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Anorganische Chemie

Prinzipien von Struktur und Reaktivität

Autor	Ellen A. Keiter, James E. Huheey, Richard L. Keiter
Verlag	Walter de Gruyter GmbH & Co.KG
Erscheinungsjahr	2012
Reihe	De Gruyter Studium
Seitenanzahl	1310 Seiten
ISBN	9783110249088
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	79,95 EUR

This up-to-date text book is entirely different from most standard textbooks in its approach to the fascinating subject of inorganic chemistry. It teaches chemistry in a structured way with reference to concepts, theories and principles.

James E. Huheey, University of Maryland, USA; Ellen A. Keiter und Richard L. Keiter, Eastern Illinois University, Charleston, USA; Ralf Steudel, Technische Universität Berlin.

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Inhaltsverzeichnis

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

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