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E-Book

Riedel Moderne Anorganische Chemie

AutorChristoph Janiak, Dietrich Gudat, Hans-Jürgen Meyer, Ralf Alsfasser
VerlagWalter de Gruyter GmbH & Co.KG
Erscheinungsjahr2012
Seitenanzahl927 Seiten
ISBN9783110249019
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis69,95 EUR

The standard work on modern inorganic chemistry for students in chemistry master programs, this book presents well-founded information on the different areas of inorganic chemistry in a unique way. It includes a large number of exercises with solutions accessible online.



Erwin Riedel, Technische Universität Berlin (em.); Hans-Jürgen Meyer, Eberhard-Karls-Universität Tübingen; Christoph Janiak, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf; Dietrich Gudat, Universität Stuttgart; Ralf Alsfasser, Freiburg, Deutschland.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur 4. Auflage6
Inhalt8
1 Anorganische Molekülchemie14
1.1 Methodische Grundlagen15
1.1.1 Arbeitstechniken15
1.1.2 Charakterisierungsmethoden18
1.1.3 Grundlagen quantenchemischer Methoden22
1.2 Gmrundlegende Aspekte von Struktur und Reaktivität29
1.2.1 Elementare Trends – Die Sonderstellung der Elemente der 2. Periode29
1.2.2 Geometrische Struktur von Molekülen33
1.2.3 Intermolekulare Wechselwirkungen und Reaktivität34
1.2.4 Mehrzentrenbindungen39
1.2.5 Reaktionsmechanismen48
1.2.6 Kinetische Stabilisierung50
1.3 Molekülgerüste: Ketten, Ringe, Polycyclen, Käfige55
1.3.1 Molekulare Silikate und Silikatanaloga56
1.3.2 Element-Modifikationen: Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel64
1.3.3 Aktivierung von Element-Element-Bindungen und Gerüstumwandlungen77
1.3.4 Gerüststrukturen aus Gruppe-14 Elementen: Oligo- und Polysilane86
1.4 Subvalente Verbindungen93
1.4.1 Carbenanaloga94
1.4.2 Borylene110
1.4.3 Radikale113
1.5 Mehrfachbindungssysteme118
1.5.1 Klassische und Nichtklassische isolierte Doppelbindungen118
1.5.2 Dreifachbindungen122
1.5.3 Konjugierte und aromatische p-Systeme125
1.6 Elektronenreiche Verbindungen130
1.6.1 Edelgasverbindungen131
1.6.2 Ylide137
1.7 Clusterverbindungen mit Elektronenmangel144
1.7.1 Deltaedrische Polyborane144
1.7.2 Heteroborane151
1.8 Moderne Aspekte von Säure-Base- und Wasserstoffchemie154
1.8.1 Supersäuren154
1.8.2 Lewissäure/base-Komplexe164
1.8.3 Frustrierte Lewis-Paare und H2-Aktivierung173
2 Festkörperchemie184
Einleitung184
2.1 Festkörperreaktionen186
2.1.1 Reaktionsbehälter187
2.1.2 Fest-Fest-Reaktionen188
2.1.3 Reaktionen in Schmelzen190
2.1.4 Chemische Transportreaktionen192
2.1.5 Reaktionen bei „tiefen“ Temperaturen195
2.1.6 Modifizierung von Feststoffen197
2.1.7 Reaktionen bei hohen Drücken199
2.2 Kristallstrukturen204
2.2.1 Dichteste Packungen von Atomen204
2.2.2 Lückenbesetzungen in dichtest gepackten Strukturen206
2.2.3 Beschreibung wichtiger Strukturtypen207
2.2.4 Vorhersagen von Kristallstrukturen214
2.3 Nanochemie215
2.3.1 Der Schmelzpunkt von Nanoteilchen216
2.3.2 Die elektrische Leitfähigkeit von Nanoteilchen217
2.3.3 Der Magnetismus von Nanoteilchen218
2.3.4 Die optischen Eigenschaften von Nanoteilchen219
2.3.5 Oberflächenchemie und Katalyse219
2.3.6 Synthesen von Nanoteilchen220
2.3.7 Gesundheitliche Risiken von Nanoteilchen221
2.4 Kristalldefekte221
2.4.1 Rotationen222
2.4.2 Versetzungen222
2.4.3 Punktdefekte nach Schottky und Frenkel223
2.4.4 Farbzentren223
2.4.5 Platztausch von Atomen (Ordnungs-Unordnungs-Vorgänge)224
2.4.6 Fehlordnung über Leerstellen226
2.4.7 Nicht stöchiometrische Phasen228
2.4.8 Dotierung und feste Lösungen228
2.4.9 Scherstrukturen230
2.5 Elektrochemische Zellen232
2.5.1 Messung von Sauerstoff-Partialdrücken232
2.5.2 Brennstoffzellen233
2.5.3 Batterien233
2.5.4 Wiederaufladbare Lithiumbatterien235
2.5.5 Die Nickel-Metallhydrid-Batterie238
2.6 Elektronische Strukturen fester Stoffe239
2.6.1 Die lineare Anordnung von Wasserstoffatomen240
2.6.2 Die Peierls-Verzerrung einer linearen Anordnung von H-Atomen243
2.6.3 Bandstrukturen in drei Dimensionen – Brillouin-Zonen245
2.6.4 Beispiele für Bandstrukturen246
2.6.5 Metall–Metall-Bindungen254
2.6.6 Peierls-Verzerrung und Ladungsdichtewelle (CDW)255
2.7 Magnetische Eigenschaften von Feststoffen256
2.7.1 Diamagnetismus258
2.7.2 Paramagnetismus258
2.7.3 Kooperative Eigenschaften263
2.7.4 Ferromagnetische Ordnung264
2.7.5 Magnetische Kopplungsmechanismen265
2.7.6 Antiferromagnetische Ordnung266
2.7.7 Paramagnetismus der Leitungselektronen (Pauli-Paramagnetismus)266
2.8 Der metallische Zustand267
2.8.1 Metalle267
2.8.2 Intermetallische Systeme269
2.8.3 Legierungen270
2.8.4 Intermetallische Verbindungen mit Formgedächtnis270
2.8.5 Hume-Rothery-Phasen271
2.8.6 Laves-Phasen273
2.8.7 Zintl-Phasen274
2.9 Verbindungen der Metalle281
2.9.1 Metallhydride281
2.9.2 Metallboride289
2.9.3 Metallcarbide295
2.9.4 Metallnitride303
2.9.5 Metalloxide309
2.9.6 Metallsulfide348
2.9.7 Metallfluoride360
2.9.8 Metallchloride, -bromide und -iodide367
2.9.9 Halogenide der Seltenerdmetalle383
2.10 Keramische Materialien390
2.10.1 Herstellung von Hochleistungskeramiken390
2.10.2 Cermets und Komposite391
2.10.3 Einteilung keramischer Materialien392
3 Komplex-/Koordinationschemie406
3.1 Einleitung406
3.2 Geschichte407
3.3 Nomenklatur von Komplexverbindungen409
3.4 Ligandenklassen413
3.5 Oxidationszahl und Valenzelektronenzahl des Metallatoms in Komplexverbindungen417
3.6 Gesamtelektronenzahl in Komplexen418
3.7 Koordinationszahl und -polyeder von Komplexverbindungen420
3.8 Isomerie bei Komplexverbindungen428
3.9 Die Bindung in Komplexen und ihre Effekte435
3.9.1 Valenzbindungstheorie (VB-Theorie)435
3.9.2 Kristallfeldtheorie (CF-Theorie)437
3.9.3 Stereochemische und thermodynamische Effekte der Kristallfeldaufspaltung445
3.9.4 Kristallfeldaufspaltung – UV/Vis-Spektroskopie451
3.9.5 Kristallfeldtheorie – Defizite des Modells454
3.9.6 Kristallfeldtheorie – Mehrelektronennäherung455
3.9.7 Ligandenfeldtheorie470
3.9.8 Molekülorbitaltheorie (MO-Theorie)478
3.10 Stabilität von Metallkomplexen488
3.10.1 Thermodynamische und kinetische Stabilität488
3.10.2 Stabilitätskonstanten und Komplexbildungsgleichgewichte490
3.10.3 Stabilitätstrends494
3.10.4 Der Chelateffekt – Grundlagen499
3.10.5 Der Chelateffekt – Anwendungen503
3.11 Reaktivität von Metallkomplexen, Kinetik und Mechanismen513
3.11.1 Substitutionsreaktionen513
3.11.2 Redoxreaktionen – Elektronentransfer zwischen Komplexen522
3.11.3 Ligandenreaktionen in der Koordinationssphäre von Metallatomen533
3.12 Disauerstoff-Metallkomplexe537
3.13 Distickstoff-Metallkomplexe547
3.14 Cyano-Metallkomplexe553
3.15 Metall-Metall-Bindungen und Metallcluster559
3.16 Medizinische Anwendungen von Metallkomplexen566
3.17 Koordinationspolymere, MOFs570
3.18 Lumineszenz bei Metallkomplexen577
3.19 Methoden zur Untersuchung von Metallkomplexen583
3.20 Anhang592
3.20.1 Molkülsymmetrie und Gruppentheorie592
3.20.2 Systematische Ermittlung von Russel-Saunders-Termen598
4 Organometallchemie604
4.1 Einleitung und Metall-Kohlenstoff-Bindung604
4.2 Hauptgruppenmetall- und -elementorganyle608
4.2.1 Alkalimetallorganyle608
4.2.2 Erdalkalimetallorganyle613
4.2.3 Organlye der 13. Gruppe: B, Al615
4.2.4 Organyle der 14. Gruppe: Si, Sn und Pb622
4.2.5 Elementorganyle 15. Gruppe: Phosphor634
4.2.6 Fluktuierende Hauptgruppenmetalloranyle642
4.2.7 Hauptgruppenmetall-p-Komplexe644
4.2.8 Subvalente Hauptgruppen-s-Organyle und Element-Element-Bindungen651
4.2.9 Kation-Aren-p-Wechselwirkungen656
4.3 Übergangsmetallorganyle658
4.3.1 Carbonylkomplexe658
4.3.2 Carben-(Alkyliden-)Komplexe697
4.3.3 Carbin-(Alkylidin-)Komplexe708
4.3.4 Übergangsmetall-p-Komplexe711
4.3.5 Agostische Wechselwirkungen735
4.3.6 Elementarreaktionen mit Metallorganylen737
4.3.7 Metallorganische Verbindungen der Lanthanoide746
4.4 Katalyse748
4.4.1 Homogenkatalytische Verfahren748
4.4.2 Heterogenkatalytische Verfahren780
5 Bioanorganische Chemie798
5.1 Einleitung798
5.2 Transport und Speicherung von Metallionen799
5.2.1 Ionenkanäle, Ionenpumpen, Ionophore799
5.2.2 Funktionelle Metallionen: Eisen und Kupfer803
5.3 Kalium, Natrium und Calcium: Signalübertragung und biologische Struktur814
5.3.1 Überlegungen zur Steuerung von biologischen Prozessen814
5.3.2 Grundlagen der Nervenleitung815
5.3.3 Kaliumkanäle817
5.3.4 Calciumionen als intrazelluläre Signalübermittler819
5.4 Zink: Lewis-saure Katalyse und strukturgebende Funktion821
5.4.1 Allgemeiner Überblick821
5.4.2 Strukturgebende Wirkung von Zink821
5.4.3 Zink in Enzymen823
5.5 Wichtige bioanorganische Kupfer- und Eisenkomplexe830
5.5.1 Allgemeiner Überblick830
5.5.2 Kupferproteine830
5.5.3 Eisenproteine833
5.6 Elektronentransferketten839
5.6.1 Allgemeiner Überblick839
5.6.2 Photosynthese und Atmungskette840
5.6.3 Grundlagen des Elektronentransfers in Proteinen846
5.7 Transport und Aktivierung von Sauerstoff853
5.7.1 Sauerstofftransportproteine853
5.7.2 Enzymatische Katalyse von Reaktionen mit Sauerstoff855
5.7.3 Cytochrom P-450858
5.7.4 Protocatechuat-3,4-Dioxygenase (3,4-PCD)860
5.7.5 Tyrosinase862
5.7.6 Kupfer-Zink-Superoxiddismutase (SOD)863
5.8 Vitamin und Cofaktor B12864
5.8.1 Historisches und biologische Bedeutung864
5.8.2 Allgemeine Strukturmerkmale865
5.8.3 Reaktivität von Cobalaminen867
5.9 Biologische und medizinische Anwendungen von Metallkomplexen869
5.9.1 Hintergrund869
5.9.2 Nickelchelatchromatographie870
5.9.3 Elektrochemische Hybridisierungssensoren871
5.9.4 Radiopharmazeutika872
5.9.5 Carbonylmetallimmunoassays (CMIA)878
Übungsaufgaben882
Biographische Daten der Autoren902
Sachregister904

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