Prinzipien von Struktur und Reaktivität
E-Book, Deutsch, 1310 Seiten
Reihe: De Gruyter Studium
ISBN: 978-3-11-024908-8
Verlag: De Gruyter
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)
Zielgruppe
Studierende der Chemie in Bachelor- und Masterstudiengängen
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Häufig gebrauchte Abkürzungen;21
2;Häufig gebrauchte Symbole;25
3;1 Was ist Anorganische Chemie?;27
3.1;1.1 Die Anfänge der anorganischen Chemie;27
3.2;1.2 Ein Beispiel für moderne anorganische Chemie;28
3.3;1.3 Die chemische Struktur der Zeolithe;30
3.4;1.4 Chemische Reaktivität in Zeolithen;32
3.5;1.5 Schlussfolgerungen;35
4;2 Die Struktur der Atome;37
4.1;2.1 Spektroskopie;37
4.2;2.2 Die Wellengleichung;40
4.3;2.3 Das Teilchen im Kasten;41
4.4;2.4 Das Wasserstoffatom;44
4.4.1;2.4.1 Die radiale Wellenfunktion R;44
4.4.2;2.4.2 Der winkelabhängige Teil der Wellenfunktion;50
4.5;2.5 Die Symmetrie der Orbitale;53
4.5.1;2.5.1 Die Energie der Orbitale;55
4.6;2.6 Atome mit mehr als einem Elektron;57
4.6.1;2.6.1 Der Elektronenspin und das Pauli-Prinzip;58
4.6.2;2.6.2 Das Aufbauprinzip;60
4.6.3;2.6.3 Atomzustände, Termsymbole und erste Hund’sche Regel;62
4.6.4;2.6.4 Das Periodensystem der Elemente;63
4.6.5;2.6.5 Abschirmung der Kernladung;65
4.6.6;2.6.6 Die Größe der Atome;68
4.6.7;2.6.7 Die Ionisierungsenergie;70
4.6.8;2.6.8 Die stufenweise Ionisierung von Atomen;74
4.6.9;2.6.9 Die Elektronenaffinität;76
4.7;Aufgaben;79
5;3 Symmetrie und Gruppentheorie;83
5.1;3.1 Symmetrieelemente und Symmetrieoperationen;83
5.1.1;3.1.1 Die Spiegelebene (s);85
5.1.2;3.1.2 Das Inversionszentrum (i);85
5.1.3;3.1.3 Drehachsen (Cn);86
5.1.4;3.1.4 Die Identität (E);89
5.1.5;3.1.5 Die Drehspiegelung (Sn);89
5.2;3.2 Punktgruppen und Molekülsymmetrie;91
5.2.1;3.2.1 Punktgruppen sehr hoher Symmetrie;91
5.2.2;3.2.2 Punktgruppen geringer Symmetrie;93
5.2.3;3.2.3 Punktgruppen mit einer n-zähligen Drehachse Cn;94
5.2.4;3.2.4 Diedergruppen;95
5.2.5;3.2.5 Ein Fließschema zur Ermittlung der Punktgruppensymmetrie;95
5.3;3.3 Irreduzible Darstellungen und Charaktertafeln;98
5.4;3.4 Reduzible Darstellungen;102
5.5;3.5 Anwendungen der Punktgruppensymmetrie;103
5.5.1;3.5.1 Optische Aktivität;103
5.5.2;3.5.2 Dipolmomente;104
5.5.3;3.5.3 Infrarot- und Ramanspektroskopie;105
5.5.4;3.5.4 Kovalente Bindungen;112
5.5.5;3.5.5 Kristallographie;116
5.5.6;3.5.6 Fehlordnung in Kristallen;123
5.6;Aufgaben;128
6;4 Bindungsmodelle in der Anorganischen Chemie: Teil 1;135
6.1;4.1 Die Ionenbindung;135
6.1.1;4.1.1 Eigenschaften von Ionenverbindungen;135
6.1.2;4.1.2 Voraussetzungen für das Auftreten von Ionenbindungen;137
6.2;4.2 Größeneffekte;138
6.2.1;4.2.1 Ionenradien;138
6.2.2;4.2.2 Faktoren, die die Radien von Ionen beeinflussen;139
6.2.3;4.2.3 Radien mehratomiger Ionen;143
6.2.4;4.2.4 Dichteste Kugelpackungen;145
6.3;4.3 Strukturen von Ionenkristallen;148
6.3.1;4.3.1 Strukturtypen;149
6.3.2;4.3.2 Radienverhältnisse;153
6.4;4.4 Die Gitterenergie;158
6.4.1;4.4.1 Der Born-Haber-Kreisprozess;163
6.4.2;4.4.2 Berechnungen nach dem Born-Haber-Kreisprozess;164
6.5;4.5 Vorhersage der Stabilität ionischer Verbindungen durch thermochemische Berechnungen;170
6.6;4.6 Kovalenter Charakter vorwiegend ionischer Bindungen;173
6.6.1;4.6.1 Die Regeln von Fajans;173
6.6.2;4.6.2 Folgen der Polarisierung;175
6.7;4.7 Schlussfolgerung;179
6.8;Aufgaben;179
7;5 Bindungsmodelle der Anorganischen Chemie, Teil 2: Die kovalente Bindung;185
7.1;5.1 Lewis-Strukturen;185
7.2;5.2 Bindungstheorien;186
7.3;5.3 Die Valence-Bond-Theorie;187
7.3.1;5.3.1 Resonanz zwischen Grenzstrukturen;190
7.3.2;5.3.2 Formale Ladungen;194
7.3.3;5.3.3 Hybridisierung von Atomorbitalen;196
7.3.4;5.3.4 Hybridisierung und Überlappung;201
7.4;5.4 Die Molekülorbital-Theorie;201
7.4.1;5.4.1 Das Wasserstoff-Molekülion und das H2-Molekül;201
7.4.2;5.4.2 Symmetrie und Überlappung;206
7.4.3;5.4.3 Die Symmetrie von Molekülorbitalen;207
7.4.4;5.4.4 Molekülorbitale in homonuklearen zweiatomigen Molekülen;207
7.4.5;5.4.5 Energieaufteilungsanalyse unpolarer Moleküle;216
7.4.6;5.4.6 Molekülorbitale von heteronuklearen zweiatomigen Molekülen;219
7.4.7;5.4.7 Molekülorbitale von dreiatomigen Molekülen und Ionen;224
7.4.8;5.4.8 Molekülorbitale von fünfatomigen Molekülen und Ionen;227
7.5;5.5 Elektronegativität;229
7.5.1;5.5.1 Die Elektronegativität nach Pauling;229
7.5.2;5.5.2 Elektronegativitäten nach Mulliken;231
7.5.3;5.5.3 Andere Methoden zur Ermittlung von Elektronegativitäten;239
7.5.4;5.5.4 Neuere Entwicklungen in der Theorie der Elektronegativität;240
7.5.5;5.5.5 Veränderlichkeit der Elektronegativität;242
7.5.6;5.5.6 Wahl des Elektronegativitätssystems;243
7.5.7;5.5.7 Gruppenelektronegativitäten;243
7.5.8;5.5.8 Methoden zur Ermittlung von Ladungen: Elektronegativitätsausgleich in Molekülen;245
7.6;Aufgaben;248
8;6 Struktur und Reaktivität von Molekülen;253
8.1;6.1 Das Modell der Abstoßung zwischen den Elektronenpaaren der Valenzschale (VSEPR-Modell);253
8.1.1;6.1.1 Einfache Moleküle vom Typ AXn;253
8.1.2;6.1.2 Strukturen von Molekülen mit nichtbindenden Elektronenpaaren;257
8.1.3;6.1.3 Strukturen von Molekülen mit verschiedenen Substituenten;262
8.1.4;6.1.4 Strukturen von Molekülen mit Mehrfachbindungen;263
8.1.5;6.1.5 Strukturen von Molekülen mit sieben oder acht Substituenten;265
8.1.6;6.1.6 Zusammenfassung der VSEPR-Regeln und Grenzen des Modells;269
8.1.7;6.1.7 Die Elektronen-Lokalisierungsfunktion (ELF);270
8.2;6.2 Molekülorbitale und Molekülstruktur;272
8.3;6.3 Molekülstruktur und Hybridisierung;274
8.3.1;6.3.1 Hybridisierung und Hybridisierungsenergie;278
8.3.2;6.3.2 Beeinflussung der Molekülstruktur durch die Abstoßung der Substituenten (nichtbindende Wechselwirkungen);281
8.3.3;6.3.3 Gebogene Bindungen;283
8.4;6.4 Kernabstände und Bindungsgrade;285
8.5;6.5 Experimentelle Bestimmung von Molekülstrukturen;287
8.5.1;6.5.1 Röntgen- und Neutronenbeugung;287
8.5.2;6.5.2 Methoden, die auf der Molekülsymmetrie beruhen;289
8.6;6.6 Einfache Reaktionen kovalent gebundener Moleküle;294
8.6.1;6.6.1 Molekülinversion;294
8.6.2;6.6.2 Berry-Pseudorotation;295
8.6.3;6.6.3 Nukleophile Substitution;299
8.6.4;6.6.4 Mechanismen mit freien Radikalen und Spinerhaltung;300
8.7;Aufgaben;303
9;7 Der feste Zustand;309
9.1;7.1 Chemische Bindung im Festkörper;309
9.2;7.2 Der metallische Zustand;314
9.3;7.3 Molekül- und Ionenkristalle;318
9.4;7.4 Intrinsische Halbleiter;319
9.5;7.5 Dotierte Halbleiter;322
9.6;7.6 Supraleiter;324
9.7;7.7 Kristallfehler;331
9.8;7.8 Leitfähigkeit von Ionenkristallen;334
9.8.1;7.8.1 Leitfähigkeit durch Ionenwanderung;334
9.8.2;7.8.2 Feste Ionenleiter;335
9.9;Aufgaben;339
10;8 Chemische Kräfte;341
10.1;8.1 Kernabstände und Atomradien;341
10.1.1;8.1.1 van der Waals-Radien;341
10.1.2;8.1.2 Ionenradien;342
10.1.3;8.1.3 Kovalenzradien;344
10.2;8.2 Die verschiedenen Arten chemischer Kräfte;348
10.2.1;8.2.1 Die kovalente Bindung;348
10.2.2;8.2.2 Die Ionenbindung;352
10.2.3;8.2.3 Kräfte zwischen Ionen und Dipolen;353
10.2.4;8.2.4 Dipol-Dipol-Wechselwirkungen;355
10.2.5;8.2.5 Wechselwirkungen mit induzierten Dipolen;355
10.2.6;8.2.6 Wechselwirkungen zwischen momentan auftretenden und induzierten Dipolen;356
10.2.7;8.2.7 Abstoßungskräfte;357
10.2.8;8.2.8 Zusammenfassung;358
10.3;8.3 Die Wasserstoffbrückenbindung;358
10.3.1;8.3.1 Hydrate und Clathrate;365
10.4;8.4 Auswirkungen chemischer Kräfte;369
10.4.1;8.4.1 Schmelz- und Siedepunkte;369
10.4.2;8.4.2 Löslichkeit;373
10.5;Aufgaben;380
11;9 Säure-Base-Chemie;385
11.1;9.1 Säure-Base-Konzepte;385
11.1.1;9.1.1 Definition von Brønsted und Lowry;385
11.1.2;9.1.2 Definition von Lux und Flood;386
11.1.3;9.1.3 Definition von Lewis;388
11.1.4;9.1.4 Lösungsmittel als Säure-Base-Systeme;389
11.1.5;9.1.5 Ein verallgemeinertes Säure-Base-Konzept;391
11.2;9.2 Die Stärke von Protonensäuren und den korrespondierenden Basen;395
11.2.1;9.2.1 Gasphasen-Basizitäten: Protonenaffinitäten;395
11.2.2;9.2.2 Gasphasen-Aciditäten: Protonenabgabe;399
11.2.3;9.2.3 Brønsted-Supersäuren in Lösung;400
11.2.4;9.2.4 Brønsted-Superbasen in Lösung: Protonenschwämme;402
11.3;9.3 Lewis-Aciditäten und Lewis-Basizitäten;403
11.3.1;9.3.1 Gasphasen-Aciditäten: Elektronenaffinitäten;403
11.3.2;9.3.2 Lewis-Aciditäten: Fluoridionenaffinitäten;403
11.3.3;9.3.3 Gasphasen-Basizitäten: HOMO-Energien;404
11.3.4;9.3.4 Bindungstheorie für Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen;406
11.3.5;9.3.5 Sterische Einflüsse bei Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen;408
11.3.6;9.3.6 Lewis-Wechselwirkungen in unpolaren Lösungsmitteln;411
11.3.7;9.3.7 Empirische Systematik der Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen;413
11.3.8;9.3.8 Solvatationseffekte und Säure-Base-Anomalien;417
11.4;9.4 Harte und weiche Säuren und Basen;418
11.4.1;9.4.1 Klassifizierung von Säuren und Basen als „hart“ oder „weich“;419
11.4.2;9.4.2 Beziehung zwischen der Stärke von Säuren und Basen und ihrer Härte bzw. Weichheit;420
11.4.3;9.4.3 Theoretische Grundlagen für die Begriffe „hart“ und „weich“;424
11.4.4;9.4.4 Zusammenhang zwischen Elektronegativität und hartem bzw. weichem Verhalten;425
11.5;Aufgaben;428
12;10 Chemie in wässrigen und nichtwässrigen Lösungen;433
12.1;10.1 Wasser;434
12.2;10.2 Nichtwässrige Lösungsmittel;434
12.2.1;10.2.1 Flüssiges Ammoniak;434
12.2.2;10.2.2 Lösungen von Metallen in Ammoniak;437
12.2.3;10.2.3 Schwefelsäure;440
12.2.4;10.2.4 Zusammenfassender Überblick über Protonen-haltige Lösungsmittel;442
12.3;10.3 Protonen-freie (aprotische) Lösungsmittel;445
12.4;10.4 Salzschmelzen;449
12.4.1;10.4.1 Solvenseigenschaften;449
12.4.2;10.4.2 Salzschmelzen bei Raumtemperatur: ionische Flüssigkeiten;450
12.4.3;10.4.3 Reaktionsträgheit geschmolzener Salze;452
12.4.4;10.4.4 Lösungen von Metallen in Salzschmelzen;453
12.4.5;10.4.5 Komplexbildung;454
12.4.6;10.4.6 Feste saure und basische Katalysatoren;454
12.5;10.5 Elektrodenpotentiale und elektromotorische Kräfte;455
12.5.1;10.5.1 Elektrochemie in nichtwässrigen Lösungen;459
12.5.2;10.5.2 Hydrometallurgie;460
12.6;Aufgaben;462
13;11 Koordinationsverbindungen: Bindungstheorie, Spektren und Magnetismus;467
13.1;11.1 Bindungsverhältnisse in Koordinationsverbindungen;471
13.2;11.2 Valence-Bond-Theorie;472
13.3;11.3 Elektroneutralitätsprinzip und Rückbindung;473
13.4;11.4 Kristallfeld-Theorie;475
13.4.1;11.4.1 Ligandenfeld-Effekte: Oktaedersymmetrie;477
13.4.2;11.4.2 Ligandenfeld-Stabilisierungsenergie (LFSE);481
13.4.3;11.4.3 Ligandenfeld-Effekte: Tetraeder-Symmetrie;483
13.4.4;11.4.4 Tetragonale Symmetrie und planar-quadratische Komplexe;485
13.4.5;11.4.5 Orbitalaufspaltung in Feldern anderer Symmetrie;486
13.4.6;11.4.6 Faktoren, die die Größe der LFSE beeinflussen;487
13.4.7;11.4.7 Anwendungen der Kristallfeld-Theorie;491
13.5;11.5 Molekülorbital-Theorie;497
13.5.1;11.5.1 Oktaedrische Komplexe;498
13.5.2;11.5.2 Tetraedrische und quadratische Komplexe;503
13.5.3;11.5.3 p-Bindungen und Molekülorbital-Theorie;505
13.5.4;11.5.4 Experimentelle Beweise für p-Bindungen;511
13.6;11.6 Elektronenspektren von Komplexen;518
13.6.1;11.6.1 Tanabe-Sugano-Diagramme;529
13.6.2;11.6.2 Tetragonale Abweichungen von der Oktaedersymmetrie;535
13.6.3;11.6.3 Charge-Transfer-Spektren;544
13.6.4;11.6.4 Magnetische Eigenschaften von Komplexen;548
13.7;Aufgaben;558
14;12 Koordinationsverbindungen: Struktur;563
14.1;12.1 Koordinationszahl 1;564
14.2;12.2 Koordinationszahl 2;564
14.3;12.3 Koordinationszahl 3;565
14.4;12.4 Koordinationszahl 4;567
14.4.1;12.4.1 Tetraedrische Komplexe;567
14.4.2;12.4.2 Quadratisch-planare Komplexe;569
14.5;12.5 Koordinationszahl 5;572
14.5.1;12.5.1 Bevorzugung bestimmter Positionen in trigonal-bipyramidalen-Komplexen;576
14.5.2;12.5.2 Bevorzugung bestimmter Positionen in quadratisch-pyramidalen Komplexen;578
14.5.3;12.5.3 Magnetische und spektroskopische Eigenschaften;579
14.5.4;12.5.4 Isomerie fünffach koordinierter Komplexe;580
14.6;12.6 Koordinationszahl 6;583
14.6.1;12.6.1 Verzerrungen des idealen Oktaeders;583
14.6.2;12.6.2 Trigonales Prisma;584
14.6.3;12.6.3 Geometrische Isomerie bei oktaedrischen Komplexen;586
14.6.4;12.6.4 Optische Isomerie bei oktaedrischen Komplexen;587
14.6.5;12.6.5 Trennung optisch aktiver Komplexe (Racemattrennung);590
14.6.6;12.6.6 Die absolute Konfiguration von Komplexen;590
14.6.7;12.6.7 Spektroskopische Methoden;593
14.6.8;12.6.8 Stereoselektivität und die Konformation von Chelatringen;596
14.6.9;12.6.9 Katalyse asymmetrischer Synthesen durch Koordinationsverbindungen;599
14.7;12.7 Koordinationszahl 7;601
14.8;12.8 Koordinationszahl 8;605
14.9;12.9 Höhere Koordinationszahlen;608
14.10;12.10 Allgemeines über Koordinationszahlen;608
14.11;12.11 Bindungsisomerie;610
14.11.1;12.11.1 Elektronische Effekte;613
14.11.2;12.11.2 Sterische Effekte;614
14.11.3;12.11.3 Symbiose;616
14.11.4;12.11.4 Berliner Blau und verwandte Strukturen;617
14.12;12.12 Andere Isomerie-Arten;619
14.12.1;12.12.1 Ligandenisomerie;619
14.12.2;12.12.2 Ionisationsisomerie;620
14.12.3;12.12.3 Hydratations-(Solvatations)-isomerie;620
14.12.4;12.12.4 Koordinationsisomerie;620
14.13;12.13 Der Chelat-Effekt;621
14.13.1;12.13.1 Makrocyclen;623
14.14;Aufgaben;630
15;13 Koordinationsverbindungen: Reaktionen, Kinetik und Mechanismen;635
15.1;13.1 Substitutionsreaktionen bei quadratisch-planaren Komplexen;636
15.1.1;13.1.1 Das Geschwindigkeitsgesetz für nukleophile Substitutionen bei quadratischplanaren Komplexen;638
15.1.2;13.1.2 Der trans-Effekt;642
15.1.3;13.1.3 Mechanismus der nukleophilen Substitution bei quadratisch-planaren Komplexen;645
15.1.4;13.1.4 Thermodynamische und kinetische Stabilität;647
15.2;13.2 Kinetik der Substitutionsreaktionen bei oktaedrischen Komplexen;649
15.2.1;13.2.1 Ligandenfeldeffekte und Reaktionsgeschwindigkeiten;651
15.2.2;13.2.2 Mechanismen der Substitutionsreaktionen bei oktaedrischen Komplexen;652
15.2.3;13.2.3 Einfluss von Säuren und Basen auf die Reaktionsgeschwindigkeiten;656
15.2.4;13.2.4 Racemisierung und Isomerisierung;657
15.2.5;13.2.5 Mechanismen von Redoxreaktionen;660
15.2.6;13.2.6 Elektronenübergang über die äußere Sphäre: outer-sphere-Mechanismus;661
15.2.7;13.2.7 Outer-sphere-Elektronenübergänge unter Beteiligung elektronisch angeregter Komplexe;666
15.2.8;13.2.8 Elektronenübertragung in der inneren Sphäre: inner-sphere-Mechanismus;670
15.2.9;13.2.9 Gemischtvalenzkomplexe;673
15.3;Aufgaben;676
16;14 Chemie der Übergangsmetalle;681
16.1;14.1 Allgemeine Tendenzen innerhalb der Perioden;682
16.2;14.2 Die verschiedenen Oxidationsstufen der Übergangsmetalle;684
16.2.1;14.2.1 Niedrige positive und negative Oxidationsstufen;684
16.2.2;14.2.2 Bereich der Oxidationsstufen;684
16.2.3;14.2.3 Vergleich von Eigenschaften anhand der Oxidationsstufen;686
16.3;14.3 Die Elemente Kalium bis Zink: Vergleich der Eigenschaften anhand der Elektronenkonfiguration;687
16.3.1;14.3.1 Die Konfiguration 3d0;687
16.3.2;14.3.2 Die Konfiguration 3d1;688
16.3.3;14.3.3 Die Konfiguration 3d2;689
16.3.4;14.3.4 Die Konfiguration 3d3;689
16.3.5;14.3.5 Die Konfiguration 3d4;689
16.3.6;14.3.6 Die Konfiguration 3d5;690
16.3.7;14.3.7 Die Konfiguration 3d6;690
16.3.8;14.3.8 Die Konfiguration 3d7;691
16.3.9;14.3.9 Die Konfiguration 3d8;691
16.3.10;14.3.10 Die Konfiguration 3d9;692
16.3.11;14.3.11 Die Konfiguration 3d10;693
16.4;14.4 Die 4d- und 5d-Metalle;693
16.5;14.5 Oxidationsstufen und Standard-Reduktionspotentiale der Übergangsmetalle;695
16.5.1;14.5.1 Stabilität von Oxidationsstufen;695
16.5.2;14.5.2 Der Einfluss der Konzentration auf die Stabilität;697
16.5.3;14.5.3 Erste Gruppe;701
16.5.4;14.5.4 Zweite Gruppe;702
16.5.5;14.5.5 Dritte Gruppe;702
16.5.6;14.5.6 Vierte Gruppe;702
16.5.7;14.5.7 Fünfte Gruppe;703
16.5.8;14.5.8 Sechste Gruppe;703
16.5.9;14.5.9 Siebente Gruppe;704
16.5.10;14.5.10 Achte bis zehnte Gruppe;704
16.5.11;14.5.11 Elfte Gruppe;706
16.5.12;14.5.12 Zwölfte Gruppe;707
16.6;14.6 Die Lanthanoide, Actinoide und Transactinoid-Elemente;708
16.6.1;14.6.1 Stabile Oxidationsstufen;708
16.6.2;14.6.2 Die Lanthanoiden- und Actinoiden-Kontraktion;711
16.7;14.7 Die f-Orbitale;712
16.7.1;14.7.1 Unterschiede zwischen 4f- und 5f-Orbitalen;714
16.7.2;14.7.2 Absorptionsspektren der Lanthanoid- und Actinoid-Ionen;714
16.7.3;14.7.3 Magnetische Eigenschaften der Lanthanoide und Actinoide;716
16.8;14.8 Koordinationsverbindungen;717
16.8.1;14.8.1 Vergleich zwischen inneren Übergangselementen und Übergangsmetallen;717
16.8.2;14.8.2 Trennung der Seltenerd-Metalle und der Actinoide;719
16.8.3;14.8.3 Lanthanoid-Chelate;720
16.9;14.9 Die Transactinoid-Elemente;723
16.9.1;14.9.1 Periodizität bei den Translawrencium-Elementen;724
16.10;Aufgaben;726
17;15 Organometallverbindungen;731
17.1;15.1 Die 18-Elektronen-Regel;732
17.1.1;15.1.1 Molekülorbital-Theorie und 18-Elektronen-Regel;732
17.1.2;15.1.2 Abzählung der Elektronen in Komplexen;734
17.2;15.2 Metallcarbonyle und verwandte Verbindungen;738
17.2.1;15.2.1 Metallcarbonyle;738
17.2.2;15.2.2 Carbonyl-Kationen;746
17.2.3;15.2.3 Carbonylat-Anionen;749
17.2.4;15.2.4 Parallelen zur Nichtmetallchemie: Isolobale Fragmente;752
17.2.5;15.2.5 Carbonylhydrido- und Diwasserstoffkomplexe;755
17.3;15.3 Mit CO vergleichbare Liganden;760
17.3.1;15.3.1 Nitrosylkomplexe;761
17.3.2;15.3.2 Distickstoffkomplexe;765
17.3.3;15.3.3 Phosphane als Liganden;771
17.4;15.4 Metall-Kohlenstoff-Einfach- und -Mehrfachbindungssysteme;776
17.4.1;15.4.1 Metall-Kohlenstoff-s-Bindungen: Alkyl- und Arylkomplexe;776
17.4.2;15.4.2 Metall-Kohlenstoff-Doppel- und -Dreifachbindungen: Carben- und Carbinkomplexe;787
17.4.3;15.4.3 N-Heterocyclische Carbene;796
17.5;15.5 Nichtaromatische Alken- und Alkinkomplexe;799
17.5.1;15.5.1 Alkenkomplexe;799
17.5.2;15.5.2 Alkinkomplexe;805
17.5.3;15.5.3 Allylkomplexe;808
17.6;15.6 Komplexe mit cyclischen p-Liganden;811
17.6.1;15.6.1 Cyclopentadienylkomplexe;811
17.6.2;15.6.2 Andere p-Liganden;832
17.7;15.7 Reaktionen von Organometallverbindungen;836
17.7.1;15.7.1 Substitutionsreaktionen;836
17.7.2;15.7.2 Oxidative Addition und Reduktive Eliminierung;844
17.7.3;15.7.3 Einschiebungs- und Eliminierungsreaktionen;858
17.7.4;15.7.4 Nukleophiler und elektrophiler Angriff auf Liganden;863
17.8;15.8 Metallorganische Verbindungen als Katalysatoren;869
17.8.1;15.8.1 Hydrierung von Alkenen;870
17.8.2;15.8.2 Die Hydroformylierung;875
17.8.3;15.8.3 Das Monsanto-Essigsäureverfahren;877
17.8.4;15.8.4 Das Wacker-Verfahren;879
17.8.5;15.8.5 Hydrocyanierung;883
17.8.6;15.8.6 Hydrosilylierung;886
17.8.7;15.8.7 Kupplungsreaktionen;891
17.8.8;15.8.8 Olefinmetathese;894
17.8.9;15.8.9 Olefinpolymerisationen;899
17.8.10;15.8.10 Immobilisierte homogene Katalysatoren;904
17.9;15.9 Schlussbemerkungen;909
17.10;Aufgaben;909
18;16 Anorganische Ketten, Ringe, Käfige und Cluster;915
18.1;6.1 Ketten;915
18.1.1;16.1.1 Homoatomare Ketten;915
18.1.2;16.1.2 Heteroatomare Ketten;920
18.1.3;16.1.3 Silicat-Mineralien;921
18.1.4;16.1.4 Einlagerungsverbindungen und Graphen;930
18.1.5;16.1.5 Eindimensionale elektrische Leiter;936
18.2;16.2 Polyoxo-Ionen von Metallen;939
18.2.1;16.2.1 Isopolyoxometallate;939
18.2.2;16.2.2 Heteropolyoxometallate;946
18.2.3;16.2.3 Polyoxokationen;954
18.2.4;16.2.4 Neuere Entwicklungen;956
18.3;16.3 Ringmoleküle der Nichtmetalle;957
18.3.1;16.3.1 Homocyclische Verbindungen;957
18.3.2;16.3.2 Borazine;964
18.3.3;16.3.3 Phosphazene;969
18.3.4;16.3.4 Phosphazen-Polymere;971
18.3.5;16.3.5 Andere anorganische Heterocyclen;973
18.4;16.4 Fullerene und Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs);978
18.4.1;16.4.1 Fullerene;978
18.4.2;16.4.2 Endohedrale Fullerenkomplexe;979
18.4.3;16.4.3 Kohlenstoff-Nanoröhren;980
18.5;16.5 Käfig-Verbindungen von Phosphor, Arsen, Silicium und Germanium;981
18.6;16.6 Bor-Verbindungen mit Käfigstruktur;988
18.6.1;16.6.1 Borane;988
18.6.2;16.6.2 Carborane;1000
18.6.3;16.6.3 Metallacarborane;1001
18.6.4;16.6.4 Strukturvorhersagen bei Heteroboranen und metallorganischen Clustern;1003
18.7;16.7 Metallatomcluster;1008
18.7.1;16.7.1 Zweikernige Verbindungen;1010
18.7.2;16.7.2 Dreikernige Cluster;1016
18.7.3;16.7.3 Vierkernige Cluster;1017
18.7.4;16.7.4 Sechskernige Cluster;1018
18.7.5;16.7.5 Chevrel-Phasen;1019
18.7.6;16.7.6 Kondensierte Metallcluster;1020
18.7.7;16.7.7 Elementcluster und Zintl-Anionen;1022
18.8;Aufgaben;1025
19;17 Die Chemie der Halogene und der Edelgase;1031
19.1;17.1 Halogene und Halogenide;1032
19.1.1;17.1.1 Physikalische Eigenschaften der Halogenatome;1032
19.1.2;17.1.2 Die Elemente;1032
19.1.3;17.1.3 Die Sonderstellung von Fluor;1034
19.1.4;17.1.4 Polyhalogenid-Ionen;1036
19.2;17.2 Halogene in positiven Oxidationsstufen;1040
19.2.1;17.2.1 Homoatomare Halogen-Kationen;1040
19.2.2;17.2.2 Interhalogenverbindungen;1041
19.3;17.3 Sauerstoffverbindungen der Halogene;1043
19.3.1;17.3.1 Fluor-Sauerstoff-Verbindungen;1043
19.3.2;17.3.2 Oxosäuren von Chlor, Brom und Iod;1046
19.3.3;17.3.3 Halogenoxide und -oxidfluoride;1047
19.4;17.4 Astat;1049
19.5;17.5 Elektrochemie der Halogene;1049
19.6;17.6 Pseudohalogene;1051
19.7;17.7 Die Chemie der Edelgase;1052
19.7.1;17.7.1 Entdeckung der Edelgase;1052
19.7.2;17.7.2 Erste Kenntnisse von einer Chemie der Edelgase;1053
19.7.3;17.7.3 Entdeckung isolierbarer Edelgas-Verbindungen;1055
19.7.4;17.7.4 Fluoride der Edelgase;1056
19.7.5;17.7.5 Bindungsverhältnisse in Edelgasfluoriden;1058
19.7.6;17.7.6 Strukturen isoelektronischer Halogenide mit 14 Valenzelektronen;1060
19.7.7;17.7.7 Weitere Verbindungen von Xenon;1061
19.7.8;17.7.8 Die Chemie von Krypton;1065
19.7.9;17.7.9 Die Chemie von Radon;1066
19.8;Aufgaben;1066
20;18 Periodizität und fortgeschrittene Aspekte der chemischen Bindung;1069
20.1;18.1 Grundsätzliche Tendenzen;1069
20.2;18.2 Anomalien aufgrund fehlender radialer Knoten;1070
20.2.1;18.2.1 Die 1s-Schale als Valenzschale: Besonderheiten von H und He;1070
20.2.2;18.2.2 Die 2p-Schale als Valenzschale: Besonderheiten der zweiten Periode;1071
20.2.3;18.2.3 Die 3d-Schale: Besonderheiten der ersten Übergangsmetallreihe;1096
20.2.4;18.2.4 Die 4f-Schale: Besonderheiten der Lanthanoide;1099
20.3;18.3 Anomalien aufgrund unvollständiger Abschirmung der Kernladung durch vorhergehende Schalen;1100
20.3.1;18.3.1 Ist Lithium oder Natrium elektronegativer?;1100
20.3.2;18.3.2 Konsequenzen der Scandid-Kontraktion;1101
20.3.3;18.3.3 Konsequenzen der Lanthanoid- und der Actinoid-Kontraktion;1103
20.4;18.4 Anomalien aufgrund relativistischer Effekte;1104
20.4.1;18.4.1 Einführung in die relativistischen Effekte;1104
20.4.2;18.4.2 Auswirkungen relativistischer Effekte auf periodische Trends;1108
20.4.3;18.4.3 Metallophile Wechselwirkungen;1115
20.5;18.5 Valenzorbitale und Hybridisierung der d-Elemente;1116
20.5.1;18.5.1 Die Rolle der äußeren p-Orbitale bei den Übergangsmetallen;1116
20.5.2;18.5.2 „Nicht-VSEPR-Strukturen“ von d0-d2-Systemen;1118
20.6;18.6 Abschließende Bemerkungen;1120
20.7;Aufgaben;1121
21;19 Bioanorganische Chemie;1125
21.1;19.1 Einführung;1125
21.2;19.2 Relative Häufigkeit und Bioverfügbarkeit der Elemente;1126
21.3;19.3 Biologische Funktion der Elemente;1128
21.4;19.4 Biomoleküle als Liganden;1129
21.5;19.5 Strukturgebende Funktion von anorganischen Verbindungen in der Natur;1134
21.6;19.6 Informationsübertragung;1135
21.7;19.7 Bioanorganische Chemie von Zink;1136
21.8;19.8 Bioanorganische Chemie von Kupfer;1145
21.9;19.9 Bioanorganische Chemie von Eisen;1150
21.9.1;19.9.1 Häm-Proteine;1152
21.9.2;19.9.2 Eisen-Schwefel-Proteine;1155
21.9.3;19.9.3 Andere Nicht-Häm-Proteine;1156
21.10;19.10 Bioanorganische Chemie von Cobalt;1164
21.11;19.11 Bioanorganische Chemie von Nickel;1168
21.12;19.12 Bioanorganische Chemie von Molybdän und Wolfram;1178
21.13;19.13 Bindung und Transport von Disauerstoff;1181
21.13.1;19.13.1 Bindung von Disauerstoff an Myoglobin;1181
21.13.2;19.13.2 Struktur und Funktion von Hämoglobin;1182
21.13.3;19.13.3 Physiologie von Myoglobin und Hämoglobin;1184
21.13.4;19.13.4 Andere biologische Disauerstoff-Überträger;1186
21.14;19.14 Photosynthese;1187
21.15;19.15 Stickstoff-Fixierung;1193
21.16;19.16 Medizinische anorganische Chemie;1198
21.16.1;19.16.1 Einführung;1198
21.16.2;19.16.2 Therapeutische Anwendungen von Metallkomplexen;1199
21.16.3;19.16.3 Diagnostische Anwendungen von Metallkomplexen;1203
21.17;Aufgaben;1205
22;Anhang A Tabelle der Elemente;1209
23;Anhang B Einheiten und Umrechnungsfaktoren;1213
24;Anhang C Atomare Energiezustände und Termsymbole;1217
25;Anhang D Charaktertafeln;1225
26;Anhang E Standard-Reduktionspotentiale;1235
27;Anhang F Tanabe-Sugano-Diagramme;1237
28;Anhang G IUPAC – Empfehlungen zur Nomenklatur in der anorganischen Chemie;1241
29;Curricula Vitae;1287
30;Index;1289
