E-Book, Deutsch, 614 Seiten
Reihe: De Gruyter Studium
Steudel Chemie der Nichtmetalle
4. vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage 2013
ISBN: 978-3-11-030797-9
Verlag: De Gruyter
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)
Synthesen - Strukturen - Bindung – Verwendung
E-Book, Deutsch, 614 Seiten
Reihe: De Gruyter Studium
ISBN: 978-3-11-030797-9
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Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Teil I: Die chemische Bindung und Moleküleigenschaften;15
2;1 Einführung;17
3;2 Die chemische Bindung;23
3.1;2.1 Die Ionenbindung;24
3.1.1;2.1.1 Einführung;24
3.1.2;2.1.2 Die Ionisierungsenergie;24
3.1.3;2.1.3 Die Elektronenaffinität;26
3.1.4;2.1.4 Ionenkristalle und Ionenradien;28
3.1.5;2.1.5 Gitterenergie und Gitterenthalpie;30
3.1.6;2.1.6 Bestimmung von Gitterenergie und Gitterenthalpie;31
3.1.7;2.1.7 Bedeutung der Gitterenthalpie;33
3.1.8;2.1.8 Polarisation von Anionen durch Kationen;36
3.2;2.2 Moleküle und ihre Geometrie;39
3.2.1;2.2.1 Strukturbestimmungsmethoden;39
3.2.2;2.2.2 Die VSEPR-Methode zur Strukturermittlung;40
3.3;2.3 Molekülsymmetrie und Punktgruppensymbole;50
3.4;2.4 Die kovalente Bindung;55
3.4.1;2.4.1 Das Molekül-Ion [H2]+;56
3.4.2;2.4.2 Das Molekül H2;63
3.4.3;2.4.3 Homonukleare Moleküle mit s- und p-Orbitalen;67
3.4.4;2.4.4 Photoelektronenspektroskopie kleiner Moleküle;73
3.4.5;2.4.5 Heteronukleare zweiatomige Moleküle;76
3.4.6;2.4.6 Dreiatomige Moleküle der Symmetrie D8h;78
3.4.7;2.4.7 Dreiatomige Moleküle der Symmetrie C2v;82
3.4.8;2.4.8 Vieratomige Moleküle der Symmetrie D3h;84
3.4.9;2.4.9 Vieratomige Moleküle der Symmetrie C3v;88
3.4.10;2.4.10 Fünfatomige Moleküle;91
3.5;2.5 Die koordinative Bindung;93
3.6;2.6 Hyperkoordinierte oder hypervalente Verbindungen;97
3.7;2.7 Quantenchemische Berechnung von Struktur und Eigenschaften von Molekülen;104
3.7.1;2.7.1 Physikalische Grundlagen: ab initio-Methoden;104
3.7.2;2.7.2 Näherungen für die Wellenfunktion/Molekülorbitale;105
3.7.3;2.7.3 Ab initio-Methoden: Näherungen für den HAMILTON-Operator;109
3.7.4;2.7.4 Ab initio-Methoden: Das Basissatz- und Korrelations-Limit;112
3.7.5;2.7.5 DFT-Methoden;113
3.7.6;2.7.6 Ablauf einer quantenchemischen Geometrieoptimierung;115
3.7.7;2.7.7 Qualität der Geometrieoptimierung am Beispiel von P4 und S4N4;115
3.7.8;2.7.8 Berechnung physikalischer Messgrößen;117
4;3 Die VAN DER WAALS-Wechselwirkung;119
4.1;3.1 Der Dipoleffekt;119
4.2;3.2 Der Induktionseffekt;121
4.3;3.3 Der Dispersionseffekt;122
4.4;3.4 VAN DER WAALS-Radien;124
4.5;3.5 VAN DER WAALS-Moleküle;126
5;4 Bindungseigenschaften;129
5.1;4.1 Allgemeines;129
5.2;4.2 Bindungsenthalpie und Dissoziationsenthalpie;130
5.2.1;4.2.1 Zweiatomige Moleküle;130
5.2.2;4.2.2 Mehratomige Moleküle;133
5.2.3;4.2.3 Warum ist Sauerstoff gasförmig und Schwefel fest?;137
5.3;4.3 Der Kernabstand;139
5.4;4.4 Die Valenzkraftkonstante;142
5.4.1;4.4.1 Zweiatomige Moleküle;142
5.4.2;4.4.2 Zweiatomige Gruppen;144
5.4.3;4.4.3 Dreiatomige Moleküle;145
5.5;4.5 Zusammenhänge zwischen den Bindungseigenschaften;147
5.6;4.6 Polarität kovalenter Bindungen und Elektronegativität;149
5.6.1;4.6.1 Allgemeines;149
5.6.2;4.6.2 Elektronegativitäten;150
5.6.3;4.6.3 Das Bindungsmoment;156
5.7;4.7 Elektronendichteverteilung in Molekülen und Kristallen;160
6;Teil II: Chemie der Nichtmetalle;161
7;5 Wasserstoff;163
7.1;5.1 Elementarer Wasserstoff;165
7.2;5.2 Wasserstoff-Ionen H+;170
7.3;5.3 Säuren;173
7.4;5.4 Basen;177
7.5;5.5 Die relative Stärke von Säuren und Basen;178
7.5.1;5.5.1 Verdünnte Lösungen;178
7.5.2;5.5.2 Konzentrierte und wasserfreie Säuren;182
7.6;5.6 Die Wasserstoffbrückenbindung;184
7.6.1;5.6.1 Allgemeines;184
7.6.2;5.6.2 Allgemeine Eigenschaften von Wasserstoffbrücken;185
7.6.3;5.6.3 Experimenteller Nachweis von Wasserstoffbrücken;187
7.6.4;5.6.4 Beispiele für Wasserstoffbrückenbindungen;190
7.6.5;5.6.5 Theorie der Wasserstoffbrückenbindung;200
7.7;5.7 Wasserstoffverbindungen (Hydride);203
7.7.1;5.7.1 Allgemeines;203
7.7.2;5.7.2 Kovalente Hydride;204
7.7.3;5.7.3 H2 als Komplexligand;205
7.7.4;5.7.4 Salzartige Hydride;207
7.7.5;5.7.5 Metall- oder legierungsartige Hydride (Einlagerungshydride);210
8;6 Bor;213
8.1;6.1 Allgemeines;213
8.2;6.2 Bindungsverhältnisse;214
8.2.1;6.2.1 Lewis Acidität und Adduktbildung;214
8.2.2;6.2.2 Koordinationszahlen und Mehrfachbindungen;217
9;6.2.3 Ähnlichkeiten und Unterschiede gegenüber anderen Nichtmetallen;218
9.1;6.3 Elementares Bor;219
9.1.1;6.3.1 Herstellung;220
9.1.2;6.3.2 Kristallstrukturen;221
9.1.3;6.3.3 Bindungsverhältnisse;222
9.2;6.4 Metallboride und Borcarbid;224
9.2.1;6.4.1 Boride;224
9.2.2;6.4.2 Borcarbid;226
9.3;6.5 Borane und Hydroborate;227
9.3.1;6.5.1 Allgemeines;227
9.3.2;6.5.2 Diboran;228
9.3.3;6.5.3 Höhere Borane;230
9.3.4;6.5.4 Hydroborate;233
9.4;6.6 Organoborane;236
9.5;6.7 Carborane;237
9.6;6.8 Borhalogenide;239
9.6.1;6.8.1 Trihalogenide;239
9.6.2;6.8.2 Subhalogenide;241
9.7;6.9 Sauerstoffverbindungen des Bors;243
9.7.1;6.9.1 Allgemeines;243
9.7.2;6.9.2 Bortrioxid und Borsäuren;243
9.7.3;6.9.3 Borate;246
9.8;6.10 Bor-Stickstoff-Verbindungen;248
9.8.1;6.10.1 Bindungsverhältnisse;248
9.8.2;6.10.2 Ammoniak-Boran;250
9.8.3;6.10.3 Borazin;251
9.8.4;6.10.4 Bornitrid;253
9.8.5;6.10.5 Nitridoborate;255
10;7 Kohlenstoff;257
10.1;7.1 Allgemeines;257
10.2;7.2 Bindungsverhältnisse;258
10.3;7.3 Modifikationen des Kohlenstoffs;263
10.3.1;7.3.1 Graphit und Graphen;263
10.3.2;7.3.2 Diamant;266
10.3.3;7.3.3 Fullerene;269
10.3.4;7.3.4 Kohlenstoff-Nanoröhren;273
10.4;7.4 Graphitverbindungen;274
10.4.1;7.4.1 Kovalente Graphitverbindungen;275
10.4.2;7.4.2 Ionische Graphitverbindungen;277
10.5;7.5 Ruß, Kohle und Koks;280
10.6;7.6 Halogenide des Kohlenstoffs;282
10.7;7.7 Chalkogenide des Kohlenstoffs;282
10.7.1;7.7.1 Oxide;282
10.7.2;7.7.2 Sulfide, Selenide, Telluride;286
10.7.3;7.7.3 Kohlensäuren und Carbonate;288
10.8;7.8 Nitride des Kohlenstoffs;292
10.8.1;7.8.1 Hydrogencyanid und Cyanide;292
10.8.2;7.8.2 Binäre Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen;293
11;8 Silicium und Germanium;295
11.1;8.1 Allgemeines;295
11.2;8.2 Bindungsverhältnisse;296
11.3;8.3 Die Elemente;302
11.4;8.4 Silicide und Germanide;305
11.5;8.5 Hydride von Silicium und Germanium;307
11.5.1;8.5.1 Herstellung der Hydride;308
11.5.2;8.5.2 Reaktion der Silane und Germane;309
11.6;8.6 Halogenide von Silicium und Germanium;310
11.6.1;8.6.1 Fluoride;311
11.6.2;8.6.2 Chloride;312
11.6.3;8.6.3 Sonstige Si-Halogenide;313
11.7;8.7 Oxide von Silicium und Germanium;314
11.7.1;8.7.1 Dioxide;314
11.7.2;8.7.2 Siliciummonoxid;316
11.7.3;8.7.3 Germaniumoxide;316
11.8;8.8 Oxosäuren, Silicate und Germanate;317
11.8.1;8.8.1 Kieselsäuren und Siloxane;317
11.8.2;8.8.2 Silicate;319
11.8.3;8.8.3 Germanate;325
11.9;8.9 Gläser;325
11.10;8.10 Silicium-Stickstoff-Verbindungen;329
11.11;8.11 Organosilicium-Verbindungen;330
11.11.1;8.11.1 Organosilane;330
11.11.2;8.11.2 Ungesättigte Organosilicium- und -germanium-Verbindungen;333
11.11.3;8.11.3 Organosiloxane (Silikone);336
11.12;8.12 Sonstige Si-Verbindungen;338
11.12.1;8.12.1 Siliciumcarbid;338
11.12.2;8.12.2 Siliciumnitrid;339
11.12.3;8.12.3 Siliciumsulfide;340
12;9 Stickstoff;341
12.1;9.1 Elementarer Stickstoff;341
12.2;9.2 N2 als Komplexligand;343
12.3;9.3 Bindungsverhältnisse in Stickstoffverbindungen;346
12.4;9.4 Hydride des Stickstoffs;352
12.4.1;9.4.1 Allgemeines;352
12.4.2;9.4.2 Ammoniak NH3;352
12.4.3;9.4.3 Hydrazin N2H4;356
12.4.4;9.4.4 Diazen (Diimin) N2H2;358
12.4.5;9.4.5 Hydrogenazid HN3 und Azide;359
12.4.6;9.4.6 Tetrazen(2) N4H4;361
12.4.7;9.4.7 Hydroxylamin NH2OH;362
12.4.8;9.4.8 Wasserähnliche Lösungsmittel;363
12.5;9.5 Halogenide und Oxidhalogenide des Stickstoffs;371
12.5.1;9.5.1 Halogenide;371
12.5.2;9.5.2 Oxidhalogenide;374
12.6;9.6 Oxide des Stickstoffs;376
12.6.1;9.6.1 Allgemeines;376
12.6.2;9.6.2 Distickstoffoxid N2O;376
12.6.3;9.6.3 Stickstoffmonoxid NO und Distickstoffdioxid N2O2;377
12.6.4;9.6.4 Distickstofftrioxid N2O3;380
12.6.5;9.6.5 Stickstoffdioxid NO2 und Distickstofftetroxid N2O4;381
12.6.6;9.6.6 Distickstoffpentoxid N2O5;382
12.7;9.7 Sauerstoffsäuren des Stickstoffs;383
12.7.1;9.7.1 Allgemeines;383
12.7.2;9.7.2 Salpetersäure HNO3 bzw. HONO2;384
12.7.3;9.7.3 Peroxosalpetersäure HNO4 bzw. HOONO2;386
12.7.4;9.7.4 Salpetrige Säure HNO2 bzw. HONO;387
12.7.5;9.7.5 Peroxosalpetrige Säure HOONO;388
12.7.6;9.7.6 Hyposalpetrige Säure (HON)2;389
13;10 Phosphor und Arsen;391
13.1;10.1 Allgemeines;391
13.2;10.2 Bindungsverhältnisse in P- und As-Verbindungen;391
13.3;10.3 Die Elemente Phosphor und Arsen;395
13.3.1;10.3.1 Herstellung der Elemente;395
13.3.2;10.3.2 Modifikationen von Phosphor und Arsen;396
13.4;10.4 Hydride von Phosphor und Arsen;401
13.4.1;10.4.1 Phosphan und Arsan;402
13.4.2;10.4.2 Diphosphan(4);404
13.5;10.5 Phosphide;405
13.6;10.6 Organophosphane;407
13.7;10.7 Diphosphene und Phosphaalkine;409
13.8;10.8 Halogenide des Phosphors und Arsens;411
13.8.1;10.8.1 Trihalogenide EX3;412
13.8.2;10.8.2 Tetrahalogenide E2X4;414
13.8.3;10.8.3 Pentahalogenide EX5;414
13.8.4;10.8.4 Starke LEWIS-Säuren;416
13.9;10.9 Phosphorane und Arsorane;419
13.10;10.10 Oxide des Phosphors und Arsens;420
13.10.1;10.10.1 Phosphor(III)-oxid;421
13.10.2;10.10.2 Phosphor(III/V)-oxid;422
13.10.3;10.10.3 Phosphor(V)-oxid;423
13.10.4;10.10.4 Arsenoxide;424
13.11;10.11 Sulfide des Phosphors und Arsens;424
13.12;10.12 Oxosäuren von Phosphor und Arsen und deren Derivate;427
13.12.1;10.12.1 Oxosäuren mit einem P-Atom;427
13.12.2;10.12.2 Kondensierte Phosphorsäuren;431
13.12.3;10.12.3 Peroxophosphorsäuren;433
13.12.4;10.12.4 Thiophosphorsäuren;433
13.12.5;10.12.5 Halogeno- und Amidophosphorsäuren;434
13.12.6;10.12.6 Oxo- und Thiosäuren des Arsens und ihre Salze;434
13.13;10.13 Phosphor(V)-nitride und Nitridophosphate;435
13.14;10.14 Phosphazene;436
14;11 Sauerstoff;441
14.1;11.1 Elementarer Sauerstoff;441
14.1.1;11.1.1 Molekularer Sauerstoff O2;441
14.1.2;11.1.2 Atomarer Sauerstoff;449
14.1.3;11.1.3 Ozon O3;450
14.2;11.2 Bindungsverhältnisse am Sauerstoffatom in kovalenten und ionischen Verbindungen;455
14.2.1;11.2.1 Oxide;455
14.2.2;11.2.2 Peroxide;458
14.2.3;11.2.3 Superoxide;459
14.2.4;11.2.4 Ozonide;460
14.2.5;11.2.5 Dioxygenylverbindungen;461
14.2.6;11.2.6 Vergleich der Bindungsverhältnisse in den Ionen [O2]•+, [O2]•– und [O2]2–;462
14.3;11.3 Hydride des Sauerstoffs und Peroxoverbindungen;463
14.3.1;11.3.1 Allgemeines;463
14.3.2;11.3.2 Wasser;464
14.3.3;11.3.3 Wasserstoffperoxid H2O2;465
14.3.4;11.3.4 Das Hydroxylradikal [OH]•;469
14.4;11.4 Fluoride des Sauerstoffs;471
14.4.1;11.4.1 Allgemeines;471
14.4.2;11.4.2 Sauerstoffdifluorid OF2;471
14.4.3;11.4.3 Disauerstoffdifluorid O2F2;472
14.5;11.5 Bindungsverhältnisse in den Hydriden und Fluoriden des Sauerstoffs;472
15;12 Schwefel, Selen und Tellur;475
15.1;12.1 Allgemeines;475
15.2;12.2 Bindungsverhältnisse und Tendenzen in der 16. Gruppe;476
15.3;12.3 Herstellung der Elemente;479
15.3.1;12.3.1 Gewinnung von Schwefel;479
15.3.2;12.3.2 Herstellung von Selen und Tellur;480
15.4;12.4 Modifikationen der Chalkogene;481
15.4.1;12.4.1 Schwefel;481
15.4.2;12.4.2 Modifikationen von Selen und Tellur;489
15.5;12.5 Homoatomare Chalkogen-Kationen;490
15.6;12.6 Kettenaufbau- und -abbau-Reaktionen;493
15.7;12.7 Hydride der Chalkogene;494
15.7.1;12.7.1 Hydride H2E (E = S, Se, Te);494
15.7.2;12.7.2 Polysulfane H2Sn (n>1);496
15.8;12.8 Metallchalkogenide;497
15.9;12.9 Diorganopolysulfane R2Sn (n>1);502
15.10;12.10 Oxide der Chalkogene;503
15.10.1;12.10.1 Dioxide;503
15.10.2;12.10.2 Trioxide;506
15.10.3;12.10.3 Niedere Schwefeloxide;509
15.11;12.11 Oxo-, Thio- und Halogeno-Säuren der Chalkogene;510
15.11.1;12.11.1 Allgemeines;510
15.11.2;12.11.2 Schweflige Säure H2SO3;511
15.11.3;12.11.3 Selenige Säure H2SeO3 und Tellurige Säure H2TeO3;513
15.11.4;12.11.4 Schwefelsäure H2SO4;514
15.11.5;12.11.5 Selensäure H2SeO4 und die Tellursäuren H2TeO4 und Te(OH)6;516
15.11.6;12.11.6 Peroxoschwefelsäuren H2SO5 und H2S2O8;517
15.11.7;12.11.7 Halogenoschwefelsäuren HSnO3nX;517
15.11.8;12.11.8 Thioschwefelsäure H2S2O3 und Sulfandisulfonsäuren H2SnO6;518
15.11.9;12.11.9 Dithionsäure H2S2O6;519
15.11.10;12.11.10 Dithionige Säure H2S2O4;520
15.12;12.12 Halogenide und Oxidhalogenide der Chalkogene;521
15.12.1;12.12.1 Allgemeines;521
15.12.2;12.12.2 Schwefelhalogenide;522
15.12.3;12.12.3 Schwefeloxidhalogenide;526
15.12.4;12.12.4 Selen- und Tellurhalogenide;527
15.13;12.13 Schwefel-Stickstoff-Verbindungen;529
16;13 Die Halogene;535
16.1;13.1 Allgemeines;535
16.2;13.2 Die Elemente Fluor bis Iod;536
16.3;13.3 Bindungsverhältnisse;538
16.4;13.4 Fluor;541
16.4.1;13.4.1 Herstellung von Fluor;541
16.4.2;13.4.2 Eigenschaften von Fluor;543
16.4.3;13.4.3 Herstellung von Fluoriden;544
16.4.4;13.4.4 Verwendung von Fluorverbindungen;545
16.4.5;13.4.5 Bindungsverhältnisse in Fluoriden;548
16.4.6;13.4.6 Stabilisierung niedriger Oxidationsstufen;550
16.5;13.5 Chlor, Brom und Iod;552
16.5.1;13.5.1 Herstellung und Eigenschaften der Elemente;552
16.5.2;13.5.2 Halogenide;556
16.5.3;13.5.3 Polyhalogenid-Ionen;558
16.5.4;13.5.4 Positive Halogen-Ionen;561
16.5.5;13.5.5 Interhalogenverbindungen;563
16.5.6;13.5.6 Sauerstoff-Verbindungen von Chlor, Brom und Iod;566
16.6;13.6 Pseudohalogene;578
17;14 Die Edelgase;579
17.1;14.1 Allgemeines;579
17.2;14.2 Vorkommen, Gewinnung und Verwendung;580
17.3;14.3 Xenonverbindungen;581
17.3.1;14.3.1 Xenonfluoride;582
17.3.2;14.3.2 Reaktionen der Xenonfluoride;583
17.3.3;14.3.3 Oxide und Oxosalze des Xenons;586
17.3.4;14.3.4 Oxidfluoride des Xenons;588
17.3.5;14.3.5 Sonstige Xenon-Verbindungen;588
17.4;14.4 Verbindungen der übrigen Edelgase;590
17.5;14.5 Elektronegativitäten der Edelgase;591
17.6;14.6 Bindungsverhältnisse bei Edelgasverbindungen;592
17.6.1;14.6.1 Zweiatomige Moleküle und Ionen;592
17.6.2;14.6.2 Mehratomige Moleküle und Ionen;593
17.6.3;14.6.3 Existenz und Nichtexistenz von Edelgasverbindungen;595
18;Sachregister;597
