Einführung in die moderne Chemie

Dieses Buch will einem Leser, der über hinlängliche Grundkenntnisse der Chemie und Physik verfügt, aber mit der modernen Chemie nicht vertraut ist, einen vielseitigen Einblick in das Wesen moderner Chemie geben. Es entstand aus einer Reihe von Vorlesungen, die ich als Professor der Chemie an der Universität in London mehrere Jahre lang für meine Studenten im ersten Semester gehalten habe. Mit diesen Vorlesungen wollte ich ursprüng­ lich nur dem veralteten Schulunterricht, mit dem diese Studenten zur Unive- sität kamen, entgegenwirken. Doch bald stellten sich noch weitere Vorteile heraus. Einmal gestattete dieser Kurs den Studenten einen Blick aus der Vogelschau auf die moderne Chemie, so daß sie das Gebiet schon als Ganzes kennengelernt hatten, noch bevor sie sich später mit dem Studium der Einzel­ heiten befaßten. Und schließlich war es dadurch möglich, die moderne Orbital­ theorie in anorganische wie organische Chemie von Anfang an einzuflechten und die Reaktivität mit der Vorstellung des Übergangszustandes zu verbinden. Mit diesem Buch hoffe ich Anregungen zu ähnlichen Versuchen zu geben, und ich bin davon überzeugt, daß solche Versuche für Lehrer wie Studenten sehr erfreulich ausfallen werden. Für viele wertvolle Anregungen, kritische Stellungnahmen und Verbesse­ rungen schulde ich meinen Freunden, die mehrere Entwürfe dieses Buches gelesen haben, großen Dank. Besonders möchte ich den Herren R. P. Bell, F. R. S. , Dr. K. B. Hutton, ProfessorD. J. Millen, J. H. StrawsonundR. L. Williamson danken.

1. Beweise für die Atomtheorie.- 1.1. Beweis mit Hilfe des Äquivalenzgesetzes und des Faradayschen Gesetzes der Elektrolyse.- 1.2. Beweis mit Hilfe der Untersuchung radioaktiver Substanzen.- 1.3. Beweis mit Hilfe der Untersuchung von Gasentladungen.- 1.4. Beweis mit Hilfe des Elektronenmikroskopes.- 2. Die Erscheinungsformen der Materie.- 2.1. Kristalline Festkörper.- 2.2. Gase.- 2.3. Flüssigkeiten.- 2.4. Gläser.- 2.5. Flüssige Kristalle.- 2.6. Gummiartige Stoffe.- 3. Atombau. Kernchemie.- 3.1. Allgemeiner Bau der Atome.- 3.2. Zusammensetzung des Kerns.- 3.3. Kernbindungsenergie. Äquivalenz von Masse und Energie.- 3.4. Kernumwandlungen.- 3.5. Radioaktivität.- 4. Grenzen der klassischen Mechanik. Auf- und Abstieg der älteren Quantentheorie.- 4.1. Klassische Behandlung des Wasserstoffatoms.- 4.2. Entdeckung der Quantentheorie.- 4.3. Die Theorie von Bohr und Sommerfeld.- 4.4. Zweifel an der älteren Quantentheorie.- 5. Wellenmechanik.- 5.1. Die Entwicklung der Wellenmechanik.- 5.2. Physikalische Auslegung der Wellenmechanik. Die Unbestimmtheitsrelation und Wellenfunktionen.- 5.3. Einige leicht überschaubare Probleme.- 6. Atomare und molekulare Struktur.- 6.1. Energiezustände im Wasserstoffatom und seine Orbital-Formen.- 6.2. Drehimpuls.- 6.3. Wasserstoffähnliche Ionen.- 6.4. Elektronenspin.- 6.5. Kernspin.- 6.6. Das Heliumatom.- 6.7. Lithium. Das Pauli-Verbot.- 6.8. Die Atome Beryllium bis Neon. Die Hundsche Regel.- 6.9. Die Atome Natrium bis Argon.- 6.10. Das Periodensystem.- 6.11. Ionisierungsenergien und Elektronenaffinitäten.- 6.12. Die kovalente Bindung.- 6.13. Kovalenz bei den Elementen Li-Ne. Anhebung von Elektronen und Hybridisierung.- 6.14. Stereochemie und Hybridisierung.- 6.15. Die semipolare oder koordinative Bindung.- 6.16. Mehrfachbindungen.-6.17. Dipolmomente.- 6.18. Zwischenmolekulare Kräfte. Wasserstoffbrückenbindung.- 6.19. Andere Atome. Inerte Elektronenpaare.- 6.20. Elektronencoangelverbindungen.Die Dreizentrenbindung.- 6.21. Die Struktur des Benzols. Resonanz.- 6.22. Fluoride des Xenons.- 6.23. Metalle.- 6.24. Freie Radikale.- 6.25. Isomerie.- 7. Gleichgewichte. Statistische Mechanik und Thermodynamik.- 7.1. Die statistische Grundlage der Chemie.- 7.2. Das statistische Element beim Gleichgewichtszustand.- 7.3. Intensive und extensive Eigenschaften.- 7.4. Umkehrbare und nicht umkehrbare Naturvorgänge.- 7.5. Grundbegriffe der statistischen Mechanik.- 7.6. Ein einfaches Beispiel.- 7.7. Die Eigenfunktion.- 7.8. Die empirische Annäherung an das Gleichgewicht. Thermodynamik.- 7.9. Entropie.- 7.10. Die Hauptsätze der Wärmelehre.- 7.11. Wärmekraftmaschinen, Wärmepumpen und Perpetuum mobile.- 7.12. Thermodynamisches Gleichgewicht.- 7.13. Chemisches Gleichgewicht.- 8. Geschwindigkeiten chemischer Reaktionen.- 8.1. Das Geschwindigkeitsgesetz.- 8.2. Die Arrheniusgleichung.- 8.3. Reaktionsgeschwindigkeit und Gleichgewichtskonstanten.- 8.4. Monomolekulare Reaktionen.- 8.5. Reaktionen hoher Molekularität.- 8.6. Die Theorie vom Übergangszustand.- 8.7. Reaktionswege.- 8.8. Reaktionstypen.- 8.9. Kettenreaktionen.- 8.10. Vinyl-Polymerisation.- 8.11. Photochemie.- 8.12. Radiochemie.- 8.13. Oberflächenreaktionen und Katalyse.- Anmerkungen des Übersetzers.- Namen- und Sachverzeichnis.