen von Elektronen</p> <p>in koordinativen kovalenten Bindungen 399</p> <p>Alle Hybridorbitale entstehen auf die gleiche Art und Weise 400</p> <p>Seien Sie vorsichtig bei der Benennung von Verbindungen mit Übergangsmetallen 400</p> <p>Sie dürfen mehratomige Ionen nicht vergessen 401</p> <p>Wasser ist dichter als Eis 402</p> <p>Es gibt keine idealen Gase 402</p> <p>Bekannte Namen für organische Verbindungen erinnern an alte Zeiten 403</p> <p>Stichwortverzeichnis 405</p>

Peter J. Mikulecky ist promovierter Chemiker und Dozent an der Fusion Academy. Auch seine Mitautoren Katherine Brutlag, Michelle Rose Gilman und Brian Peterson lehren dort Naturwissenschaften.

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