611

© Springer-Verlag GmbH Deutschland 2017J.K. Felixberger, Chemie für Einsteiger,DOI 10.1007/978-3-662-52821-1

Serviceteil

Anhang – 612

Lösungen ausgewählter Übungsaufgaben – 622

Stichwortverzeichnis – 623

612

A.1 Bohrsches Atommodell für Fortgeschrittene – Wasserstoff und sein Spektrum

Wasserstoff als einfachstes Element besteht aus einem einzigen Proton im Kern und einem Elektron auf der innersten Schale mit der Quantenzahl n = 1. Höhere Elektronenschalen mit n = 2, 3,… sind im Grundzustand, d. h. im energieärmsten Zustand, nicht mit Elektronen besetzt und somit leer.

De Broglie erkannte 1924 den Welle-Teilchen-Dualismus des Elektrons, der für das bessere Verständnis des 1. Bohrschen Postu-lats sehr hilfreich ist. Demgemäß verhalten sich Elektronen nicht nur wie Masseteilchen, sondern auch wie Wellen mit definierter Frequenz (νe) und Wellenlänge (λe). Nach de Broglie errechnet sich die Wellenlänge des Elektrons zu:

λee e

=⋅h

m v (I)

λe: Wellenlänge des Elektrons, mh: Plancksches Wirkungsquantum, Naturkonstante, J · sme: Ruhemasse des Elektrons, Naturkonstante, kgve: Bahngeschwindigkeit des Elektrons, m/s

Betrachtet man das Elektron als Welle, dann muss der Elekt-ronenbahnumfang (2 · π · re) ein Vielfaches der Wellenlänge des Elektrons (n · λe) betragen. Nur mit dieser Randbedingung baut sich eine stationäre, stehende Welle auf der Elektronenbahn auf, da dann gewährleistet ist, dass Wellental auf Wellental und Wellen-berg auf Wellenberg trifft (7 Abb. 2.11). Ist diese Bedingung nicht erfüllt, dann interferieren Wellenberge mit Wellentälern und das Elektron „löscht“ sich quasi von selbst aus. Das 1. Bohrsche Pos-tulat lässt sich mathematisch wie folgt formulieren:

22

⋅ ⋅ = ⋅ ↔ ⋅⋅

⇒ = ⋅⋅ ⋅ ⋅

π λπ

r hm v

v hr me n e

I

e e ne n

e n e

nn n

,

( )

,,

,

(II)

re,n: Radius der Elektronenbahn mit der Quantenzahl n, mn: Schalenzahl, Quantenzahl der Bahn, auf der sich das Elektron aufhältve,n: Geschwindigkeit des Elektrons auf der n-ten Schale, m/s

A.1.1 Durchmesser des Wasserstoffatoms

Für das kreisende Elektron auf einer erlaubten Elektronenbahn (n = 1, 2, 3, …) gilt, dass sich dessen Fliehkraft (Fz,e,n) und die elek-trostatische Anziehungskraft mit dem Proton des Kerns (Fel,n) die Waage halten müssen.

F Fz e n el n, , ,

= (III)

Sowohl die Zentrifugalkraft Fz,e,n als auch die elektrostatische Coulomb-Anziehung Fel,n lassen sich durch Gesetzmäßigkeiten der klassischen Physik berechnen.

Fm vrz e n

e e n

e n, ,

,

,

=⋅ 2

(IV)

FQ Q

rel n

el pr

e n

Coulomb Gesetz,

,

( )=⋅

⋅ ⋅ ⋅−

40

2π ε (V)

Qel: elektrische Ladung des Elektrons, Naturkonstante, A·sQpr: elektrische Ladung des Protons, Naturkonstante, A·sε0: Dielektrizitätskonstante im Vakuum, Naturkonstante, A s V m× ×/ ( )

Da die elektrische Ladung des Elektrons (Qel) und die elek-trische Ladung des Protons (Qpr) der Elementarladung (e) ent-spricht, kann Gleichung (V) zu Gleichung (VI) vereinfacht werden.

Frel ne n

e,

,

=⋅ ⋅ ⋅

2

024 π ε (VI)

e: Elementarladung, Naturkonstante, A · sAusdruck (VI) für Fel,n und (IV) für Fz,e,n eingesetzt in Gleichung

(III) ergibt:

m vr re e n

e n e n

e⋅=

⋅ ⋅ ⋅,

, ,

2 2

024 π ε (VII)

Einsetzen von ve,n aus Gleichung (II) in (VII) ergibt für den Radius der n-ten Elektronenbahn:

rh

me nee

n,=

⋅⋅ ⋅

⋅ε

π0

2

22 (VIII)

Für den Grundzustand (n = 1) errechnet sich der Durchmesser des Wasserstoffatoms (dH) zu:

d rh

mH eee

A s

V m

= ⋅ =⋅ ⋅⋅ ⋅

⋅

=⋅ ⋅ ⋅

⋅⋅ ⋅− −

22

1

2 8 854 10 6 626 10

10

2

22

12

,

, ( ,

επ

334 2

31 19 22

10

9 110 10 1 602 101

1 058 10

J s

kg A s

m

⋅

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅

= ⋅ ≡

− −

−

)

, ( , )

,

π

00 106, nm

(IX)

A.1.2 Geschwindigkeit der Elektronen auf den Kreisbahnen

Für die Berechnung der Kreisbahngeschwindigkeit ve,n setzen wir in Gleichung (II) für den Kreisbahnradius re,n Gleichung (VIII) ein und erhalten

Anhang

Anhang613

von null zugeordnet. So erklärt sich das negative Vorzeichen in Gleichung (XIII). Mathematisch ist eine Integration von unendli-chem Abstand bis zur Kreisbahn re,n im radialen Coulomb-Feld des Protons durchzuführen.

Err rr

pot e n

2

0

e

e e n

e d e

e n

, ,,,

=−⋅ ⋅

⋅ ∫ =−⋅ ⋅

⋅∞

4 4

12

2

0π ε π ε (XIII)

Substituiert man re,n durch Gleichung (VIII), so erhält man für die potenzielle Energie des Elektrons auf der n-ten Bahn:

Em

hpot e nee

n, ,=−

⋅⋅ ⋅

⋅4

02 2 24

1

ε (XIV)

Die potenzielle Energie des Elektrons nimmt mit steigender Scha-lenzahl zu, da n im Nenner steht und somit weniger Energie frei-gesetzt wird, relativ zum unendlichen Abstand (n = ∞).

Die Gesamtenergie eines Elektrons Eges,e,n setzt sich aus dessen kinetischer Energie (Gleichung XII) und potenzieller Energie (Glei-chung XIV) zusammen und errechnet sich zu:

Em

hges e ne

4e

n, ,=−

⋅⋅ ⋅

⋅8

1

02 2 2ε

(XV)

Bei einem Quantensprung des Elektrons von der Schale n1 auf die Schale n2 muss somit folgende Energiedifferenz aufgebracht werden:

∆E E E1 2 2 1→ = −

ges e ges e, , , , (XVI)

∆Em

hh

1 2

4

02 2

12

22 1 28

1 1→ →=

⋅⋅ ⋅

⋅ −

= ⋅e

e

n nεu

(XVII)

Da diese Energie als Strahlungsquant absorbiert wird, kann mit-hilfe der Planckschen Gleichung (∆E h= ⋅ v)die Frequenz der für den Quantensprung notwendigen Strahlung errechnet werden.

υλε1 2

4

02 3

12

22

1 28

1 1→

→=

⋅⋅ ⋅

⋅ −

=

mh

cee

n n (XVIII)

c: Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (7 Abschn. A.6)7 Tabelle A.1 enthält Eigenschaften des Elektrons auf unter-

schiedlichen Bahnen n.

vhe n

e

n,=

⋅ ⋅⋅

2

02

1

ε (X)

Gemäß Gleichung (X) bewegen sich Elektronen auf äußeren Bahnen (n > 1) langsamer als ein Elektron auf der Bahn n = 1.

Die Geschwindigkeit des Elektrons des Wasserstoffatoms im Grundzustand (n = 1) errechnet sich zu:

ve

A s

A s

V mJ s

,

( , )

, ,1

19 2

12 34

1 602 10

2 8 854 10 6 626 10

1= ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅⋅

⋅ ⋅ ⋅⋅

−

− − 11

2 187 106= ⋅,m

s

(XI)

A.1.3 Wasserstoffspektrum – Wellenlänge, Frequenz, Energie

Gemäß dem 2. Bohrschen Postulat (Frequenzbedingung, 7 Abschn. 2.4) können Elektronen keine Zustände zwischen den erlaubten Elektronenkreisbahnen einnehmen. Das bedeutet: Wird ein Elektron energetisch angeregt, dann springt es vom Grund-zustand (n = 1) z. B. in die Bahn n = 2. So ein Quantensprung erfolgt aber nur, wenn das Elektron genau mit der Energiedifferenz ∆E

1 2→ angeregt wird. Davon abweichende Energiebeträge führen nicht zum Quantensprung (7 Abb. 2.5). Um den Energiebetrag ∆E

1 2→ für ein Wasserstoffatom berechnen zu können, müssen wir den Energieinhalt des Elektrons auf Bahn 1 und Bahn 2 kennen. Generell setzt sich die Gesamtenergie des Elektrons aus seiner Bewegungsenergie (kinetische Energie, Ekin,e,n) und aus seiner Lageenergie (potenzielle Energie, Epot,e,n) zusammen.

Die kinetische Energie errechnet sich nach den Gesetzen der klassischen Physik:

Em v m

hkin e n

e e nX

e4e

n, ,

,( )

=⋅

⇒⋅

⋅ ⋅⋅

2

02 2 22 8

1

ε (XII)

Ein Elektron (negative Ladung), das sich aus unendlicher Entfer-nung dem Proton (positive Ladung) des Wasserstoffatoms nähert, verliert an potenzieller Energie relativ zum Wasserstoffkern, da der Abstand zum Proton geringer wird. Je mehr sich das Elektron dem Proton nähert, umso mehr Energie wird durch die elektrostatische Anziehung (Coulomb-Anziehung) freigesetzt und umso geringer ist die potenzielle Energie des Elektrons. Definitionsgemäß wird dem Elektron mit unendlichem Abstand eine potenzielle Energie

. Tab. A.1 Bahnradius, Geschwindigkeit und Energie des Elektrons auf der n-ten Bahn

Elektronenbahn n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5

re,n a0 = 0,529·10–10 m 2,117·10–10 m 4,763·10–10 m 8,467·10–10 m 13,229·10–10 m

ve,n 2,18·106 m/s 1,09·106 m/s 0,73·106 m/s 0,55·106 m/s 0,44·106 m/s

Eges,e,n –21,80·10–19 J–13,60 eV

–5,45·10–19 J–3,40 eV

–2,42·10–19 J–1,51 eV

–1,36·10–19 J–0,85 eV

–0,87·10–19 J–0,54 eV

614 Anhang

sind, drückt der Kernphysiker Energien in Elektronvolt (eV) aus. Ein Elektronvolt ist die Energiemenge (ΔE), die ein Elektron auf-nimmt, wenn es eine Spannungsdifferenz (ΔU) von einem Volt durchläuft. Setzt man in Gleichung (XX) die Elementarladung des Elektrons von 1,602 · 10−19 A·s und 1 Volt für die Beschleuni-gungsspannung ΔU ein, so errechnet sich für die Energiemenge 1 eV ein Energieäquivalent von 1,602 · 10−19 J. Per Dreisatz können damit Energien von der Maßeinheit Joule (J) in die Maß-einheit Elektronvolt (eV) umgerechnet werden und vice versa.

∆ ∆E U= ⋅ ⇒ = ⋅ =−e eV J 96,5 kJ/mol1 1 602 10 19, (XX)

Das Elektron im Grundzustand (n = 1, 7 Tab. A.1) weist eine Gesamtenergie von −13,60 eV auf. Um das Elektron vollständig aus dem Einflussbereich des Wasserstoffkerns zu entfernen, muss deshalb eine Energie von +13,60 eV bzw. 21,80 · 10−19 J aufgebracht werden (7 Abb. 2.6, 7 Tab. A.1).

Für verschiedene Quantensprünge, z. B. von n2 = 3, 4, 5, 6, ∞ nach n1 = 2 (Balmer-Serie, 7 Abb. 2.6) wurde mit Gleichung (XVII) die Energie der emittierten elektromagnetischen Strahlung errech-net und in Joule (J) und Elektronenvolt (eV) angegeben. Mithilfe der Planckschen Beziehung (XXI) kann statt der Energie alternativ auch die Frequenz (Hz = 1/s) oder Wellenlänge (nm) der elektro-magnetischen Strahlung angegeben werden (7 Tab. A.2).

∆ ∆E h Eh

c= ⋅ ⇒ = =ν νλ

(XXI)

Die drei Größen Energie, Wellenlänge und Frequenz sind quasi äquivalente Aussagen für elektromagnetische Strahlungen. Bei der Balmer-Serie liegen die Elektronenübergänge im optischen Bereich und können als Spektrallicht mit bloßem Auge beobach-tet werden (7 Tab. A.2).

Die Spektrallinien der Lyman-Serie sind energiereicher und als Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung) für das menschliche Auge nicht erkennbar. Bei den Spektrallinien der Paschen-, Bra-ckett- und Pfund-Serie handelt es sich um langwellige Wärme-strahlung, sogenannte Infrarotstrahlung (IR-Strahlung), die eben-falls mit dem bloßen Auge nicht beobachtet werden kann.

Da alle Faktoren in Gleichung (XIX) Naturkonstanten (ε0 , h, c, me, e) oder natürliche Zahlen sind, können diese zu der nach Johannes Rydberg (schwedischer Physiker, 1854–1919) benann-ten Rydberg-Konstante zusammengefasst werden. Mit der Defi-nition (XXII) der Rydberg-Konstante (R) eingesetzt in Gleichung (XIX) ergibt:

Re

cme=

⋅⋅ ⋅ ⋅

= ⋅m

h

4

02 3

7

81 097 10 1

ε, / (XXII)

und für die Wellenlänge der Spektrallinien des Wasserstoffatoms:

λ1 2

12

22

1

1 1→ =

⋅ −

Rn n

(XXIII)

Frequenz und Wellenlänge einer Strahlung sind über die Lichtgeschwindigkeit c gekoppelt, sodass problemlos die Wellen-länge der Strahlung angegeben werden kann, die benötigt wird, um das Elektron des Wasserstoffatoms von Grundzustand (n=1) in die 2. Schale zu hieven (Quantensprung).

λε

n n

ee

n n

1 202 3

4

12

22

8

1 1→ =

⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅ −

h c

m (XIX)

Die wichtigsten Gleichungen in der Zusammenschau

5 (VIII) rh

me ne e

n, =⋅

⋅ ⋅⋅

επ

02

22 : Radius der n-ten

Elektronenschale, m

5 (X) vhe n

en, =

⋅ ⋅⋅

2

021

ε: Geschwindigkeit des Elektrons auf

der n-ten Schale, m/s

5 (XV) Em

hges e ne

4en, , =−

⋅⋅ ⋅

⋅8

1

02 2 2ε

: Gesamtenergie des

Elektrons auf der n-ten Schale, J

5 (XVII) ∆Em

h1 2

4

02 2

12

228

1 1→ =

⋅⋅ ⋅

⋅ −

e en nε

: Energiebedarf Elektron

für den Elektronenübergang von Schale n1 auf n2, J

5 (XVIII) υε1 2

4

02 3

12

228

1 1→ =

⋅⋅ ⋅

⋅ −

mh

e en n

: Frequenz der Energie

erforderlich für den Elektronenübergang n n1 2® , 1/s

5 (XIX) λε

1 202 3

4

12

22

8

1 1→ =

⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅ −

h c

me en n

: Wellenlänge der Energie

erforderlich für den Elektronenübergang n n1 2® , m

ε0: Dielektrizitätskonst des Vakuums, ε0128 854 10= ⋅ ⋅

⋅−, A s

V mh: Plancksches Wirkungsquantum, h = 6,626·10−34 J·sme: Ruhemasse des Elektrons, me = 9,110·10−31 kge: Elementarladung, e = 1,602·10−19 A·sn: Schalenzahl, Quantenzahl der Elektronenbahnc: Lichtgeschwindigkeit, c = 2,998·108 m/s

Bahnradius, Geschwindigkeit und Energie des Elektrons auf verschiedenen Elektronenbahnen wurden berechnet und in 7 Tab. A.1 zusammengefasst. Der Radius für den Grundzustand (n = 1) des Wasserstoffatoms wird in der Literatur auch Bohr-scher Radius genannt und mit a0 abgekürzt. Die Gesamtenergie des Elektrons im Ruhezustand (n = 1) beträgt nach Gleichung (XV)−21,80 · 10−19 J. Da solch kleine Energiemengen unhandlich

Anhang615

Mit n1 = 2 vereinfacht sich der Vergleich zu

( ) , ( )Balmer nmR

Bohr91141= (XXVI)

Der Kehrwert 1/R der Rydberg-Konstante (XXIII) beträgt 91,16 · 10−9 m = 91,16 nm, was im Rahmen der Rundungsgenau-igkeit mit dem Balmer-Faktor von 91,14 nm übereinstimmt. Somit liefern der empirische Ansatz Balmers und die quantenphysikali-sche Betrachtung (diskrete Elektronenbahnen) Bohrs das gleiche Ergebnis – ein überragender Erfolg des Bohrschen Atommodells

A.2 Parameter organischer Verbindungen – Bindungslängen und Bindungsenergien (7 Tab. A.3, 7 Tab. A.4)

Der große Erfolg des Bohrschen Atommodells bestand darin, dass mit wenigen einfachen Annahmen die Emissions- und Absorp-tionsspektren des Wasserstoffs und der empirisch gefundene Zusammenhang von Balmer für die Wellenlänge der emittierten Spektrallinien theoretisch erklärt werden konnten.

Vergleichen wir dazu die Balmer-Formel (7 Abschn. 2.4) und die mit den Bohrschen Annahmen hergeleitete Gleichung (XXIII) für den Fall des Balmer Emissionsspektrums. Zur Erinnerung, die Balmer-Emissionslinien ergeben sich aus dem Übergang des Elektrons aus energetisch höher liegenden Bahnen (n2 = 3, 4, 5, 6) in die energetisch tiefer liegende zweite Elektronenbahn (n1 = 2).

( ),

( )Balmernm

n Rn n

Bohr9114

1

2

1

1

1 12

22

12

22

−=

⋅ −

(XXV)

. Tab. A.2 Wellenlänge, Frequenz und Energie von Elektronenübergängen des Wasserstoffatoms (n2 > n1)

n2 = 2 n2 = 3 n2 = 4 n2 = 5 n2 = 6 n2 = ∞ Schale Serie

121,6 nm

2,47 · 1015 Hz

16,35 · 10–19 J

10,20 eV

102,6 nm

2,92 · 1015 Hz

19,38 · 10–19 J

12,09 eV

97,3 nm

3,08 · 1015Hz

20,44 · 10–19 J

12,75 eV

95,0 nm

3,16 · 1015Hz

20,93 · 10–19 J

13,06 eV

93,8 nm

3,20 · 1015Hz

21,19 · 10–19

13,22 eV

91,2 nm

3,29 · 1015Hz

21,80 · 10–19 J

13,60 eV

n1 = 1 Lyman (UV)

656,5 nm

4,57 · 1014 Hz

3,03 · 10–19 J

1,89 eV

486,3 nm

6,17 · 1014 Hz

4,09 · 10–19 J

2,55 eV

434,2 nm

6,90 · 1014 Hz

4,58 · 10–19 J

2,86 eV

410,3 nm

7,30 · 1014 Hz

4,84 · 10–19 J

3,02 eV

364,7 nm

8,22 · 1014 Hz

5,45 · 10–19 J

3,40 eV

n1 = 2 Balmer (sichtbar)

1876 nm

1,60 · 1014 Hz

1,06 · 10–19 J

0,66 eV

1282 nm

2,34 · 1014 Hz

1,55 · 10–19 J

0,97 eV

1094 nm

2,74 · 1014 Hz

1,81 · 10–19 J

1,13 eV

820,6 nm

3,65 · 1014 Hz

2,42 · 10–19 J

1,51 eV

n1 = 3 Paschen (IR)

4052 nm

7,40 · 1013 Hz

0,49 · 10–19 J

0,31 eV

2626 nm

1,14 · 1014 Hz

0,75 · 10–19 J

0,47 eV

1459 nm

2,05 · 1014 Hz

1,36 · 10–19 J

0,85 eV

n1 = 4 Brackett (IR)

. Tab. A.3 Hybridisierung, Bindungslängen und Bindungsenergien1

Bindung Beispiel Hybridisierung Bindungslänge Bindungsenergie [kJ/mol]1

- - -C C Ethan sp³-sp³ 154 pm 345

− − =C C Propen sp³-sp² 150 pm

− − ≡C C Propin sp³-sp 146 pm

= − =C C Buta-1,3-dien sp²-sp² 147 pm

= − ≡C C Buta-1-en-3-in sp²-sp 144 pm

≡ − ≡C C Buta-1,3-diin sp-sp 137 pm

− = −C C Ethen sp²-sp² 134 pm 615

− = −C C Benzol sp²-sp²- aromat. 139 pm

616 Anhang

Bindung Beispiel Hybridisierung Bindungslänge Bindungsenergie [kJ/mol]1

− = = −C C C Propa-1,2-dien sp²-sp² 130 pm

− ≡ −C C Ethin sp-sp 120 pm 811

- -C F Fluormethan sp³-sp³ 135 pm 489

- -C Cl Chlormethan sp³-sp³ 177 pm 327

- -C Br Brommethan sp³-sp³ 193 pm 272

- -C I Iodmethan sp³-sp³ 214 pm 214

- - -C O Methanol sp³-sp³ 143 pm 358

− =C O Aceton sp³-sp² 122 pm 708

- - -C S Methanthiol sp³-sp³ 182 pm 289

− =C S Thioketone sp³-sp² 160 pm 587

- - -C N Methylamin sp³-sp³ 147 pm 305

− = −C N Schiff‘sche Base sp³-sp² 128 pm 616

-C Nº Blausäure sp³-sp 116 pm 892

- -C H Methan sp³-s 109 pm 439

− = −C C H Ethen sp²-s 108 pm 464

− = −C C H Benzol sp²-s/aromatisch 109 pm 473

- -C C Hº Propin sp-s 106 pm 556

1 Daten aus: Riedel, Anorganische Chemie, 4. Auflage, de Gruyter, 1999, S.119

. Tab. A.4 Weitere Parameter organischer Verbindungen

Alkan Alkyl Carbeniumion Carbanion Carboniumion

Hybridisierung sp³ sp² sp² sp³

Beispiel CH4 CH3* CH3+ CH3

- CH5+

Elektrische Ladung neutral neutral positivCarbokation

negativ positivCarbokation

ungepaarte Elektronen – einesRadikal

– –

H-C-H-Winkel

109,5° 120° 120° 109,5° 120°/90°

Strukturformel

CHH

H

H

C HHH

C HHH

+

CH

H

HH

–C

H

HH

HH

+

. Tab. A.3 Fortsetzung

Anhang617

Mit der Geschwindigkeitskonstante kw für das Polymerwachs-tum ergibt sich als Geschwindigkeitsgesetz für den Monomerver-brauch gleichbedeutend für das Kettenwachstum:

vw wtk=− = ⋅ ⋅ ⋅d M

dM P

[ ][ ] [ ] (II)

vw: Geschwindigkeit des Polymerwachstums, mol/l

A.3.4 Abbruchreaktion (Termination)

Polymerisationsabbruch kann beispielsweise durch Rekombina-tion zweier Polymerradikale P

i* erfolgen (7 Abschn. 22.1.1).

P P P Pi i i i⋅ + ⋅→ −

Kettenabbruch durch Rekombination ist eine bimolekulare Reak-tion, also 2. Ordnung hinsichtlich der Polymerradikalkonzent-ration [P·]. Mit der Geschwindigkeitskonstante ka ergibt sich als Geschwindigkeitsreaktion für den Rekombinationsabbruch:

vt

ka a

d P

dP=− ⋅ = ⋅ ⋅[ ][ ]2 (III)

va: Geschwindigkeit des Rekombinationsabbruchs, mol/l

Die Empirie zeigt, dass radikalische Polymerisationen anfänglich beschleunigt mit einhergehendem Temperaturanstieg ablaufen und anschließend einen stationären Zustand – erkennbar an der gleich-bleibenden Temperatur des Polymerisationsansatzes – erreichen.

Im Gleichgewichtszustand werden genauso viele Starterra-dikale R· durch Initiatorzerfall neu gebildet wie Polymerradikale P· durch Kettenabbruch verschwinden. Ansonsten würde entwe-der die Polymerisation immer schneller werden oder zum Erlie-gen kommen.

Somit gilt für den stationären Zustand:

d R

d

d P

d

[ ] [ ]⋅ =− ⋅t t

(IV)

Einsetzen von Gleichung (I) und Gleichung (III) in Gleichung (IV) ergibt:

d R

df I P

d P

di a

[ ][ ] [ ]

[ ]⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =− ⋅t

k kt

2 2 (V)

Die Polymerradikalreaktion [P·], die sich nur schwer messen lässt, kann durch Umstellen von Gleichung (V) berechnet werden.

[ ][ ]

Pf I

i

a

⋅ =⋅ ⋅ ⋅2 kk

(VI)

Ersetzt man in der Kettenwachstums Gleichung (II) den Ausdruck für [P·] durch Gleichung (VI), so kann die Kettenwachstumsreaktion nur durch makroskopische messbare Größen wie die Initiator- [I] und Monomerkonzentration [M] ausgedrückt werden.

A.3 Radikalische Polymerisation – Kinetik und kinetische Kettenlänge

In 7 Abschn. 22.1.1 haben wir die Elementarreaktionen Initiator-zerfall, Startreaktion, Kettenwachstum und Abbruchreaktion der radikalischen Polymerisation kennengelernt:

A.3.1 Initiatorzerfall (Initiation)

Ein Initiatormolekül I zerfällt in zwei Starterradikalmoleküle R·.

I R→ ⋅2

Experimentelle Messungen zeigen, dass die Kinetik des thermi-schen Zerfalls von Initiatormolekülen nach den Gesetzen einer Reaktion 1. Ordnung erfolgt (7 Abschn. 9.4). Mit der Geschwin-digkeitskonstante ki und unter Berücksichtigung, dass aus einem Initiatormolekül I zwei Starterradikalmoleküle R· entstehen, ergibt sich als Geschwindigkeitsgesetz für die Starterradikalbildung:

v Rt

ki =⋅ = ⋅ ⋅ ⋅d

df I

i

[ ][ ]2 (I)

vi: Geschwindigkeit der Bildung des Starterradikals, mol/lf: Radikalausbeutefaktor

Der Radikalausbeutefaktor f berücksichtigt, dass nicht alle Radi-kalmoleküle tatsächlich für die Polymerisation genutzt werden können, da ein Teil der Radikalmoleküle wieder zu Initiatormo-lekülen rekombiniert.

A.3.2 Startreaktion

R M R M P⋅ + → − ⋅ ≡ ⋅

Starterradikale R· attackieren Monomermoleküle M unter Bildung von Polymerradikalen P·. Da diese Reaktion im Vergleich zur Wachstumsreaktion und zum Initiatorzerfall sehr schnell abläuft, stellt sie keinen „Flaschenhals“ dar, ist somit kein geschwindig-keitsbestimmender Schritt und braucht deshalb in der kinetischen Betrachtung nicht berücksichtigt werden.

A.3.3 Wachstumsreaktion (Propagation)

Kettenwachstum erfolgt durch weitere Anlagerung von Monomer-molekülen M an die in der Startreaktion gebildeten Polymerradikale.

Die Polymerwachstumsgeschwindigkeit verläuft proportional zur Monomer- und Polymerradikalkonzentration (1. Ordnung hinsichtlich [M] und [P·]).

P M P⋅ + → ⋅i

i: Anzahl der angelagerten Monomermoleküle, Polymerisationsgrad

618 Anhang

Die Gesamtzahl der anfänglich vorhandenen Mole an Monomer A-A und B-B ergibt sich aus der Summe der Stoffmengen der beiden Monomere und unter Berücksichtigung von Gleichung (I).

n n n n n n0

1= + = ⋅ + = ⋅ +A B B B B

r r( ) (III)

Zum Zeitpunkt (t) mit Umsatz U haben bereits U · nA Moleküle abreagiert. Da die gleiche Menge des Monomers B-B reagiert hat, sind somit insgesamt 2 · U · nA mol Monomer verbraucht. Unter Berücksichtigung von Gleichung (I) kann die zum Zeitpunkt (t) bereits umgesetzte Monomermenge nt wie folgt ausgedrückt werden:

n nt B

U r= ⋅ ⋅ ⋅2 (IV)

Die durchschnittliche Kettenlänge ( )nkin

für Polykondensations- und Polyadditionsreaktionen ergibt sich aus dem Verhältnis der ursprünglich vorhandenen Monomermenge (n0) zu der am Zeit-punkt (t) noch vorhandenen Monomermenge (n0 − nt).

( )( )

( )

( )

(

nn

n nn

n nn

n

kint

B

B B

B

B

r

r U r

r

r

=−

=⋅ +

⋅ + − ⋅ ⋅ ⋅

=⋅ +

⋅ + −

0

0

1

1 2

1

1 2⋅⋅ ⋅= +

+ − ⋅ ⋅U r

r

r U r)

1

1 2

(V)

Gleichung (V) ist der von Carothers hergeleitete Zusammenhang von durchschnittlicher Kettenlänge (n),Umsatz (U) und Mono-merverhältnis (r) einer Stufenreaktion mit bifunktionellen Mono-meren, Voraussetzungen, die bei der Herstellung von Nylon® 6.6 (7 Abschn. 22.2.9) oder Polyethylenterephthalat (7 Abschn. 22.2.8) gegeben sind.

A.5 Titration – Berechnung der Titrationskurven

A.5.1 Titration einer starken Säure mit einer starken Base

In einem Erlenmeyerkolben befinden sich 20 ml (V0(HCl)) 0,1 molare Salzsäure (c0(HCl)). Diese wird durch Zugabe von 0,1 molarer (c0(NaOH)) Natronlauge (V(NaOH), Maßlösung) neutralisiert.

Neutralisationsgleichung: HCl + NaOH → NaCl + H2O

In den nachfolgenden Ausführungen wird der Verlauf der Titra-tionskurve, d. h. des pH-Werts der Lösung im Erlenmeyerkolben, in Abhängigkeit von der zugegebenen Natronlaugemenge berechnet.

A.5.1.1 Verlauf der Titrationskurve vor Erreichen des Äquivalenzpunkts, V(NaOH) < 20 ml

Links vom Äquivalenzpunkt (ÄP) (7 Abb. A.1a) wird der pH-Wert der Lösung im Erlenmeyerkolben durch den Salzsäureüber-schuss bestimmt. Der Überschuss an Säure in mmol errechnet

vkkw w

i

a

k Mf I

= ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅

22

[ ][ ]

(VII)

Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Polymerkettenauf-baus sich linear zur Monomer- und der Wurzel der Initiatorkon-zentration verhält.

Der gemäß diesem Modell resultierende Polymerisations-grad, der in der Literatur als kinetische Kettenlänge (n

kin)

bezeichnet wird, sagt aus, wie viele Monomermoleküle sich im Durchschnitt an ein Starterradikal anlagern, bevor Kettenab-bruch eintritt. Die kinetische Kettenlänge errechnet sich somit aus dem Verhältnis von Kettenwachstumsgeschwindigkeit zur Kettenabbruchgeschwindigkeit.

nvv

kk

kk

k

k k

kinw

a

w

a

w

a

w

a

M P

P

M

P

M

f

= =⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅

=⋅⋅ ⋅

=⋅

⋅⋅ ⋅

[ ] [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

2

2ii

a

Iconst

M

I⋅= ⋅

[ ].[ ]

[ ]

k

(VIII)

Je höher die Monomerkonzentration, desto größer ist die kineti-sche Kettenlänge. Außerdem verhält sich die kinetische Ketten-länge umgekehrt proportional zur Wurzel der Initiatorkonzentra-tion. Um in der Praxis hohe Polymerisationsgrade zu erzielen, ist nur wenig Initiator relativ zur Monomermenge einzusetzen und die Polymerisationstemperatur niedrig zu halten, damit der Ini-tiatorzerfall langsam erfolgt.

Allerdings korreliert die theoretisch hergeleitete kinetische Kettenlänge ( )n

kinnicht mit den empirisch bestimmten Zahlen

für Zahlenmittel ( )Mn

und Gewichtsmittel ( )Mw

der Verteilung der molaren Masse von Polymeren. Trotzdem erlaubt die theore-tische Betrachtung, grundlegende Zusammenhänge zu erkennen.

A.4 Polykondensation und Polyaddition – Berechnung des Polymerisationsgrades

Bei der Stufenreaktion zweier bifunktioneller Monomere, z. B. Terephthalsäure und Hexan-1,6-diamin für die Herstellung von Nylon® 6.6, spielt das stöchiometrische Verhältnis der beiden Monomere und der Reaktionsfortschritt (Umsatz) eine entschei-dende Rolle für die Kettenlänge. Bereits geringe Abweichungen ergeben sehr niedrige Kettenlängen.

Das stöchiometrische Verhältnis (r) der beiden Monomere A-A und B-B kann über ihre Stoffmengen (nA und nB) beschrie-ben werden.

r rA

BA B

= → = ⋅nn

n n (I)

Der Umsatz (U) zu einem bestimmten Zeitpunkt (t) ist allgemein definiert als das Verhältnis der zum Zeitpunkt (t) umgesetzten Stoffmenge Monomer (nt) bezogen auf die anfänglich eingesetzte Stoffmenge Monomer (n0).

U t=nn0

(II)

Anhang619

A.5.1.3 Verlauf der Titrationskurve nach Überschreiten des Äquivalenzpunkts, V(NaOH) > 20 ml

Rechts vom Äquivalenzpunkt wird der pH-Wert der Lösung von überschüssiger Natronlauge bestimmt. Der Gehalt an Laugen-überschuss in mmol errechnet sich aus der zudosierten Stoffmenge Natronlauge (c0(NaOH) · V(NaOH)) minus der anfänglich vorlie-genden Stoffmenge Salzsäure (c0(HCl) · V0(HCl)). Dieser Laugen-überschuss ist gelöst im Ausgangsvolumen Salzsäure (V0(HCl)) plus des zudosierten Volumens Natronlauge (V(NaOH)). Somit ergibt sich als Hydroxidionenkonzentration [OH−] in mmol/ml bzw. mol/l:

[ ]( ) ( ) ( ) ( )

( )OH

NaOH NaOH HCl HCl

HCl NaOH− =

⋅ − ⋅( )+

c V c VV V

0 0 0

0

[OH−]: Hydroxidionenkonzentration, mol/l, mmol/ml

Unter Berücksichtigung der pOH-Wert-Definition (pOH = −log(OH−)) errechnet sich der pH-Wert rechts vom Äquivalenz-punkt zu:

pH pOH

NaOH NaOH HCl HCl

HCl

= −

= +⋅ − ⋅

+

14

14 0 0 0

0

log( )

(

( ) ( ) ( )

( )

c V c VV V NNaOH)

Der Titrationskurvenverlauf (7 Abb. A.1a) zeigt, dass die drei Indi-katoren Phenolphthalein, Bromthymolblau und Methylorange allesamt zur Bestimmung des Äquivalenzpunktes (pH = 7) einer starken Säure mit einer starken Base verwendet werden können, da ihr Umschlagsbereich im steilen Verlauf der Titrationskurve liegt, sodass bereits bei geringster Menge an zusätzlicher Natronlauge ein Farbwechsel erfolgt und somit die zur kompletten Neutrali-sation benötigte Menge Natronlauge, d. h. der Äquivalenzpunkt, exakt bestimmt werden kann.

sich aus dem Ausgangsgehalt an Salzsäure (c0(HCl) · V0(HCl)) minus der Stoffmenge, die bereits von Natronlauge (c0(NaOH) · V(NaOH)) neutralisiert wurde. Das Lösungsvolumen setzt sich aus dem Ausgangsvolumen Salzsäure (V0(HCl)) und dem zuge-gebenen Volumen Natronlauge (V(NaOH)) zusammen. Somit ergibt sich als Hydroniumionenkonzentration [H3O+] in mmol/ml bzw. mol/l:

pH H O

HCl HCl NaOH NaOH

HCl

=−

=−⋅ − ⋅

+

+log[ ]

log( )( ) ( ) ( )

( )

3

0 0 0

0

c V c VV VV ( )NaOH

[H3O+]: Hydroniumionenkonzentration, mol/l, mmol/mlc0(HCl): Ausgangskonzentration Salzsäure, mmol/mlc0(NaOH): Ausgangskonzentration Natronlauge, mmol/mlV0(HCl): Ausgangsvolumen Salzsäure, mlV(NaOH): Volumen zugegebener Natronlauge, ml

A.5.1.2 pH-Wert am Äquivalenzpunkt, V(NaOH) = 20 ml

Bei der Titration einer starken Säure mit einer starken Base fallen Äquivalenzpunkt der Neutralisationsreaktion und der Neutral-punkt von Wasser zusammen. Sämtliche Hydroniumionen der Säure wurden durch Hydroxidionen der Lauge neutralisiert, sodass der Einfluss der Autoprotolyse (Eigenzerfall) des Wassers auf den pH-Wert zum Tragen kommt. Der pH-Wert direkt am Äquivalenzpunkt errechnet sich aus dem Ionenprodukt des Wassers (Kw = 10−14 mol2/l2).

pH log log mol l

log mol l

W=− =−

=− =

−

−

K 10

10 7

14 2 2

7

/

( / )

KW: Ionenprodukt des Wassers bei Normalbedingungen, mol²/l²

. Abb. A.1 Kurvenverlauf für die alkalimetrische Titration von Salzsäure (a) und Essigsäure (b). ÄP: Äquivalenzpunkt, NP: Neutralpunkt

620 Anhang

abreagiert haben. Der resultierende pH-Wert wird als Äquiva-lenzpunkt bezeichnet, der bei der Neutralisation von Essigsäure (schwache Säure) mit NaOH (starke Lauge) bei 8,7 liegt. Im vor-liegenden Fall entspricht der Äquivalenzpunkt dem pH-Wert einer Lösung von 0,05 mol Natriumacetat pro Liter Lösung. Für den Äquivalenzpunkt gilt, dass die Acetationen als schwache Base wirken. Nach dem Massenwirkungsgesetz für schwache Basen ergibt sich:

pOH p log Acetat

pH

B

mit pH pOH folgt= ⋅ −

=

→+ =0 5

14, ( ( ( )))K c

114 pK log c AcetatB

mit p p folgtB Esre− ⋅ − →= −

0 514

, ( [ ( )])K K

= − ⋅ − −pH 14 p log AcetatEsre

0 5 14, ( ( ( )))K c

Die Acetatkonzentration errechnet sich aus der komplett neut-ralisierten Stoffmenge Essigsäure am Äquivalenzpunkt (c0(Esre)· V0(Esre)) dividiert durch das am Äquivalenzpunkt vorhandene Flüssigkeitsvolumen, d. h. der Summe des ursprünglich vorhan-denen Essigsäurevolumens (V0(HCl)) plus dem Volumen Natron-lauge (V(NaOH)), das zu dessen Neutralisation benötigt wurde (hier: V(NaOH) = 20,00 ml).

pH p logEsre Esre

Esre NaOHEsre= − ⋅ − −

⋅+

14 0 5 14 0 0

0

,( ) ( )

( ) ( )K

c VV V

= − − − ⋅+

14 0 5 14 4 750 1 20

20 20, ,

,log

= 8 72,

A.5.2.4 Verlauf der Titrationskurve nach Überschreiten des Äquivalenzpunkts, V(NaOH) > 20 ml

Nach Überschreiten des Äquivalenzpunkts wird der pH-Wert der Lösung von überschüssiger Natronlauge bestimmt. Der Gehalt an Laugenüberschuss errechnet sich aus der zugegebenen Stoffmenge Natronlauge (c0(NaOH) · V(NaOH)) weniger der Stoffmenge, die von Essigsäure neutralisiert wurde (c0(Esre) · V0(Esre)). Dieser Laugenüberschuss ist gelöst im Ausgangsvolumen Essigsäure (V0(Esre)) vermehrt um das zugegebene Volumen Natronlauge (V(NaOH)). Somit ergibt sich als Hydroxidionenkonzentration [OH−] in mmol/ml resp. mol/l:

[ ]( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )OH

NaOH NaOH Esre Esre

Esre NaOH

− =⋅ − ⋅

+

c V c VV V

0 0 0

0

Da der pH-Wert einer Lauge sich aus 14 minus pOH-Wert (pH = 14 − pOH) errechnet und unter Berücksichtigung der pOH-De-finition{ log[ ]}pOH OH=− − , hat die Lösung rechts vom Äqui-valenzpunkt den pH-Wert:

pH pOH OH

logNaOH NaOH Esre E

= − = +

= +⋅ − ⋅

−14 14

14 0 0 0

log[ ]

( ) ( ) ( ) (c V c V ssre

Esre NaOH

)

( ) ( )V V0

+

Der Titrationskurvenverlauf (7 Abb. A.1) rechts zeigt, dass Methyl-orange zur Bestimmung des Äquivalenzpunktes (pH = 8,7) für die titrimetrische Bestimmung schwacher Säuren mit starken Basen ungeeignet ist, da sich der Umschlagsbereich im flachen Verlauf

A.5.2 Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base

In einem Erlenmeyerkolben befinden sich 20 ml (V0(Esre)) 0,1 molare Essigsäure (CH3COOH, c0(Esre)). Diese werden durch Zugabe von 0,1 molarer (c0(NaOH)) Natronlauge (V(NaOH)) neutralisiert.

Neutralisationsgleichung: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

In den nachfolgenden Ausführungen wird der Verlauf der Tit-rationskurve, d. h. des pH-Werts der Lösung im Erlenmeyerkol-ben, in Abhängigkeit von der zugegebenen Natronlaugemenge berechnet.

A.5.2.1 pH-Wert vor Beginn der Neutralisation, V(NaOH) = 0 ml

Die Bestimmung des pH-Werts einer schwachen Säure wurde in 7 Abschn. 10.4.4 aus dem Massenwirkungsgesetz abgeleitet. Neben der Konzentration der Säure hat die Säurekonstante KS, d. h. das Vermögen einer schwachen Säure, Protonen an Wasser abzugeben, einen entscheidenden Anteil am pH-Wert der Lösung.

pH p log EsreEsre

= ⋅ − ( )

( )0 5

0, K c

pKEsre: Säureexponent Essigsäurec0(Esre): Ausgangskonzentration Essigsäure, mmol/ml

A.5.2.2 Verlauf der Titrationskurve vor Erreichen des Äquivalenzpunktes, V(NaOH) < 20 ml

Bei der teilweisen Neutralisation von Essigsäure mit Natronlauge entsteht eine Pufferlösung aus Acetat und Essigsäure. Die Acetat-menge (Zähler) entspricht der zugegebenen Stoffmenge an Natron-lauge (c0(NaOH) · V(NaOH)), während die Stoffmenge undissozi-ierter Essigsäure (c(Esre)), der anfänglich vorhandenen Stoffmenge Essigsäure (c0(Esre) · V0(Esre)) minus der bereits durch Natron-lauge neutralisierten Menge an Essigsäure (c0(NaOH) · V(NaOH)) entspricht. Der pH-Wert der Pufferlösung wird über die Hender-son-Hasselbalch-Gleichung (7 Abschn. 10.8.2) berechnet.

pH p logAcetat

Esre

p logNaOH

Esre

Esre

= +

= +

K cc

Kc

( )

( )

(0

)) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

⋅⋅ − ⋅

Vc c V

NaOH

Esre V Esre NaOH NaOH0 0 0

c(Acetat): Acetatkonzentration, mmol/mlc0(Esre): Ausgangskonzentration Essigsäure, mmol/mlV0(Esre): Ausgangsvolumen Essigsäure, ml

A.5.2.3 pH-Wert am Äquivalenzpunkt, V(NaOH) = 20 ml

Bei der Titration von Säuren mit Basen muss der Äquivalenzpunkt ermittelt werden. D. h. es wird solange Natronlauge zugegeben, bis exakt alle Hydroniumionen mit Hydroxidionen der Lauge

Anhang621

der Titrationskurve befindet und somit der Äquivalenzpunkt nicht bestimmt werden kann. Die Indikatoren Bromthymolblau und Phenolphthalein sind geeignet, da ihr Umschlagsbereich im steilen Verlauf der Titrationskurve liegt, so dass der Äquivalenzpunkt exakt bestimmt werden kann.

A.6 Naturkonstanten

c: Lichtgeschwindigkeit= ⋅2 998 108, m/s

e: elektrische Elementarladung= ⋅ ⋅−1 602 10 19, A s

g: Erdbeschleunigung= 9 807 2, /m s

h: Plancksches Wirkungsquantum= ⋅ ⋅−6 626 10 34, J s

k: Boltzmann-Konstante= ⋅ −1 381 10 23, /J K

mp: Ruhemasse Proton= ⋅ −1 672 10 27, kg

me: Ruhemasse Elektron= ⋅ −9 110 10 31, kg

mn: Ruhemasse Neutron= ⋅ −1 675 10 27, kg

NA: Avogadro-Konstante= ⋅6 022 1023, 1/mol

R: allgemeine Gaskonstante= ⋅8 314, ( )J/ K mol

u: atomare Masseneinheit= ⋅ −1 666 10 27, kg

ε0: Dielektrizitätskonstante Vakuum = 8,854 · 10–12 (A·s)/(V·m) μ0: Permeabilitätskonstante Vakuum = ⋅ −1 257 10 6 2 2, /AN

622

z 7 Kapitel 2

Übung 2 Lösung: ca. 0,0288 mm = 28,8 µmÜbung 4 Lösung: 24,32Übung 5 Lösung: Tl-203 zu 29,5 %, Tl-205 zu 70,5 %Übung 9 Lösung: 6,25 %Übung 10 Lösung: 50 %, 50 % (Atomkerne kennen scheinbar kein Alter), U-225

z 7 Kapitel 5

Übung 3 Lösung: MHCl = 36,46 g/mol, MHCN = 27,03 g/mol, MH2SO4 = 98,08 g/mol, MC7H6O2 = 122,12 g/molÜbung 4 Lösung: 6,022 · 1023 Moleküle Wasser, 6,022 · 1023 Atome Sauerstoff, 2 · 6,022 · 1023 = 1,204 · 1024 Atome WasserstoffÜbung 5 Lösung: n(NaOH) = 0,05 mol, m(NH3) = 85,15 gÜbung 7 Lösung: m(HNO3) = 630,1 gÜbung 8 Lösung: 0,1 molarÜbung 9 Lösung: νAl = 2, νO2 = 1,5, νAl2O3 = 1, oder in ganzen Zahlen νAl = 4, νO2 = 3, νAl2O3 = 2.Übung 10 Lösung (a): m(Al) = 53,96 g, m(O2) = 48,00 g resp. 107,92 g zu 96,00 gLösung (b): m(Al) = 26,5 Tonnen, m(O2) = 23,5 Tonnen

z 7 Kapitel 6

Übung 3 Lösung: M = 32 g/molÜbung 4 Lösung: 310 €Übung 6 Lösung: F = 45 NÜbung 8 Lösung: L = 4 · 10−11 mol3/l3Übung 9 Lösung: m(Ag) = 0,108 µgÜbung 10 Lösung: 5 Promille

z 7 Kapitel 7

Übung 4 Lösung (a): Bei 1 · 0,21 Pentan werden 0,003333 mol Iod (83%) aus dem Wasser entfernt.Lösung (b): Bei 5 · 40 ml Pentan werden 0,003875 Iod (97%) aus dem Wasser entfernt.Übung 8 Lösung: 548 fach höher

z 7 Kapitel 8

Übung 3 Lösung: 79,9°CÜbung 4 Lösung: K ≈ 1,9 · 1080

Übung 9 Lösung: pAmmoniak = 111 bar, pWasserstoff = 141,75 bar, pStickstoff = 47,25 bar, KP = 9,16 · 10−5/bar2

z 7 Kapitel 10

Übung 6 Lösung: pH(HCl) = 3, pH(NaOH) = 13Übung 7 Lösung: pH = 2

z 7 Kapitel 12, 7 Abschnitt 12.2

Übung 3 Lösung: 0,84 g/l

z 7 Kapitel 12, 7 Abschnitt 16.4

Lösung: 99,99% äquatorial

z 7 Kapitel 12, 7 Abschnitt 16.5

Übung 2 Lösung: CHÜbung 3 Lösung: 78 g/mol

z 7 Kapitel 12, 7 Abschnitt 16.7

Lösung: 0,3 g/100 cm3

Lösungen ausgewählter Übungsaufgaben

623 A

Stichwortverzeichnis

AAbbruchreaktion 617absolute Atommasse 58Acetaldehyd 466–467

– Oxidation 468 – Wacker-Hoechst-Verfahren 467

Acetate 474Aceton 470

– Strukturparameter 469Acetonitril 494–495Acetophenon 472Acetylidanion 422Acht-Elektronen-Regel 42Achterschale 42Acidimetrie 144Acrylnitril 496Acrylnitrilpolymere 496Actinium 311, 313Actinoide 370Adamantanstruktur 208Additiv 598

– Antioxidantien 599 – Füllstoff 598 – Thermostabilisator 598 – UV-Stabilisator 598 – Wärmestabilisator 598 – Weichmacher 599

Adenosindiphosphat 548Adenosintriphosphat 547–548Adipinsäure 585ADP (Adenosindiphosphat) 548Adrenalin 432Aggregatzustand 68, 70AIBN (Azobisisobutyronitril) 499,

566Akkumulator 158Aktivierungsenergie 120, 123, 126Aktivkohle 195Alan 276Alanin 454Aldehyde 465

– Acetalbildung 469 – Addition 469 – Hydrierung 468 – Nomenklatur 466 – nucleophile Addition 468 – Oligomerisation 469

Aldimin 472Aldoladdition 469Aldose 523Alit 270Alkalimetalle 254

– Bunsenbrennerflamme 257 – Kronenether 260 – kubisch raumzentrierte

Kugelpackung 256 – Schmelzflusselektrolyse 256

Alkalimetallhalogenide 259Alkalimetallhydride 259Alkalimetallhydroxide 258Alkalimetrie 142

alkalischer Aufschluss 322, 345Alkaloide 490Alkanale 465Alkane 388

– Eigenschaften 396 – ekliptische Konformation 391 – gestaffelte Konformation 391 – Halogenierung 402 – homologe Reihe 389 – Nitrierung 501 – Nomenklatur 390, 394 – Oxidation 399 – Pyrolyse 400 – Strukturelemente 391

Alkanone Siehe Ketone 469Alkansäure 473Alkene 405

– Additionsreaktion 412 – Bindungsverhältnisse 406 – cis/trans-Zuordnung 409 – Doppelbindung 407 – Eigenschaften 410 – Halogenierung 413 – homologe Reihe 405 – Hybridorbitale 407 – Hydratisierung 414 – Hydrohalogenierung 412 – Markownikow-Regel 413 – Nomenklatur 406 – Polymerisation 414 – Reaktionen 412 – regioselektive Addition 413 – Synthese 410

Alkine 415 – Acidität 421 – Bindungsverhältnisse 416 – C-C-Bindungstypen 417 – Dreifachbindung 415 – Eigenschaften 419 – Elektronendichteverteilung 417 – Halogenierung 421 – homologe Reihe 415 – Hybridorbitale 416 – Hydratation 421 – Hydrierung 416, 420 – Hydrohalogenierung 421 – Nomenklatur 416 – Reppe-Reaktionen 419 – Strukturelemente 418 – Synthese 419

Alkohole – Dehydratation 463 – Fermentation 462 – mehrwertige 460 – Nomenklatur 460 – Oxidation 464 – physikalische Eigenschaften 461 – Reaktionen 464 – Säurewirkung 465 – Veresterung 464 – Wasserstoff-

Brückenbindungen 461

alkoholische Gärung 462Alkoxy-Anion 465Alkylamine 487Alkylbenzolsulfonat 512Alkylradikale, Reaktionen 401Alkylreste 393, 395Allen 406Allicin 509Alliin 509Allotropie 190Allylmethylsulfid 509Aluminium 273

– Schmelzflusselektrolyse 274Aluminiumbromid 276Aluminiumchlorid 276Aluminiumhydrid 276Aluminothermisches

Verfahren 264Alumosilicat 285Alveole 548Alzheimer-Demenz 522Amalgam 51, 365Amalgamfüllung 164, 365Ameisensäure 474

– Herstellung 475 – Strukturparameter 473

Amine 487 – Basizität 488 – Nomenklatur 487 – Reaktionen 490 – Synthese 489 – Übersicht 488

Aminosäuren 517 – isoelektrischer Punkt 517 – proteinogene 517 – Struktur 517

Amminkomplex 51, 205, 307Ammoniak 203Ammoniak-Springbrunnen

204Ammoniaksynthese 205Ammoniumsulfatsalpeter 214Ampholyte 134Amylase 538Amylopectin 529Amylose 529Anatas 315Anhydrit 269Anilin 489Anion 42Anodenkupfer 351anomeres C-Atom 524Anthracen 438Anthrachinonverfahren 180Antimon 290, 293, 296Antioxidans 599Apatit 263Äquivalenzpunkt 143–144arachno-Boran 185Argon 243, 246Aromat

– elektrophile Addition 434

– elektrophile Zweitsubstitution 437

– KKK-Regel 435 – Kohlenstoffgerüst 430 – SSS-Regel 435

Aromaten – Definition 430

aromatische Kohlenwasserstoffe 429

– Nomenklatur 430 – Übersicht 431

Aromatizitätsbedingung 430Arrhenius, Svante 132Arrhenius-Base 133Arrhenius-Gleichung 123Arrhenius-Säure 133Arsen 290, 292, 294Arsenik 295Arsenkies 291Arsenkupfer 291Ascorbinsäure 535Aspartam 530Astat 235asymmetrisches C-Atom 451ataktisches Polypropylen 572–573Atmungskette 547Atom 15

– Größe 25 – Masse 25

atomare Masseneinheit 21, 58Atombindung Siehe kovalente

Bindung 44Atombombe 381Atomkerne 21Atommasse

– absolute 58 – relative 58

Atommodell 15 – Bohr 16 – Dalton 15 – Größenverhältnis 16 – Rutherford 15 – Thomson 15

Atomradius 37ATP (Adenosintriphosphat) 547–

548Aufblasverfahren 332Aufschluss

– alkalischer 322, 345 – Bayer-Verfahren 274

Ausdehnungskoeffizient 607Autobatterie 159Autokühler 462Autoprotolyse 135Avogadro-Gasgesetz 71Avogadro-Konstante 62Azeotrope 93azeotrope Destillation 93Azobisisobutyronitril 499, 566Azofarbstoffe 499–500Azokupplung 501Azoverbindung 498

624 Stichwortverzeichnis

Blasformverfahren 604Blattgold 358Blei 280, 289

– Röstreaktionsverfahren 280Bleiakkumulator 158Bleiglanz 280Blenden 291Blockcopolymer 560Blockpolymerisation 595Blutlaugensalz

– gelbes 336 – rotes 336

Blutpuffer 147Bohr

– Atommodell 16, 612, 615 – Postulat 17 – Schalenmodell 16

Bohrium 326Bohrspülung 440Boltzmann-Verteilung 124Bombykol 410Bor 182

– hochreines 184Boran 186

– arachno 185Borax 182Borcarbid 184, 189Bornitrid 184, 188Borosilicatglas 184Borsäure 184Bortrihalogenide 187Bortrioxid 184Boudouard-Gleichgewicht 195Boyle-Mariotte-Gasgesetz 70Branntkalk 267Brauneisenstein 331Braunkohle 194Brechungsindex 78Brennstäbe 377Brennstoffzelle 160

– PEM 160Brikett 195Brom 235Bromwasserstoff 238Brønsted, Johannes 133Brønsted-Base 133Brønsted-Säure 133Bronze 51, 357Brookit 315BTX 433

– Fraktion 432Büchnerfilter 99Buckminsterfulleren 193Buntkupferkies 351Buntmetall 253Butan 397Butansäure

– Methylierung 500Buten 405Butenisomere 412

CC-Atom

– anomeres 524 – asymmetrisches 451

C-C-Bindungstyp 417

C-C-Einfachbindung, Dissoziationsenergie 400

C-H-Bindung, Dissoziationsenergie 400

Cadmium 359, 364Calcit 263Calcium 263, 271Calciumcarbonat 266Calciumfluorid 265Calciumsulfat 263, 268

– Anhydrit 269 – Dihydrat 268 – Halbhydrat 268

Californium 371Calvin-Cyclus 546Campher 427Caprolactam 493, 586

– Herstellung 494Caprolacton 482Carbeniumion 413

– Stabilisierung 413Carbid

– ionisches 198 – kovalentes 198

Carbocyclen 423Carbonisierung 194Carbonsäure 472

– Acidität 474 – aromatische 475 – Nomenklatur 473 – Reaktionen 476

Carbonsäureamide 492 – Reaktionen 493 – Struktur 492

Carbonsäureanhydride 476Carbonsäureanilide 492Carbonsäuremethylester 500Carbonwerkstoff 601Carbonylverbindung 469Carbonzeitalter 194Carboxygruppe 472Carboxymethylcellulose 529Carboxypeptidase 539Carnallit 263Carothers, Wallace 556Carotin 410Cäsium 262Cellulose 529Celluloseether 529Cer 368Ceriterden 368CFK (kohlenstofffaserverstärkter

Kunststoff ) 601CFKW (Chlorfluorkohlenwasser-

stoffe) 404Chalkogene 216, 297Chelatkomplexe 52chemische Bindung 42

– 8e-Regel 42 – Ionenbindung 42, 53 – Komplexbindung 51 – kovalente 45, 53 – Metallbindung 49 – polare 45, 54 – Typen 53 – VSEPR-Modell 46

chemische Formel 62Chilesalpeter 213

Chinone 470Chiralität 451Chiralitätszentrum 449, 451Chlor 233Chlor-Alkali-Elektrolyse 233Chlorbleichlauge 240Chlorfluorkohlenwasserstoffe 404Chloride 237chlorige Säure 239Chlormethan 402Chlormethylsilan, Müller-Rochow-

Synthese 582Chloroform 404Chlorophyll 53, 271Chloroxid 239Chlorsäure 239Chlorwasserstoff 46, 237Chrom 321, 324Chromcarbid 324Chromgruppe 321Chromiterz 321Chromosom 541Chromtrioxid 323CIP-Regeln 453cis/trans-Isomerie 450Cisplatin 349Citronensäurecyclus 547Clathrate 447Claus-Prozess 224Club of Rome 443Cobalt 338

– Strahlentherapie 341 – Vitamin B12 341

Cobaltblau 341Cobaltglanz 338Cobaltgruppe 338Cobaltkies 338Cobaltstahl 341Cocain 490Composite 601Compoundierhilfsstoff 598Contergan® 453Copolymer 560

– alternierend 560 – Blockcopolymer 560 – Pfropfcopolymer 560 – statistisches 560

Coronanden 479Cracken 401, 410, 445Cross-Flow-Filtration 98CsCl-Gittertyp 259Cumolhydroperoxidverfahren 470Curie-Temperatur 309Cyclamat 530cyclische Kohlenwasserstoffe 423

– Konformationsspannung 424 – Nomenklatur 424 – transannulare Spannung 424 – Übersicht 423 – Winkelspannung 424

Cycloaddition 428Cycloalkane 423

– Ringöffnung 428 – Ringspannung 426

Cycloalkene 423Cycloalkine 423, 426Cyclobutan 424Cycloheptan 424

BBäckerlauge 132Baekeland, Leo Hendrik 555Baeyer-Villiger-Reaktion 482Bakelit 556Ball&Sticks-Modell 392Balmer-Formel 615Bananenreifung 411Bandsilicat 284Barium 263Baryt 223Base 132

– Arrhenius-Definition 132 – Brønsted 133 – Lewis-Konzept 134 – Neutralisation 140 – Titration 142 – Wertigkeit 133

Basentriplett 544Bastnäsit 311, 370Batterie 161

– Leclanché 158Bauxit 273Bayer-Verfahren 274Beilsteinprobe 354Benzaldehyd 467

– Herstellung 467Benz[a]pyren 438Benzin 395, 397Benzoate 476Benzoesäure 476Benzol 429, 432–433

– Robinson-Formel 429 – Sulfonierung 513

Benzoylperoxid 566Berggold 352Bergkristall 279Beriberi 535Berkelium 371Berliner Blau 336Beryll 263, 284Beryllium 263, 271Berylliumchlorid 266Berylliumhalogenid 265Beton 270Betonkorrosion, biogene 229bicyclische Verbindung 423Bindemittel, hydraulisches 270Bindung 391, 407

– π-Bindung 187 – 2z-2e-Bindung 185 – 3z-2e-Bindung 185 – chemische Siehe chemische

Bindung 391 – glycosidische 527 – kovalente Siehe kovalente

Bindung 391 – polare 45

Bindungselektronenpaar 45Bingham-Flüssigkeit 78biogene Betonkorrosion 229Biomasse 546Bismut 290, 293, 296Bisphenol-A-Diglycidylether 591Bitumen 395, 398Blasfolienextrusion 606

Stichwortverzeichnis625

DINCH (Cyclohexandicarbon-säurediisononylester) 600

Dioxin 601Dipol 46Dipol-Dipol-Wechselwirkung 68Disaccharid 526

– Bildungsreaktion 528Disaccharide 527dischweflige Säure 226Disproportionierung 155Dissoziation 133Dissoziationsgrad 139Distickstoffpentoxid 208Distickstofftrioxid 208Disulfidbrücke 508, 518Disulfide

– Herstellung 509 – organische 509 – Reaktionen 510

dithionige Säure 226DMSO (Dimethylsulfoxid) 511DNA Siehe Desoxyribo-

nucleinsäure 541Dodecaeder 183, 447Dodecylbenzolsulfonat 512Dolomit 263Doppelsalz 255Doppelzucker 527Downs-Verfahren 256Drehrohrofen 270Dreifachbindung 417Dreiwegekatalysator 127, 342, 348Dreizentrenbindung 185Druck, hydrostatischer 75Druckwasserreaktor 379Dubnium 317Düngemittel 213Duroplast 561Dysprosium 368, 374

EEdelgase 242

– Elektronenkonfiguration 42 – Verbindungen 244

Edelgaskonfiguration 42, 44Edelmetall 253Edelstahl 332EDTA 53Edukt 58Effekt, induktiver, positiver 413Einfachzucker 526Einlagerungscarbid 199Einschlussverbindung 447Einsteinium 371Eisen 331, 334

– Hochofen 331Eisencarbonyl 336Eisengruppe 331Eisennickelkies 344ekliptische Konformation 450Elastomer 562elektrischer

Durchgangswiderstand 607elektrischer Leiter 50Elektrolyse 161–162

– Faraday 162Elektrolytkupfer 351Elektrolytsilber 352Elektron 19

– Ruhemasse 19 – Spin 19 – Wellenlänge 21 – Wellennatur 19

Elektronegativität 40, 42, 171Elektronengas 49–50Elektronenhülle 34Elektronenkonfiguration 34Elektronenmangelverbindung

185Elektronenoktett 42Elektronenpaar 42

– Bindungselektronenpaar 45 – freies 45, 47 – inertes 282

Elektronenpaarbindung Siehe kovalente Bindung 45

Elektronenspin 24 – Quantelung 24

Elektronvolt 614elektrophile aromatische

Substitution 436Elektrophile aromatische

Substitution 434Element 4

– Häufigkeit 172 – künstliches 6

Elementarteilchen 19 – Eigenschaften 20

Elementsymbol 6Eloxal-Verfahren 164empirische Formel 63Emulsion 82–83Emulsionspolymerisation

593–594Enantiomere 449, 451

– Nomenklatur 453 – physiologische Wirkung 452

endergonische Reaktion 112Energiesparlampe 365Enthalpie 108

– freie 112Entropie 110–111Enzyme 537

– Gruppenenzyme 539 – Kinetik 540 – Namen 538 – Spezifität 539 – Substratenzyme 539 – Temperaturoptimum 541 – Wirkungsklassen 539 – Wirkungsspezifität 539

Epoxide 480Epoxidharz 591

– Anwendung 592 – Eigenschaften 592 – Synthese 592

1,2-Epoxyethan 478Erbium 368Erdalkalimetalle 263

– Schmelzflusselektrolyse 264Erdalkalimetalloxide 265Erdgas 394, 396

Erdöl 394, 440 – Blending 447 – Entstehung 440 – Exploration 440 – Förderung 442

Erlenmeyer-Regel 460Erstarren 80Essigsäure 474

– Dimerisierung 475 – Herstellung 475

Essigsäureethylester 465Esterzahl 535ETBE (Ethyl-tert-butylether) 479Ethan 388, 391, 396

– Strukturelemente 408Ethan-1,2-diol 462Ethanal Siehe Acetaldehyd 466Ethanol 462

– Herstellung 462Ethen 405, 411

– Bananen 411 – Polymerisation 557, 570 – Reaktionen 412 – Struktur 407 – Strukturelemente 408

Ether 477 – funktionelle Gruppe 477 – Herstellung 478 – physikalische

Eigenschaften 477 – Reaktionen 480 – Überblick 478 – unsymmetrische 478

Ethin 419 – Herstellung 418 – Polymerisation 422 – Reaktionen 420 – Struktur 416

Ethoxyethan Siehe Diethylether 477

Ethyl-tert-butylether 479Ethylalkohol 462Ethylendiamintetraacetat 53Ethylenoxid 478Europium 368exergonische Reaktion 112Explorationsbohrung 441Extraktion 94Extrudieren 602Extrusionsblasen 604Extrusionsprodukte 603

Ff-Block-Elemente 37, 254,

369Fällungspolymerisation 593–594Faltblattstruktur 521Faser 562FCKW (Fluorchlorkohlen-

wasserstoffe) 404Feingold 353Fermium 371Ferrochrom 324Ferromagnetismus 309Ferrovanadium 318

Cyclohexan 424, 427 – Ring-Flips 425 – Synthese 428

Cyclohexanon 471Cyclooctan 426Cyclooctin 426Cyclopentan 424, 427Cyclopropan 424

– Reaktionen 428Cyclopropen 426Cystein 518C≡C-Dreifachbindung 417

DDalton-Atommodell 15Dampfdruck 74DDT (Dichlordiphenyltri-

chlorethan) 434Dead-End-Filtration 98Dekantieren 97dekoratives Verchromen 163Denaturierung 522Desoxyribonucleinsäure 541

– Entdeckung 543 – Helix-Struktur 543–544 – Strukturaufklärung 542–543

Desoxyribose 542Destillation 90

– azeotrope 93Deuterium 26, 174–175Dewargefäß 108Diallyldisulfid 509Diallylsulfid 509Diamagnetismus 309Diamant 190Diastereomere 455Diazomethan 500

– Methylierungsmittel 500Diazoniumverbindung 499Diazotierung 501Diazoverbindung 499Dibenzoylperoxid 481–482Diboran 185Dibutylphthalat 575Dichlordiphenyltrichlorethan

434Dichte 76, 172Diederwinkel 450Diels-Alder-Reaktion 428Dien 406, 428Dienophil 428Dieselöl 395, 398, 445Diethylenglycol 463Diethylether 477

– Peroxidbildung 477Diethylhexylphthalat 575Diethylzink 362Digerieren 96Dihydrat 268Diine 416Dikieselsäure 284dilatante Flüssigkeit 77Dimethylether 477DimethylformamidDimethylsulfoxid 511

B–F

626 Stichwortverzeichnis

Fest-Flüssig-Extraktion 95Feststoffe 78Fette

– Esterzahl 535 – Iodzahl 535 – Säurezahl 534 – Verseifungszahl 534

Fetthärtung 533Fettsäuren 476, 533

– Gesundheit 532 – Hydrierung 533

Filtermedium 99Filtration 97, 99Fischer-Nomenklatur 454Fischer-Tropsch-Verfahren 180Flammschutzmittel 240, 601Flotat 102Flotation 101Fluor 231

– Herstellung 232Fluorchlorkohlenwasserstoffe 404Fluorit 231Fluorwasserstoff 237Flüssig-Flüssig-Extraktion 95Flüssigerdgas (LNG) 396Flüssiggas 395, 397Flüssigkeit

– dilatante 77 – ionische 489 – strukturviskose 77

Flusssäure 237Flussspat 231Formaldehyd 466

– Herstellung 467Formalin 466Formalladung 152Formiate 474Francium 254, 262Frasch-Verfahren 223freie Enthalpie 112freies Elektronenpaar 45, 47Frigen 404Fruchtsäure 472Fructofuranose 525Fructose 527Fullerene 193Füllstoff 598Funktionsisomere 449Fusion, sanfte 9

GGadolinium 368Gallan 277Gallium 273Galliumarsenid 277Galvanik 163

– Verchromen 163galvanische Zelle 156, 161Galvanisieren 161, 163Gärung, alkoholische 462Gasaustausch, pulmonaler 548Gase 70

– reale 73Gasgemische 82

Gasgesetz 70 – allgemeines 71 – Avogadro 71 – Boyle-Mariotte 70 – Gay-Lussac 71 – ideale/reale Gase 73

Gaszentrifuge 27, 380Gay-Lussac-Gasgesetz 71Gegenstromdestillation 92Gehaltsangaben 83Geheimtinte 340Gel 83Gemenge 82Gen 542Genom 541–542geometrische Isomerie 450German 287Germanium 280, 288Germaniumoptik 289Germaniumtetrachlorid 288Gerüstsilicat 285gesättigte Lösung 86Geschirrspülmittel 215geschlossenes System 108Geschwindigkeitsgesetz 122gestaffelte Konformation 450GFK (glasfaserverstärkter

Kunststoff ) 601Gibbs-Energie 112Gibbs-Helmholtz-Gleichung 112Gips 263, 268Gipsstein 268Glanze 291Glasübergangstemperatur 578,

607Gleichgewichtskonstante 112Gleichgewichtsreaktion 112global warming 197Glockenböden 444Glucopyranose 525Glucose 526

– L- Glucose 526 – Blutspiegel 526 – Sesselkonformation 525

Glühlampe 325Glycerin 463

– Nitrierung 465Glycol 462

– Herstellung 462Glycolyse 547Gold 350, 352

– Amalgamverfahren 353 – Karat 358 – Schwerkraftverfahren 353

Goldamalgam 365Goldlegierung 358Goldwährung 358Goodyear, Charles 554Graphen 193Graphit 192Grignard-Verbindungen 266, 472Grobfiltration 99Grundchemikalien

– Anorganika 207Gruppenenzyme 539Gruppensilicate 284

Gummi 562Gusseisen 332, 337

HH-NMR-Spektroskopie 179Haber, Fritz 205Haber-Bosch-Verfahren 205Hadfield-Stahl 330Hafnium 313Halbhydrat 263, 268Halbleiter 50, 300Halbleitersilicium 279Halbmetalle 34, 171, 253Halbstrukturformel 392Halbwertszeit 28Halbwertszeittemperatur 481Halbzelle 156, 161Halogen 231Halogenalkane 403

– Nitrierung 501Halogenlampe 240Halogenoxide 228, 238Halogenverbindung 227Halogenwasserstoffe 237Halothan 404Hämoglobin 52, 337, 521Hämovanadin 317Harnstoff 493

– Herstellung 493Harnstoffdünger 214Hart-PVC 574Härteskala 192Hartparaffin 398Hartschaum 83Hartverchromen 325Hassium 331Häufigkeit eines Elements 172Hauptgruppenelemente 37, 253Hauptgruppenmetalle 253Hauptgruppenzahl 33Hauptquantenzahl 23Haushaltszucker 527Haworth-Formel 525Heisenberg-Unschärferelation 22Heizöl 445Helicobacter pylori 296Helium 242, 244Helium-Neon-Laser 245Heliumbrennen 4Helix 520Henderson-Hasselbalch-

Gleichung 145Heroin 490Hess-Wärmesatz 110Heteroatom 199, 459Hexaeder 183Hexamethylendiamin 585Hexamethylendiisocyanat 497Hexammincobalt(III)-trichlorid 51Hexan 391

– homolytische Spaltung 400High-Spin-Komplex 310Hill-Summenformel 63Hochglanzverchromen 325

Hochofenprozess 331Hock-Phenolsynthese 471Holmium 368Holzgeist 461Holzkohle 195Holzkohlenfertigung 195HOMO 500Homopolymer 560Hückel-Formel 430Hund-Regel 36Hydrathülle 177Hydride 175Hydrocyanierung 469Hydroformylierungsreaktion 341hydrostatischer Druck 75Hydroxyethylcellulose 529Hyperkonjugation 402Hyperoxid 217Hyperoxidanion 218hypochlorige Säure 239

I+I-Effekt 413ICI-Hochdruckverfahren 570Ikosaeder 183Ilmenit 313, 316Imine 472Indigo 433Indikator 141Indium 273Indiumzinnoxid 277Industriediamant 191Industriegips 268inertes Elektronenpaar 282, 300Initiatorzerfall 617Inkohlung 194Inselsilicate 283Insulin 520–521Interhalogenverbindung 238Invertase 527Iod 235Iodtinktur 241Iodwasserstoff 238Iodzahl 535Ion 42Ionenaustauscher 103

– Regeneration 104Ionenaustauschersäule 104Ionenbindung 42, 44, 53

– Energie 44 – Salz 43

Ionenkristalle 78Ionenradius 172ionische Flüssigkeit 489Ionisierungsenergie 38, 172Iridium 338, 342

– Mittelelektrode 342Isocyanate 496

– Anwendung 497 – funktionelle Gruppe 497 – Reaktionen 497, 499 – Übersicht 497

Isolatoren 50isoliertes System 108

Stichwortverzeichnis627

Isophorondiisocyanat 497isotaktisches Polypropylen 572Isotop 26, 174, 380IUPAC 390

JJoule-Thompson-Effekt 202

KKalandrieren 605Kalisalpeter 214Kalium 254, 261Kaliumchromat 323Kaliumdichromat 323Kaliumhexacyanoferrat 336Kaliumhydroxid 258Kaliumsilicat 286Kalkammonsalpeter 214Kalkkreislauf 266Kalkmilch 267Kalkstein 267Kalorimeter 109Kalottenmodell 393Katalyse 126

– Aktivierungsenergie 126 – heterogene 127 – homogene 127 – Selektivität 128 – Umlauffrequenz 128 – Umsatzzahl 128

Kation 42Keilstrichformel 392Kernbrennstoff 377Kernenergie 375Kernfusion 4Kernladungszahl 21, 171Kernspaltung 376Kernwaffen 380Kerosin 395, 398, 445Ketimin 472Keto-Enol-Tautomerie 421Ketone 469

– Eigenschaften 471 – Nomenklatur 470 – Reaktionen 472

Ketose 523Kettenreaktion 376Kettensilicat 284Kiese 291Kieselalge 279Kieselgel 286Kieselgur 286Kieselsäure 283

– amorphe 286 – pyrogene 286

Kinetik 120kinetische Kettenlänge 617KKK-Regel 435Klopffestigkeit 446Kohlenhydrate 522

– anomere 527 – glycosidische Bindung 527 – Haworth-Formel 525 – Klassifizierung 523

– offenkettige Struktur 523 – Ringstruktur 524 – Sesselkonformation 525

Kohlensäure 197Kohlenstoff 190

– Allotropie 190–191 – Element des Lebens 199

Kohlenstoffatom 401Kohlenstoffdioxid 196Kohlenstoffmonoxid 196Kohlenwasserstoffe 200, 387

– aromatische Siehe aromatische Kohlenwasserstoffe 430

– cyclische Siehe cyclische Kohlenwasserstoffe 424

– Einteilung 388 – polyaromatische 437 – unpolare 433

Kohlevergasung 174Koks 195Komplex 435Komplexbindung 51, 54Komplexverbindung 306

– Nomenklatur 307Kondensieren 80Konfiguration 449Konfigurationsisomerie 409, 450Konformation 390, 449Konformationsisomere 391, 450Königswasser 237konjugierte Säure-Base-Paare 133Konnektivität 449Konstantan 347Konstitution 449Konstitutionsformel 63Konstitutionsisomere 449Konstitutionsisomerie 393Konverter 332Koordinationszahl 51Koordinativbindung 51Korrosion 163, 335Korrosionsschutz 164, 335, 363

– aktiver 164 – kathodischer 164 – passiver 164

Korund 275kovalente Bindung 44, 53

– geometrische Struktur 46 – VSEPR-Modell 47

Kovalenzradius 171Kreide 267kritische Masse 381kritischer Punkt 81Kroll-Prozess 313Kronenether 260, 479

– Nomenklatur 479Kryolith 231, 273Krypton 243, 246Kugel-Stab-Modell 392Kugelpackung

– hexagonal dichteste 50 – kubisch dichteste 51

kumulierte Doppelbindungen 406künstliches Element 6Kunststoff 554, 601

– Brandschutz 600 – Eigenschaften 554 – glasfaserverstärkter 601

– kohlenstoffverstärkter 601 – kommerzielle Bedeutung 563 – physikalische Kennzahlen 608

Kunststoffdispersion 559Kupfer 350–351

– Elektroindustrie 356 – Legierung 356 – Röstreaktionsverfahren 351

Kupferglanz 351Kupfergruppe 350Kupferkies 351

LL-Glucose 526Lachgas 207Lackmustest 132, 141Lactame 492–493Lactase 528Lactose 527Lactoseunverträglichkeit 528Lambdafenster 348Lambdasonde 316, 348Lambdatemperatur 243Lambdawert 348Lanthan 311–312Lanthanoide 368, 370

– Anwendungen 375 – Ionenaustauschverfahren 370

Lanthanoidenkontraktion 372Latex 559Lawrencium 371Le Chatelier-Prinzip 116Leclanché-Element 158Legierung 51, 54, 82

– Kupferlegierungen 356 – Nickelegierungen 347 – Stahl 333

Leichtbenzin 445Leichtmetall 253Leichtwasserreaktor 377Leiter, elektrischer 50Lewis, Gilbert 134Lewis-Base 135Lewis-Formel 63Lewis-Säure 135Liebig, Justus von 213Ligand 51, 306Ligandenfeldaufspaltungs-

energie 308Ligandenfeldtheorie 307

– Farbe 308 – High-Spin-Komplex 310 – Low-Spin-Komplex 310 – Magnetismus 308

Limonen 410Linde-Verfahren 202Linienformel 392Linolensäure 531, 533Linolsäure 531, 533Lipide 531Lithium 254, 260Lithiumaluminiumhydrid 276Lithiumcarbonat 261Lithiumhydroxid 258Lithiumionen-Akkumulator 160Lokalelement 163

Löschkalk 267Löslichkeit 86Lösung 83

– gesättigte 86Lösungspolymerisation 593Low-Spin-Komplex 310LSD 490Luftverflüssigung 202LUMO 500Lunge, Gasaustausch 548Lutetium 368

MMadelung-Schema 35Magnesit 263Magnesium 263, 271Magneteisenstein Siehe

Magnetit 331magnetische Quantenzahl 24Magnetismus 308Magnetit 331, 335Magnettrennung 102MAK-Wert 433Maltose 527Malzzucker 527Mangan 326Mangandioxid 330Mangangruppe 326Manganit 326Manganknollen 326Margarine 533–534Markownikow-Regel 412–413Marmor 267Marsh-Probe 295Massenanteil 83Massendefekt 376Masseneinheit, atomare 21Massenkonzentration 85Massenspektrometer 59Massenwirkungsgesetz 112Massenzahl 21Massepolymerisation 595Mazerieren 96McCabe-Thiele-Diagramm 91, 93Mehrzentrenbindung 185Melaminharze 493Mendelejew, Dimitrij 32Mendelevium 371Mercaptan Siehe Thiol 506Mercaptiden 507Mesomerie 429Messing 51, 356Metakieselsäure 284Metallbindung 49, 54

– Bändermodell 50Metallcarbonyle 324Metalle 34, 49, 253, 305, 368

– f-Block-Metalle 37, 254, 369 – Hauptgruppenmetalle 253 – Legierung 51, 54, 82 – Metallbindung 49, 54 – Nebengruppenmetalle 305 – Stromleiter 253

Metallgitter 50Metallkristalle 78metallorganische Verbindung 362

G–M

628 Stichwortverzeichnis

Metallradius 171Metapolyphosphorsäure 212Methan 388–389, 396

– Bindungsverhältnisse 390 – Chlorierung 402 – Hybridorbitale 390

Methanclathrate 447Methanhydrat 395, 447Methanol 459, 461

– Herstellung 461Methansulfonsäure 506Methoxymethan 477Methyl-tert-butylether 478Methylalkohol 461Methylcellulose 529Methylendiphenyldiisocyanat 497,

588Methylengruppe 388Methylgruppen 572Methylisocyanat 497–498Methylorange 501Methylpropan, Halogenierung 403Methylquecksilber 363Methylradikal 393, 401

– Hybridorbitale 401Michaelis-Menten-Gleichung 540Michaelis-Menten-Konstante 540Mikrofiltration 99Milchzucker 527Minamata 363Möbius-Verfahren 353Mohs-Härte 192Mol 59–60Molalität 85molare Masse 60, 62molares Volumen 61–62Molekularität 122–1232D-Moleküldarstellung

– Halbstrukturformel 392 – Keilstrichformel 392 – Linienformel 392 – Newman-Projektion 392 – Skelettformel 392 – Strukturformel 392 – Valenzstrichformel 392

3D-Moleküldarstellung – Ball&Sticks-Modell 392 – Kalottenmodell 393 – Kugel-Stab-Modell 392 – Space-Filling Modell 393 – Stäbchen-Modell 392 – Zylinder-Modell 392

Molekülkristalle 79Molekülmasse 58Molekülorbitaltheorie 217Molybdän 321, 325Molybdäncarbid 324Molybdänglanz 321Monazit 311, 370Mond-Verfahren 344Monel 347, 356Monokieselsäure 283Monolith 342, 348Monomer 557Monophosphorsäuren 210Monosaccharid 526Monozelle 161Monsanto-Prozess 475

Moseley 33MTBE (Methyl-tert-butylether) 478Müller-Rochow-Verfahren 582Münzmetall 253Muskelkater 147Mutarotation 525

NN,N-Dimethylethanamid 492NaCl-Gittertyp 259Nanoröhren 194Naphtha 426Naphthalin 438Naphthene 443Natrium 254, 261Natrium-4-

dodecylbenzolsulfonat 512Natrium-Kalium-Ionenpumpe 262Natriumalkylbenzolsulfonat 512Natriumborhydrid 186Natriumchlorid 259Natriumhydroxid 258Natriumtripolyphosphat 215Naturkautschuk 554Naturkonstanten 621Naturstoffe 432Nebel 83Nebengruppenelemente 37, 305Nebengruppenmetalle 254, 305Nebengruppenzahl 34Nebenquantenzahl 23Néel-Temperatur 322Neodym 368, 374Neon 245

– Leuchtreklame 245Neptunium 370Nernstsche Gleichung 157Nernstscher

Verteilungskoeffizient 94Neusilber 347, 357Neutralisation 140Neutralisationswärme 140Neutralpunkt 143–144Neutron 20

– Halbwertszeit 20 – Ruhemasse 20

Neutroneneinfangmethode 9Neutronenkleister 21Neutronenzahl 21Newman-Projektion 392Newtonsche Flüssigkeit 77Nichtmetalle 34, 171, 253Nickel 343

– Legierungen 347 – Mond-Verfahren 344

Nickelgruppe 343Nickeloxid 346Nickeltetracarbonyl 346Nicotin 490nido-Boran 185Niob 317Nitriersäure 214, 501Nitrile 494

– Reaktionen 496 – Synthese 495 – Übersicht 495

Nitrilfunktion 494Nitrobenzol 501–502Nitrofunktion 501Nitroglycerin 464Nitromethan 502Nitrophoska 214Nitrotoluol

– Synthese 502Nitroverbindung 501

– aromatische 501 – Eigenschaften 501 – Reduktion 502

Nobelium 371Normalpotential 156

– Nernstsche Gleichung 157Nucleobase 542Nucleobasenpaare 544Nucleonen 19, 21Nuclid 21Nukleonen Siehe Nucleonen 19Nuklid Siehe Nuclid 21Nylonstrümpfe 556Nylon® 556, 585

OOberflächenfiltration 98Oberflächenspannung 74offenes System 108Oktaeder 183Oktanzahl 397, 446Oktettregel 42Olefine Siehe Alkene 405Oleum 227Oligosaccharid 526Ölsand 443Ölsäure 531, 533Ölschiefer 443Onnes-Effekt 244Opferanode 164optische Aktivität 452optisches Spektrum 308Orbitalmodell 21σ-Orbital 217Ordnungszahl 21, 33Ordung einer Reaktion 122organische Chemie 387organische Disulfide 509organische Peroxide 480

– Übersicht 481organische

Sauerstoffverbindung 459organische

Schwefelverbindung 506organische

Stickstoffverbindungen 485organische Sulfide 507

– Reaktionen 510organische Verbindung

– Bindungsenergie 615 – Bindungslänge 615 – Oxidationszahl 507

organischer Sulfide – Herstellung 509

Organoschwefelverbindung 509Orthophosphorsäure 210Osmium 331, 334, 337

Osmiumtetroxid 336Ostwald-Verfahren 209Oxidanionen 218Oxidation 152, 155Oxidationsmittel 155Oxidationszahl 150, 155, 172

– Berechnung 150 – Definition 150 – heterolytische Spaltung 152 – organische Verbindungen 151

Oxosäure 210, 227, 238–239Ozon 219

– Abbau 221 – Abbau durch FCKW 404 – physiologische Wirkung 221

Ozonloch 221

PPAK (polyaromatische

Kohlenwasserstoffe) 438Palladium 343, 347

– Wasserstoffspeicher 346Palmitinsäure 531, 533Paraffin 395, 398, 443Paraffinöl 398Paramagnetismus 218, 309Partialladung 152Passivierung 164Patina 354Pauli-Prinzip 35PE-HD (Polyethylen hoher

Dichte) 570PE-LD (Polyethylen geringer

Dichte) 570PE-LLD (lineares Polyethylen

geringer Dichte) 570Pech 445Pechblende 370Pechtropfenexperiment 445PEM (Polymerelektrolyt-

membran) 160PEM-Brennstoffzelle 160Penicillin 492Pentan, Isomere 394Penten 405Peptid 518Peptidbindung 518

– Struktur 518Perborate 185Perchlorsäure 239Periodensystem 32, 37

– Gruppenbezeichnungen 34 – Langversion 35 – periodische Verläufe 37

Periodenzahl 33Perlon® 586–587Perlpolymerisation 595Perowskit 313, 316Peroxidanion 218Peroxide 217

– organische 480 – Reaktionen 482 – Stabilität 480

Peroxodischwefelsäure 226Peroxoschwefelsäure 226Peroxyessigsäure 482

Stichwortverzeichnis629

Peroxygruppe 480Petrochemie 440Petrolether 395Pflanzenöl 533Pfropfcopolymer 560pH-Messstreifen 141pH-Wert 135

– Definition 136 – Farbumschlag 143 – Glaselektrode 141 – schwache Säure 138

Phasentransferkatalysator 480Phasenübergänge 79Phenanthren 438Phenol 460, 463Phenolphthalein 141Phenylalkohol 463Pheromone 410Phophodiesterbindung 544Phosgen 497Phosphinsäure 211Phosphonsäure 211Phosphor 201–202

– Halogenverbindungen 212 – roter 203 – weißer 202

Phosphorhalogenide 212Phosphoroxide 208Phosphorsäure 210Photosynthese 545

– Dunkelreaktion 546 – Lichtreaktion 545

Phthalatweichmacher 575, 600

Pikrinsäure 502Plaste 554Plastik 554Platin 343, 348

– Salpetersäure 348platonische Körper 183Plexiglas 577

– Kammerverfahren 577Plumban 287Plutonium 370, 372pOH-Wert 138polare Bindung 45, 54Polonium 297, 299

– Gift 301Polyaddition 569, 618Polyamid 585

– Eigenschaften 587Polyamid 6 586Polyamid 6.6

– Anwendung 587 – Synthese 586

Polycaprolacton 482Polydimethylsiloxan 582

– Synthese 583Polyene 406Polyethin 422Polyethoxyether 479Polyethylen

– Anwendung 571 – Brennwert 600 – Eigenschaften 571 – geringer Dichte 570 – Hochdruckverfahren 570

– hoher Dichte 570 – lineares, geringer Dichte 570 – Synthese 557, 570 – Ziegler-

Niederdruckverfahren 570Polyethylenterephthalat 584

– Eigenschaften 584 – Herstellung 584 – Synthese 568 – Verwendung 585

Polyethylenvinylacetat 596Polyine 416Polykondensation 568, 618Polymer 557

– Dispersion 559 – Domänen 560 – faserartige 562 – Meilensteine der Geschichte 555 – physikalische Kennzahlen 607 – Schmelzen 608

Polymerisation – radikalische 566–567, 617 – Verfahren 593, 595

Polymerisationsgrad 558 – Berechnung 618 – Gleichung 569 – Uneinheitlichkeit 559

Polymermasse – Gewichtsmittel 558 – Zahlenmittel 558

Polymermolekül – lineares 560 – räumliches 560 – verzweigtes 560

Polymerradikale 594Polymethylmethacrylat 577

– Eigenschaften 578 – Synthese 578

Polyphosphorsäure 211Polypropylen 572

– ataktisches 572–573 – Eigenschaften 573 – isotaktisches 572 – syndiotaktisches 572–573 – Synthese 572 – Taktizität 572 – Verwendung 573

Polysaccharid 526, 529Polystyrol 556, 575

– Eigenschaften 576 – expandiertes 576, 606 – Synthese 576

Polystyrolperlen 606Polytetrafluorethylen 557, 578

– Eigenschaften 581 – Synthese 580 – Verwendung 581

Polyurethan 569, 588 – Diolkomponenten 590 – Hartschaum 590 – Synthese 589–590 – Weichschaum 590

Polyurethanschaum 590Polyvinylchlorid Siehe auch PVC

– Eigenschaften 574 – Verbrennungsprodukte 601 – Verwendung 574

– Wacker-Suspensionsverfahren 574

Polyvinylchlorid Siehe auch PVC 573

Porphyrie 509Portlandzementklinker 270Praseodym 368Primärenergieverbrauch 439primäres Kohlenstoffatom 401Primärkupfer 351Primärstruktur 520Primärzelle 161Prinzip von Le Chatelier 116Promethium 368Propadien 406Propan 397Propantriol 463Propen 405, 412

– Polymerisation 572Protactinium 370Protease 539Protein 518

– Faltblattstruktur 521 – Funktion 519 – Helixstruktur 520 – Hydrolyse 522 – Primärstruktur 519 – Quartärstruktur 519, 521 – Sekundärstruktur 519–520 – Tertiärstruktur 519, 521

Protium 26, 174Protolysegrad 140Proton 20, 132, 173Protonenakzeptor 133Protonenaustauschmembran

160Protonendonator 133Protonenzahl 21, 33PTFE Siehe

Polytetrafluorethylen 557Puffer 144

– Kapazität 146 – pH-Wert 145

Pufferlösung 144–145Pufferoptimum 146Purinbase 542PVC Siehe auch

Polyvinylchlorid 573PVC-P 574PVC-U 574Pyknometer 76Pyridin 489Pyrit 223Pyrolyse 400

QQuantelung, Elektronenspin 24Quantenzahlen 23quartäre Ammoniumsalze 487quartäres Kohlenstoffatom 401Quartärstruktur 521Quecksilber 359, 364

– Energiesparlampe 365 – Minamata 363 – Relativitätstheorie 361

RRacemat 452Racematspaltung 455Radialgleitlager 364Radikale 401

– Hyperkonjugation 402 – Stabilität 401

Radikalstarter 566radioaktive Strahlung 27Radioaktivität 27

– Abklingkurve 28 – Altersbestimmung 29 – biologische Wirkung 29 – Spontanzerfall 27

Radiokarbonmethode 29Radium 263Radon 247

– Lungenkrebs 247Radonaktivität 247Radontherapie 247Raffinerie 444Raney-Nickel 347Rauch 83Rauchgasentschwefelung 225REA-Gips 225, 268Reaktionsenthalpie 109Reaktionsgeschwindigkeit 120

– Aktivierungsenergie 123 – Konzentration 121 – Temperatur 123 – Zerteilungsgrad 125

Reaktionsgleichung 65Reaktionsordnung 122Reaktorkern 377reale Gase 73Realgar 291Redoxgleichung 153Redoxreaktion 150, 155

– Atombilanz 154 – Gesamtelektronenbilanz 154 – Halbreaktionen 153 – Ladungsbilanz 153 – Stoffgleichung 154

Reduktion 153, 155Reduktionsmittel 155Refraktärmetall 253Reinstnickel 344Reinstoff 81Reißdehnung 607Rektifikation 92

– Füllkörper 93relative Atommasse 58, 171Reppe-Reaktion 419–420Resublimieren 80Retinol 537Retinol Siehe Vitamin A 410Rhenium 326, 330Rhenium(VII)-oxid 329Rheniumtrihalogenid 329Rheologie 77Rhodium 338, 342Ribonucleinsäure 544Ribosomen 544Ringsilicate 284Rinmans Grün 340RNA (Ribonucleinsäure) 544

N–R

630 Stichwortverzeichnis

Robinson-Formel für Benzol 429Roentgenium 350Roheisen 331–332Rohkupfer 351Rohöl 443

– Destillation 444 – Entschwefelung 446 – Reforming 446

Rohrzucker 527Rohsilicium 279, 288Rost 163Röstreaktionsverfahren 280, 351Röstreduktionsverfahren 291Roteisenstein 331Rotkupfererz 351Rübenzucker 527Rubidium 254, 262Rückbindungsmodell 324Ruß 195Ruthenium 331, 334, 337Rutherford-Atommodell 15Rutherfordium 313Rutil 315Rydberg-Konstante 614

SSaccharin 530Saccharose 527SADT-Temperatur 480Salpetersäure 209Salvarsan 295Salz 43, 140Salzsäure 237, 239Samarium 368Sandmeyer-Reaktion 500sanfte Fusion 9Sauerstoff 216

– Alkalimetalloxide 257 – Bindungsordnung 218 – Hyperoxidanion 218 – Molekülorbitaltheorie 217 – organische Verbindung 457 – Oxidanion 218 – Paramagnetismus 218 – Peroxidanion 218 – Singulett 219 – Triplett 218

Säure 132 – Arrhenius-Definition 132 – Brønsted-Definition 133 – chlorige 238 – dithionige 226 – hypochlorige 239 – Lewis-Konzept 134 – Neutralisation 140 – Stärke 139 – thioschweflige 226 – Titration 142, 144 – Wertigkeit 133

Säure-Base-Paare, konjugierte 133Säure-Base-Titration 142Säureamide 492Säurekonstante 138saurer Regen 132Säurestärke, Gruppeneffekt 140Säurezahl 534

Scandium 311–312Scandiumgruppe 311Schachtofen 267Schaum 83Schäumen 606Scheidetrichter 95Schichtsilicat 284Schiefergas 443Schiffsche Basen 472Schlüssel-Schloss-Prinzip 539Schmelzen 80Schmelzflusselektrolyse 256, 264,

274Schmelzpunkt 76, 79, 172Schmierfett 398Schmieröl 398Schmierseife 261schneller Brüter 379Schrägbeziehung 266Schrödinger, Erwin 22Schrödinger-Gleichung 22Schwarzpulver 214Schwefel 216, 222

– Claus-Prozess 224 – Frasch-Verfahren 223 – organische Verbindung 506 – Sauerstoff-Verbindungen 224

Schwefel-Sauerstoff-Säuren 226Schwefelblüte 223Schwefeldioxid 224Schwefelhalogenide 228Schwefelsäure 226–227

– Kontaktverfahren 227Schwefeltrioxid 225Schwefelwasserstoff 229

– biogene Korrosion 229schweflige Säure 226schweres Wasser 178Schwermetall 253Schweröl 395Schwerspat 223Schwerwasserreaktor 178, 379Seaborgium 321Sedimentation 96Seifengold 352sekundäres Kohlenstoffatom 401Sekundärkupfer 351Sekundärstruktur 520Sekundärzelle 161Selen 297, 299

– helicale Struktur 299 – photoelektrischer Halbleiter 300

Selendioxid 299Selenhalogenide 300Selenrubinglas 300Selenwasserstoff 300Seltene Erden 368Seltenerdmetalle 368Sesselkonformation 424, 525Siebanalyse 99Siebdurchgang 100Sieben 99Siedepunkt 74, 76, 79, 172Siedewasserreaktor 379Sigmaorbital 217Silan 287Silber 350, 352

– Schmuckindustrie 357

Silberamalgam 365Silberiodid 241Silicat 283Silicium 278, 288

– monokristallines 279 – polykristallines 280

Siliciumdioxid – amorphes 286 – Bergkristall 279 – Kieselalge 279 – kristallines 286

Siliciumtetrachlorid 287Silicon 581

– Eigenschaften 582Siliconharz 583Siliconkautschuk 583Siliconöl 583Skelettformel 392Skorbut 536SOHIO-Verfahren 496Solarsilicium 288Sommerdiesel 398sp3-Hybridorbital 390Space-Filling-Modell 393Spaltung, heterolytische 152Speiseessig 474Spektrallinie 17Sphalerit 223Spiegelbildisomere 451Spinellstruktur 340Spinquantenzahl 24Spirane 423Spiroverbindung 423Sprengstoff 214Spritzgussverfahren 603–604Sprühtrocknung 596Stäbchenmodell 392Stabilitätsinsel 9Stahl 51, 332, 336

– Legierungsbestandteile 333Stahlbeton 336Standardwasserstoffelektrode 156Stannan 287Stanniolpapier 164Stärke 529

– Abbau 529 – Nachweis 529

Starterbatterie 158Startreaktion 617Stearinsäure 531, 533Steinsalz 261Stellungsisomere 450Stereochemie 449Stereoisomere 449–450Sterlingsilber 357Stern-Gerlach-Versuch 24Stickstoff 201

– flüssiger 202 – Mineraldünger 213 – organische Verbindung 487

Stickstoffdünger 213, 493Stickstoffhalogenide 212Stickstoffoxide 207Stöchiometrie 58Stoffgemisch 81Stoffmenge 59, 62

– Mol 59Stoffmengenanteil 85

Stoffmengenkonzentration 62, 85Strahlung, radioaktive 27

– α-Strahlung 27 – β-Strahlung 28 – γ-Strahlung 187

Streckspannung 607Strontianit 264Strontium 263Strukturformel 63, 392Strukturisomerie 393strukturviskose Flüssigkeit 77Styrodur® 577Styrol, Synthese 575Styroporschaum 575Styropor® 556, 576Sublimation 80, 93

– Gefriertrocknung 94Substanzpolymerisation 593, 595Substratenzyme 539Sulfide, organische 507Sulfolan 511Sulfon 510–511

– Synthese 511Sulfonat 511Sulfonsäure 511Sulfonylchlorid 513Sulfoxid 510–511

– Synthese 511Sulfoxylsäure 226Summenformel 63, 449Sumpfkalk 267Supernova 5superschwerer Wasserstoff 174Supraleiter 320Suspension 83Suspensionspolymerisation 593,

595–596Süßstoff 530Süßwasser 177syndiotaktisches

Polypropylen 572–573Synproportionierung 155Synthesegas 180, 461Syphilis 295System 108

TTafelparaffin 398Tafelsilber 355Taktizität 572Tantal 317Tantalit 317Technetium 326, 330Teer 438Teflon® 557, 579Tellur 297, 299Tellurdioxid 299Tellurwasserstoff 300Tensid 512Terbium 368, 374Terpolymer 560tertiäres Kohlenstoffatom 401Tertiärstruktur 521Tetracarbonylcobalthydrid 341Tetraeder 183Tetraederwinkel 47

Stichwortverzeichnis631

Tetrafluorborsäure 188Tetrafluorethylen

– Synthese 579Tetrahydrofuran 479Thalidomid 453Thallan 277Thallium 273Thalliumhalogenide 276Thamatin 530Thénards Blau 340Thermitschweißen 277thermochromes Verhalten 340Thermodynamik 108Thermoplast 560, 606Thermostabilisator 598THF (Tetrahydrofuran) 479Thiamin 535, 537Thioether 507Thiol 506

– Eigenschaften 508 – Geruch 507 – Oxidation 513 – Reaktionen 507–508 – Synthese 507

Thionin 507Thionylchlorid 513thioschweflige Säure 226Thomson-Atommodell 15Thorium 370Thulium 368Tiefenfiltration 98Titan 313

– Kroll-Prozess 313 – Medizintechnik 316 – Van-Arkel-de-Boer-

Verfahren 314Titancarbid 316Titandioxid 315Titangruppe 313Titanschwamm 314Titantetrachlorid 316Titration 142, 144Titrationskurve 143–144

– Verlauf 618Titrationskurven 618Toluol 432–433Toluoldiisocyanat 497, 588Tonerde 275Torf 194trans-Fettsäuren 534transannulare

Wechselwirkungen 425Transcription 544Translation 545Transurane 9, 368, 370Treibhauseffekt 197Trennverfahren

– mechanisches 96 – thermisches 90

Trevira® 584Trichlormethan Siehe

Chloroform 404Triene 406Triglyceride 476, 531

– Verseifung 534Triine 416

Trimethylamin 488Trinitrotoluol 502Trinkwassergewinnung 101Tripelpunkt 81Tritium 26, 174–175Trockeneis 81Turmalin 183

UÜbergangsmetall 34Übergangsmetallcarbid 199Ultrafiltration 99Umkehrosmose 99, 101

– Trinkwasser 101Umweltkatalysatoren 342Unschärferelation 22Uran 370–371, 380Urandioxid 371Uranhexafluorid 372Urantrioxid 371Uretdion 498Urethan 569Urkilogramm 342Urknall 4Urmeter 342UV-Absorber 598UV-Stabilisator 598

VV2A-Stahl 51V4A-Stahl 325Vakuumdestillation 91Valenzorbitale 37Valenzstrichformel 63, 392Van-Arkel-de-Boer-Verfahren 314Van-der-Waals-Gleichung 73Van-der-Waals-Kräfte 69Vanadinit 317Vanadium 317Verbindung

– bicyclische 423 – chemische Formel 62 – elementare

Zusammensetzung 64 – metallorganische 362

Verbrennungsmotor 446Verbundwerkstoff 601

– physikalische Eigenschaften 601Verchromung 163, 325Verdampfen 80Verhältnisformel 63Verseifungszahl 534Vielfachzucker 529Vinylchlorid 574Viskosität 76Vitalismustheorie 387Vitamin A 410, 537Vitamin B1 535, 537Vitamin B12 341, 537Vitamin C 535Vitamine 535

– fettlösliche 535

– Name 535 – Übersicht 537 – wasserlösliche 535

Volumenanteil 84Volumetrie 142VSEPR-Modell 46

WWachstumsreaktion 617Wacker-Hoechst-Verfahren 467Wade-Regeln 186Wärmeausdehnungs koeffizient 607Wärmeleitfähigkeit 607Wärmestablisator 598Waschmittel 215, 512Wasser

– dipolarer Charakter 177 – Eis 177 – Ionenprodukt 135 – leichtes 178 – Lösemittel 177 – Phasendiagramm 81 – schweres 178 – überschweres 178 – Vorkommen 177

Wasseraufnahme 608Wasserdampfdestillation 91Wassergas-Shift-Reaktion 174Wasserglas 286Wasserhärte 270

– Gesamthärte 270 – permanente 271 – temporäre 270

Wasserstoff 172 – Dampfreformierung 174 – flüssiger 175 – Isotope 26, 173–174 – Kohlevergasung 174 – Spektrallinien 614 – superschwerer 174

Wasserstoffbrückenbindung 69, 177Wasserstoffperoxid 179Wasserstoffspektrum 613Wechselwirkung 68

– zwischenmolekulare 68Wechselzahl 540Weichmacher 599–600

– DINCH 600 – Phthalate 600

Weichparaffin 398Weingeist 459Weißblech 289Weißkalkhydrat 267Weißsche Bezirke 309Williamson-Ethersynthese 477Windsichten 100Winterdiesel 398Wöhler, Friedrich 387Wolfram 321, 325

– Glühfäden 325Wolframcarbid 199, 324Wolframit 321Woodsches Metall 364Würfel 183

XXenon 243, 246Xenonautoleuchte 246Xenonfluoride 244Xylol 432–433

YYellow Cake 371Ytterbium 368Yttererden 368Yttrium 311–312

ZZ/E-Isomerie 409, 450Zellatmung 547Zement 269

– Drehrohrofen 270 – hydraulisches Bindemittel 270 – Kurzschreibweise 270

Zementklinker 269Zementleim 270Zementmörtel 270Zementstein 270Zentralatom 51, 306Zentrifugieren 97Zeolith 285Zerteilungsgrad 125Ziegler-Niederdruckverfahren 570Zink 359, 363

– Korrosionsschutz 363Zink-Kohle-Batterie 158Zinkblende 223, 360Zinkgewinnung

– elektrolytische 360 – trockene 360

Zinkgruppe 359Zinkspat 360Zinn 280, 289Zinngeschrei 281Zinnpest 281Zirconium 313Zirconiumcarbid 316Zirconiumdioxid 316Zug-Elastizitätsmodul 607zwischenmolekulare

Wechselwirkung 68Zylindermodell 392

S–Z