13
Springer-Lehrbuch

Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: [email protected]

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

Springer-Lehrbuch

Page 2: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

Jürgen Schatz (Hrsg.)Robert Tammer (Hrsg.)

Erste Hilfe – Physik und Chemie für Mediziner

Mit 422 farbigen Abbildungen und 79 Tabellen

123

Page 3: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

Dr. rer. nat. Jürgen SchatzLMU MünchenDept. Chemie und BiochemieButenandtstr. 5-13, Haus F 3.08081377 MünchenE-Mail: [email protected]

Dr. rer. nat. Robert TammerInst. f. QuanteninformationsverarbeitungUniversität Ulm/ Büro: N25 / 428Albert-Einstein-Allee 1189069 Ulm E-Mail: [email protected]

ISBN-13 978-3-540-33959-5 Springer Medizin Verlag Heidelberg

Bibliografische Information der Deutschen NationalbibliothekDie Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugs-weiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.

Springer Medizin Verlagspringer.de

© Springer Medizin Verlag Heidelberg 2007

Produkthaftung: Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewähr übernommen werden. Derartige Angaben müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden.

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen.

Planung: Kathrin Nühse, HeidelbergFachlektorat: Dr. Susanne Meinrenken, FreiburgZeichnungen: Alexander Dospil, Greifenberg Reagenzgläser: Heike Görner, UlmProjektmanagement: Rose-Marie Doyon, HeidelbergUmschlaggestaltung & Design: deblik, BerlinSatz: Fotosatz-Service Köhler GmbH, Würzburg

SPIN 11588160

Gedruckt auf säurefreiem Papier 15/2117 – 5 4 3 2 1 0

Page 4: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

V

Vorwort

Herzlichen Glückwunsch, Sie haben einen Studienplatz in der Medizin oder einer vergleichbaren Lebenswis-senschaft bekommen. Ein erster Blick in die Studienordnung, die Stundenpläne etc. führt aber schon zur Ernüchterung, denn da finden sich auch so ungeliebte Fächer wie Physik oder Chemie. Da fällt Ihnen dann wieder ein, dass der letzte Chemieunterricht sehr lange her ist oder dass Sie das Fach Physik eh‘ immer gehasst haben (ist auch in beliebigen anderen Kombinationen denkbar).

So oder so ähnlich stellte sich für uns die Situation bei Gesprächen mit den Studienbeginnern in den ersten Semesterwochen dar. Als nächste Frage kam immer: »Ich will doch Medizin (oder …) studieren – wozu braucht man dafür Physik/Chemie?« Die Antwort ist dann immer relativ leicht: Jeder Mediziner braucht ein gewisses Maß an naturwissenschaftlichem Grundverständnis: denken wir nur an die Funktion unserer Sinne, die Chemie unseres Stoffwechsels inklusive Medikamente, die medizintechnische Ausstattung der Kliniken, aber auch die neuesten medizinischen Forschungsgebiete der Humangenetik. Der (Wieder)Einstieg in die Naturwissenschaften ist aber nichtsdestotrotz in den ersten Semestern für die meisten hart und auch mit einer hohen Hemmschwelle verbunden.

Die neue Approbationsordnung (2002) führte zu einer inhaltlichen Abstimmung aller Fächer der Vor-klinik, um diesen Studienabschnitt zu straffen und effizient zu gestalten. Bei den gemeinsamen Gesprächen an der Universität Ulm, an der beide Herausgeber lehren/lehrten, zeigten sich immer die gleichen Haupt-probleme: die einzelnen Studierenden bringen aus ihrer Schulzeit extrem unterschiedliche naturwissenschaft-liche Kenntnisse mit, die erst auf ein einheitliches Niveau gebracht werden müssen. Nach unserer Erfahrung gibt es ein weiteres Problem: die meist geringen mathematischen Kenntnisse erschweren einen Zugang zu Naturwissenschaften oder machen ihn in einigen Fällen fast unmöglich (Zitat: »Was ist denn ein Logarith-mus?« – da wird es schwer mit dem pH-Wert).

Hier setzt ERSTE HILFE ein, in dem wir einen »Mathe-Basics-Teil« den Naturwissenschaften Chemie und Physik vorangestellt haben. Dieser entstand aus einem von der Physik und Chemie an der Universität Ulm gemeinsam durchgeführten und bewährten Mathematik-Vorkurs. Wohlbemerkt: ERSTE HILFE soll nicht dazu dienen, etablierte Lehrbücher der Chemie und Physik zu ersetzen, sondern den Zugang zu diesen oft als schwierig erachteten Fächern leichter zu machen. Deshalb ist auch hier ein anderes Konzept für ein Lehrbuch beschritten worden:

VON STUDIERENDEN FÜR STUDIERENDE.

Die Autoren der einzelnen Kapitel haben größtenteils bei uns in Ulm die entsprechenden Kurse der Physik und Chemie erfolgreich absolviert und den 1. Abschnitt der ärztlichen Prüfung (Physikum) hinter sich. Aus deren eigenen Erfahrungen – auch bei der Vorbereitung zu den Physikumsprüfungen – entstanden die Schwerpunkte der einzelnen Kapitel. Hier zeigte sich auch, dass Dinge, die wir im Unterricht nur sehr kurz behandeln (»Ist ja trivial«) hier etwas ausführlicher darlegt sind – aber auch der umgekehrte Fall ist zu finden. Anscheinend gibt es hier doch unterschiedliche Betrachtungsweisen. Trotzdem ist der Gegenstandskatalog der Physik wie auch der Chemie abgedeckt, in einer Form, die sich – zumindest für die Autoren – als erfolgreich für alle notwendigen Prüfungen erwies. Absicht ist auch gewesen, die »Sprache der Studierenden« möglichst zu erhalten; dies erforder-te von Herausgeberseite natürlich Zurückhaltung, sollte aber ein etwas kurzweiliges Leseerlebnis garantieren.

Wir hatten als Herausgeber nur die Aufgabe (und auch das Vergnügen), die Vielzahl von Autoren »unter einen Hut« zu bringen, was uns alle Beteiligten aber sehr leicht gemacht haben. Es war für uns erfrischend zu sehen, mit welchem Elan geschrieben, gezeichnet und diskutiert wurde, um dieses Buch möglich zu machen – und das alles neben dem normalen Semesterbetrieb oder sogar Physikumsprüfungsstress. Allen dafür vielen herzlichen Dank!!

Besonderer Dank auch an das Verlagsteam, namentlich Frau Doyon und Frau Nühse, die nicht nur die Autorinnen und Autoren zusammenhalten, sondern dazu auch noch zwei Herausgeber lenken mussten. Eben-so sei Frau Meinrenken vom Fachlektorat gedankt, für ihre Anmerkungen, Verbesserungen und Nachfragen.

Zum Schluss wünschen wir den Leserinnen und Lesern eine schöne und erfolgreiche Zeit mit ERSTE HILFE – Chemie und Physik. Naturwissenschaften können – auch in Medizin und Lebenswissenschaften – Spaß machen!

München/Ulm, August 2007 Jürgen Schatz/Robert Tammer

Page 5: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

VII

Die Herausgeber

Jürgen Schatz, 1966

Semester: ca. 42 ;-)

Hobbys: Familie, Lesen, Trompete

Lieblingsfach: Organische Chemie

Berufsziel: Na ja, bin ganz zufrieden

Warum ich Herausgeber bin: Wenn es einigen hilft, durchs Studium zu kommen, hat es sich rentiert!

Robert Tammer, 1958

Hobbys: Familie – 3 Kinder (13,15,17) und deren Hobbys, selber spiele ich Tennis und bin Sportkegler

Lieblingsfach: Experimentelle Physik, Speziell alles was mit Optik zu tun hat

Berufsziel: Meistens genau das was ich mir vorgestellt habe

Warum ich Herausgeber bin: Physik von Medizinern für Mediziner – könnte manchem Medizinstudenten den Zugang zur Physik in der Medizin erleichtern!

Page 6: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

VIII

Die Autoren

Susanne Albrecht, 1986

Semester: 4. Semester

Hobbys: Briefe/Emails schreiben; Telefonieren; Sommer, Sonne, Strand

Lieblingsfach: Anatomie

Berufsziel/Fachrichtung: Ärztin?!?! Bezüglich Fachrichtung noch keine genaue Vorstellung

Warum ich Autor bin: ... war eigentlich eher Zufall. Mir gefiel aber die Idee, ein Grundlagenbuch Physik/Chemie von Studierenden für Studierende zu schreiben.

Karin Charlotte Baur, 1984

Semester: 8. Semester, Zahnmedizin

Hobbys: Taekwon Do, spielen (Karten, Billard, Gesellschaftsspiele…), Heimwerken

Lieblingsfach: alle praktischen Kurse

Berufsziel/Fachrichtung: Zahnärztin

Warum ich Autor bin: So eine Gelegenheit kann man sich nicht entgehen lassen!

Birgit Beyrle, 1984

Semester: 6. Semester

Hobbys: Geschichte, Gitarre, Reisen, Sprachen, basteln, Gymnastik uvm.

Lieblingsfach: Anatomie, Chemie

Berufsziel/Fachrichtung: Wahrscheinlich Richtung Gynäkologie

Warum ich Autor bin: Geistesblitz

Stefanie Bohn, 1984

Semester: 6. Semester

Hobbys: Lesen, Schwimmen, Musik, Philosophie

Lieblingsfach: Medizinethik, Pharmakologie

Berufsziel/Fachrichtung: Unsere Hauptaufgabe ist nicht, zu sehen, was in vager Ferne liegt, sondern nur das zu tun, was das Nächstliegende ist (Thomas Carlyle)

Warum ich Autor bin: Um für die ersten Schritte im Medizinstudium zu motivieren und zu begeistern.

Dominik Buckert, 1983

Semester: 6. Semester

Hobbys: Gitarre, Fahrrad, natürlich Billard …

Lieblingsfach: Bis jetzt? Physiologie

Berufsziel/Fachrichtung: Noch nicht ganz sicher. Wahrscheinlich Chirurgie (Allgemeine)

Warum ich Autor bin: Werde ja sonst auch immer gefragt, wenn’s um’s Fachliche geht.

Page 7: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

IX

Annekathrin Drensek, 1985

Semester: 6. Semester

Hobbys: Orgel spielen, Lesen

Lieblingsfach: Pharmakologie

Berufsziel/Fachrichtung: Pädiatrie

Warum ich Autor bin: Denn sie wissen nicht, was sie tun!Hat mich einfach interessiert!

Heike Görner, 1983

Semester: 8. Semester

Hobbys: Tanzen, Singen, Sport, Lesen, Yoga

Lieblingsfach: Pädiatrie/ Innere, Chemie

Berufsziel/Fachrichtung: Allgemeinarzt

Warum ich Autor bin: Ich will dadurch bei anderen die Begeisterung für das Fach Chemie wecken, welches mich selbst seit vielen Jahren fasziniert. Mein Kapitel ermöglichte mir Sprache und Chemie miteinander zu verbinden.Vielen Dank an meinen Freund und an meine Familie, die mich immer in allem unterstützen!

Verena Gruber, 1984

Semester: 6. Semester

Hobbies: Sport, Freunde, Lesen, Fotografieren

Lieblingsfach: Mich interessieren viele Fächer. Kein herausragendes Lieblingsfach.

Berufsziel/Fachrichtung: Fachlich und menschlich gut ausgebildete Medizinerin; Fachrichtung noch offen

Warum ich Autor bin: Motivation an einem Buch mitzuwirken

Ann-Kathrin Hartmann, 1985

Semester: 6. Semester

Hobbys: Lesen, Fernsehen, Reden

Lieblingsfach: Englisch

Berufsziel/Fachrichtung: Noch in Planung. Aktueller Favorit: Landarzt (Allgemeinmedizin)

Warum ich Autor bin: Ich schreibe gern und probier gern neue Sachen aus. Außerdem hab ich mir gedacht, dass die Mitarbeit an diesem Buch Spaß machen könnte.

Theresa Fels, 1985

Semester: 4. Semester

Hobbys: Tanzen (lateinamerikanische und Standardtänze), Schwimmen, Bergsteigen, Kino

Lieblingsfach: in der Schule: Mathematik, in der Uni: Physiologie

Berufsziel/Fachrichtung: Ärztin (evtl. Chirurgie)

Warum ich Autorin bin: Von den naturwissenschaftlichen Fächern hat mich Physik am meisten interes-siert. Daher hatte ich Physik in der Schule von der 8. bis 13. Klasse, was mir im Physikpraktikum an der Uni sehr geholfen hat.

Die Autoren

Page 8: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

X

Maria Heuberger, 1984

Semester: 4. Semester

Hobbys: Basketball, Klavier, Jonglieren, Lesen, Reisen, Musik

Lieblingsfach: Physiologie und Psychologie

Berufsziel/Fachrichtung: Neurologie

Warum ich Autor bin: weil man nie genug Erfahrung sammeln kann

Ricarda Krebs, 1984

Semester: 8. Semester

Hobbys: Mit Freunden treffen, Lesen, Wandern, Reisen

Lieblingsfach: Chirurgie, Orthopädie, Biochemie

Berufsziel/Fachrichtung: Auf jeden Fall ein operatives Fach – wenn auch noch nicht ganz genau fest-steht, wo es mich letztendlich hin verschlägt.

Warum ich Autor bin: Das Studium hat mir gezeigt, dass ein Fach wie (Bio-)Chemie richtig inte-ressant sein kann. Der letzte Schritt, die Berührungsangst mit diesem Fach zu verlieren, bestand darin, sich als Autorin an diesem Buch zu beteiligen. Gewidmet Herrn Dr. med. Klaus Rosskopf, der in mir die Freude an der Medizin geweckt hat.

Anne McDougall, 1984

Semester: 6. Semester

Hobbys: Tanzen, Lesen, Volleyball

Lieblingsfach: Englisch, Pharmakologie

Berufsziel/Fachrichtung: Momentaner Favorit: Anästhesie, ändert sich aber des öfteren

Warum ich Autor bin: Proflilierungssucht! Nein, fand einfach das Projekt interessant.

Stefanie Nina Rankl, 1983

Semester: 8. Semester

Hobbys: Pferde und Reiten, Handball, Snowboarden, Kino, Bücher und Freunde treffen

Lieblingsfach: Biochemie, Pädiatrie

Berufsziel/Fachrichtung: Pädiatrie

Warum ich Autor bin: Ich empfand es als eine Herausforderung mal der »Schreiberling« zu sein.

Ich möchte mich bei meiner Mama bedanken, die mich in allem so sehr unter-stützt und immer für mich da ist!

Simon Sachs, 1984

Semester: 4. Semester, Studium von Volkswirtschaftslehre und Europäischem Recht an der Universität Würzburg

Hobbys: Debattierclub, Politik, Fußball

Lieblingsfach: Finanzwissenschaft

Berufsziel/Fachrichtung: noch offen

Warum ich Autor bin: Physik ist ein faszinierendes Fach und ich hoffe durch meinen Beitrag auch anderen die Liebe dazu vermitteln zu können.

Die Autoren

Page 9: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

XI

Lisa Schiefele, 1984

Semester: 8. Semester

Hobbys: Sport (Ballsportarten, Klettern, Schwimmen, …), Lesen, Spielen, Reisen …

Lieblingsfach: Pädiatrie, Neurologie

Berufsziel/Fachrichtung: Vielleicht Neuropädiatrie

Warum ich Autor bin: Weil ich gefragt wurde, ob ich mitschreiben möchte und noch weiß, wie es war Chemie und Physik zu lernen...

Malte Schirrmann, 1984

Semester: 6. Semester

Hobbys: Segeln, Klettern, Gleitschirmfliegen, Tanzen, Snowboarden

Lieblingsfach: Noch keines…

Berufsziel/Fachrichtung: Praktizierender Arzt/Forschung?

Warum ich Autor bin: Eher Zufall, auf Nachfrage von Dr. Schatz in der Vorlesung habe ich Interesse entwickelt und bin dran geblieben. War aber auch in der Schulzeit schon von Chemie fasziniert.

Dominik Schneidawind, 1985

Semester: 6. Semester

Hobbys: Judo, Snowboarden, Schwimmen, Lesen

Lieblingsfach: Histologie, Pathologie

Berufsziel/Fachrichtung: Kein operatives Fach

Warum ich Autor bin: Zum einen such ich die Herausforderung, zum anderen brauch ich die Kohle.

Katharina Trenkle, 1983

Semester: 6. Semester

Hobbys: Bergsteigen, Segeln, Skifahren, Klavier, …

Lieblingsfach: Bis jetzt Anatomie, gerade Pharmakologie

Berufsziel/Fachrichtung: Orthopädie/Unfallchirurgie

Warum ich Autor bin: Interesse

Philipp Wagner, 1980

Semester: im PJ

Hobbys: Reisen, Skifahren, Squash

Lieblingsfach: Physik, Anatomie & Chirurgie

Berufsziel/Fachrichtung: »irgendwas zum Schnippeln«

Warum ich Autor bin: weil ich als Student oft genug selbst unter grottenschlechten und praxisfernen Büchern gelitten habe!

Die Autoren

Page 10: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

Erste Hilfe – Chemie und Physik für Mediziner

Autorenname

Schlüsselbegriffe sind fett hervor-gehoben

Grundlagen Grundlegendes verpasst? Kapitel 1 + 2 hilft weiter

Abbildungen Bilder sagen mehr als 1000 Worte

Wie jetzt? Mit einer Frage zu Beginn wird ins Thema eingestiegen

Inhaltliche Struktur:klare Gliederung durch alle Kapitel

Tabelle: klare Übersicht der wichtigsten Fakten

Lernziele:Was bringt mir das Kapitel? Die wichtigen Begriffe

Leitsystem:Schnelle Orientierung über die Kapitel und Anhang

Page 11: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

Navigation Wo bin ich? Seitenzahl und Kapitelnummer für die schnelle Orientierung?

Hätten Sie’s gewusst? Interessantes für zwi-schendurch

Marginalie: Wichtiges wird in der Randspalte wiederholt

kurz & knapp: die Kernpunkte aus dem Kapitel zur Wiederholung

Übungsaufgaben und Lösungen: Kapitel verstanden? Die Aufgaben zeigen es

Alles klar? Die Antwort auf die Frage zu Beginn: Chemie + Physik ist doch nicht so trocken, oder?

Roter Text: gleich abspeichern

Page 12: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

XV

Inhaltsverzeichnis

I Grundlagen

1 Mathematische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1 Gleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Anne McDougall1.2 Vektoren und Skalare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Philipp Wagner1.3 Trigonometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Ann-Kathrin Hartmann1.4 Potenzen und Potenzfunktionen . . . . . . . . . . . . . 19 Annekathrin Drensek1.5 Einfache Differenziale und Integrale . . . . . . . . . . . 27 Anne McDougall1.6 Messen und Messunsicherheiten – Statistik . . . . . . 32 Ann-Kathrin Hartmann1.7 Graphische Darstellung von Zusammenhängen . . . 39 Philipp Wagner

2 Naturwissenschaftliche Grundlagen . . . . . . . . . 47

2.1 SI-Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Annekathrin Drensek2.2 Atombau, Bohrsches Atommodell . . . . . . . . . . . . 53 Annekathrin Drensek2.3 Stoffe & Co. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Ann-Kathrin Hartmann2.4 Masse, Stoffmenge, Dichte und Konzentration . . . . . 61 Philipp Wagner2.5 Stöchiometrisches Rechnen . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Anne McDougall

II Physik

3 Mechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.1 Physik der starren Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Lisa Schiefele3.2 Verformbare Körper (Blutkreislauf ) . . . . . . . . . . . . 104 Stefanie Bohn3.3 Mechanische Schwingungen und Wellen . . . . . . . . 128

Simon Sachs

4 Wärmelehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

4.1 Die Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154Maria Heuberger

4.2 Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Maria Heuberger

4.3 Der Gaszustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164Maria Heuberger

4.4 Transportphänomene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Theresa Fels

4.5 Stoffgemische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Theresa Fels

5 Elektrizitätslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

5.1 Elektrische Ladung und elektrisches Feld . . . . . . . . 194 Stefanie Rankl5.2 Spannung und elektrisches Potenzial . . . . . . . . . . 201 Stefanie Rankl5.3 Einfache Stromkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Stefanie Rankl5.4 Magnetismus, Induktion und elektromagnetische

Welle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Philipp Wagner5.5 Wechselspannung, Wechselstrom,

Biologische Wirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Philipp Wagner5.6 Elektrizitätsleitung – Leitungsmechanismen . . . . . . 232 Philipp Wagner

6 Optik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

6.1 Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Susanne Albrecht6.2 Geometrische Optik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Susanne Albrecht6.3 Wellenoptik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Susanne Albrecht6.4 Optische Instrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

7 Ionisierende Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

7.1 Radioaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 Dominik Schneidawind7.2 Röntgenstrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Dominik Schneidawind7.3 Wirkung ionisierender Strahlung . . . . . . . . . . . . . 300 Dominik Schneidawind

Page 13: Springer-Lehrbuch978-3-540-49777-6/1.pdf · Dr. rer. nat. Jürgen Schatz LMU München Dept. Chemie und Biochemie Butenandtstr. 5-13, Haus F 3.080 81377 München E-Mail: med@jschatz.de

XVI

III Chemie

8 Allgemeine Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

8.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 Jürgen Schatz8.2 Chemische Bindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 Lisa Schiefele8.3 Das chemische Gleichgewicht . . . . . . . . . . . . . . . 336 Katharina Trenkle8.4 Oxidation – Reduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Birgit Beyrle8.5 Chemische Reaktionsenergetik und -kinetik . . . . . . 366 Karin Baur

9 Anorganische Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

Verena Gruber9.1 Das Periodensystem (PSE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3869.2 Exemplarische Abhandlung der Chemie

wichtiger Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391

10 Organische Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

10.1 Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Stefanie Bohn10.2 Verbindungen mit Heteroatomen . . . . . . . . . . . . . 418

Dominik Buckert10.3 Grundlegende Reaktionstypen und -mechanismen

der organischen Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 Stefanie Rankl

10.4 Einführung in die Naturstoffe: Kohlenhydrate, Fette und Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457

Ricarda Krebs

11 Komplexchemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

Malte Schirrmann11.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48611.2 Genereller Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48611.3 Struktur und Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48711.4 Chelatkomplexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48911.5 Stabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49111.6 Isomerie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49311.7 Bindungstheorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

12 Nomenklatur in der Chemie . . . . . . . . . . . . . . . 499

Heike Görner12.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50012.2 Anorganische Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50112.3 Funktionelle Gruppen und Ausnahmen . . . . . . . . . 50412.4 Organische Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50512.5 Komplexnomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510

Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513

A1 Formelsammlung und wichtige Tabellen . . . . . . . . 514A2 Quellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529A3 Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531

Inhaltsverzeichnis