Über die Autoren 7
Einleitung 19
Über dieses Buch 19
Konventionen in diesem Buch 20
Törichte Annahmen über den Leser 20
Wie dieses Buch aufgebaut ist 20
Teil I: Mit Zahlen, Atomen und Elementen anbandeln 20
Teil II: Verbindungen aufbauen und erneuern 21
Teil III: Veränderungen auf energetischer Ebene betrachten 21
Teil IV: Ladung wechsle dich 21
Teil V: Jetzt wird's organisch 21
Teil VI: Der Top-Ten-Teil 22
Symbole in diesem Buch 22
Wie es ab hier weitergeht 23
Teil I Mit Zahlen, Atomen und Elementen anbandeln 25
Kapitel 1 Wissenschaftlich mit Zahlen umgehen 27
Exponentielle und wissenschaftliche Schreibweise zur Interpretation chemischer Messungen anwenden 27
Multiplizieren und Dividieren in der wissenschaftlichen Schreibweise 29
Addieren und Subtrahieren mithilfe der exponentiellen Schreibweise 31
Zwischen Genauigkeit und Präzision unterscheiden 32
Präzision mit signifikanten Stellen ausdrücken 34
Mit signifikanten Stellen rechnen 36
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Wissenschaftlich rechnen 38
Kapitel 2 Einheiten benutzen und umrechnen 43
Machen Sie sich mit Grundeinheiten und den Vorsilben des metrischen Systems vertraut 43
Abgeleitete Einheiten aus Grundeinheiten bilden 45
Der mit den Einheiten tanzt: Der Dreisatz 46
Lassen Sie sich von den Einheiten leiten 50
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Einheiten 52
Kapitel 3 Materie in Atome und Aggregatzustände einteilen 55
Atome aus subatomaren Teilchen zusammensetzen 55
J. J. Thomson: Nichts als Rosinen im Kopf 57
Ernest Rutherford: Der Goldschütze 57
Niels Bohr: Der nach den Sternen greift 58
Chemische Symbole entziffern: Ordnungs- und Massenzahlen 59
Isotope mithilfe von Massenzahlen erklären 62
Sich zwischen den Aggregatzuständen von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen bewegen 65
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Atome und Aggregatzustände 68
Kapitel 4 Das Periodensystem der Elemente durchstreifen 71
Perioden und Gruppen im Periodensystem ausfindig machen 71
Chemische Eigenschaften anhand von Perioden und Gruppen des Periodensystems ableiten 75
Wie Valenzelektronen durch die Bildung von Ionen zu Stabilität verhelfen 77
Elektronen auf ihre Plätze verweisen: Elektronenkonfigurationen 78
Die Energiemenge (oder das Licht) messen, die ein angeregtes Elektron emittiert 82
Lösungen zu den Aufgaben rund um das Periodensystem der Elemente 83
Teil II Verindungen aufbauen und erneuern 87
Kapitel 5 Bindungen eingehen 89
Ladungspaarung bei Ionenbindungen 90
Elektronen durch kovalente Bindungen teilen 92
Molekülorbitale besetzen und überlappen 97
Tauziehen mit Elektronen: Polarität 100
Moleküle formen: VSEPR-Theorie und Hybridisierung 103
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Bindungen 107
Kapitel 6 Verbindungen benennen 113
Viele Wege führen nach Rom: Ionische Verbindungen benennen 113
Wenn nur diese verflixten mehratomigen Ionen nicht wären! 116
Molekularen Verbindungen Spitznamen verpassen 118
Licht am Ende des Tunnels: Ein vereinfachtes Schema zur Benennung von Verbindungen 120
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Verbindungen benennen 124
Kapitel 7 Das mächtige Mol beherrschen 129
Teilchen zählen: Das Mol 129
Masse und Volumen auf Mol beziehen 131
Ehre, wem Ehre gebührt: Prozentuale Zusammensetzung 135
Von der prozentualen Zusammensetzung zu empirischen Formeln 137
Von empirischen Formeln zu Summenformeln 139
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Mol 140
Kapitel 8 Chemische Gleichungen in den Griff bekommen 147
Chemie in Gleichungen und Symbolen 147
Gleiches mit Gleichem vergelten: Chemische Reaktionen ausgleichen 149
Reaktionen erkennen und Produkte vorhersagen 152
Synthese 153
Zersetzung 153
Einfache Substitution 153
Metathese 155
Verbrennung 155
Gaffen verboten: Netto-Ionengleichungen 157
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema chemische Gleichungen 159
Kapitel 9 So funktioniert Stöchiometrie 163
Mol/Mol-Umrechnungsfaktoren in ausbilanzierten Gleichungen nutzen 163
Das Mol am Schopf packen: Teilchen, Volumina und Massen umrechnen 166
Den Reaktanten Grenzen setzen 169
Die Küken nach dem Schlüpfen zählen: Prozentuale Ausbeute berechnen 173
Lösungen zu den stöchiometrischen Aufgaben 174
Teil III Veränderungen auf energetischer Ebene betrachten 185
Kapitel 10 Aggregatzustände in Verbindung mit Energie sehen 187
Materiezustände mit der kinetischen Theorie erklären 187
Den nächsten Zug machen: Phasenübergänge und Phasendiagramme 189
Unterschiede zwischen festen Aggregatzuständen wahrnehmen 192
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Phasenänderungen 194
Kapitel 11 Gasgesetzen gehorchen 197
Den Nebel lichten: Verdunstung und Dampfdruck 198
Mit Druck und Volumen spielen: Das Boyle'sche Gesetz 200
Mit Volumen und Temperatur herumspielen: Gesetz von Charles und absoluter Nullpunkt 201
Und jetzt alle zusammen: Das kombinierte und das ideale Gasgesetz 203
Daltons Gesetz der Partialdrücke ins Spiel bringen 205
Ausbreiten und Verteilen mit Grahams Gesetz 206
Lösungen zu den Aufgaben rund um Gasgesetze 208
Kapitel 12 Sich in Lösung begeben 211
Verschiedene Kräfte bei der Löslichkeit wirken sehen 211
Löslichkeit mithilfe der Temperatur verändern 214
Sich auf Molarität und Prozentangaben konzentrieren 216
Konzentrationen durch die Herstellung von Verdünnungen ändern 219
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Lösungen 221
Kapitel 13 Mal heiss, mal kalt: Kolligative Eigenschaften 225
Teilchen portionieren: Molalität und Stoffmengenanteile 225
Vorsicht Verbrennungsgefahr: Siedepunkte erhöhen und berechnen 228
Wie tief können Sie gehen? Gefrierpunkte berechnen und erniedrigen 230
Molekülmassen anhand von Siede- und Gefrierpunkten bestimmen 232
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema kolligative Eigenschaften 234
Kapitel 14 Geschwindigkeit und Gleichgewicht erforschen 239
Reaktionsgeschwindigkeiten messen 239
Geschwindigkeitsbeeinflussende Faktoren entdecken 244
Gleichgewichte messen 246
Die Gleichgewichtskonstante 247
Freie Enthalpie 248
Störfaktoren des Gleichgewichts kennen lernen 250
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Geschwindigkeit und Gleichgewicht 253
Kapitel 15 Aufwärmtraining für die Thermodynamik 257
Die Grundlagen der Thermodynamik 257
Wärme aufnehmen: Wärmekapazität und Kalorimetrie 260
Wärme absorbieren und abgeben: Endotherme und exotherme Reaktionen 262
Wärme mit dem Hess'schen Gesetz addieren 264
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Thermodynamik 267
Teil IV Ladung, wechsle dich! 271
Kapitel 16 Der Lackmustest für Säuren und Basen 273
Drei komplementäre Methoden zur Definierung von Säuren und Basen 273
Methode 1: Arrhenius hält sich an die Grundlagen 273
Methode 2: Brønsted-Lowry kümmern sich um Basen ohne Hydroxidionen 274
Methode 3: Lewis verlässt sich auf Elektronenpaare 276
Azidität und Basizität messen: pH, pOH und KW 278
Stärke durch Dissoziation bestimmen: KS und KB 280
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Säuren und Basen 283
Kapitel 17 Neutralität mit Äquivalenten, Titration und Puffern erreichen 287
Äquivalente und Normalität untersuchen 288
Molarität mithilfe von Titration bestimmen 290
Den pH-Wert mit Puffern einstellen 293
Salzlöslichkeit messen: KL 296
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema neutralisierende Äquivalente 297
Kapitel 18 Elektronen in Redoxreaktionen nachweisen 301
Elektronen anhand von Oxidationszahlen verfolgen 301
Redoxreaktionen unter sauren Bedingungen ausbilanzieren 304
Redoxreaktionen unter alkalischen Bedingungen ausgleichen 306
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Elektronen in Redoxreaktionen 309
Kapitel 19 In der Elektrochemie auf Draht sein 315
Anoden und Kathoden unterscheiden 315
Elektromotorische Kräfte und Standardreduktionspotenziale berechnen 319
Strömungen in der Chemie: Elektrolysezellen 323
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Elektrochemie 325
Kapitel 20 Chemie mit Atomkernen 329
Kerne können auf mehrere Arten zerfallen 329
Alphazerfall 329
Betazerfall 330
Gammazerfall 330
Zerfallsgeschwindigkeiten messen: Halbwertszeiten 332
Kerne verschmelzen und aufbrechen: Fusion und Spaltung 333
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Kernchemie 335
Teil V Jetzt wird's organisch 337
Kapitel 21 Ketten aus Kohlenstoff 339
In einer Reihe: Kohlenstoffe zu kettenförmigen Alkanen verbinden 339
Die Fühler ausstrecken: Verzweigte Alkane durch Substitution bilden 343
Unersättlich: Alkene und Alkine 346
Einmal im Kreis: Ringförmige Kohlenstoffketten 349
Zyklische aliphatische Kohlenwasserstoffe einkreisen 350
An aromatischen Kohlenwasserstoffen schnüffeln 350
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Kohlenstoffketten 352
Kapitel 22 Isomere in Stereo sehen 357
Platzanweisen mit geometrischen Isomeren 358
Alkene: Scharf auf cis-trans-Konfigurationen 358
Nichtoffenkettige Alkane: Eine Ringbindung herstellen 359
Alkine: Kein Platz für Stereoisomere 360
Spieglein, Spieglein an der Wand: Enantiomere und Diastereomere 361
Chiralität begreifen 361
Enantiomere und Diastereomere in Fischer-Projektionen darstellen 362
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Stereoisomere 367
Kapitel 23 Durch die bunte Welt der funktionellen Gruppen schlendern 371
Die Bühne der chemischen Akteure betreten 371
Alkohole: Beherbergen eine Hydroxylgruppe 373
Ether: Von Sauerstoff eingenommen 373
Carbonsäuren: -COOH bildet das Schlusslicht 374
Carbonsäureester: Bevorzugen zwei Kohlenstoffketten 374
Aldehyde: Klammern sich an ein Sauerstoffatom 375
Ketone: Einsame Sauerstoffatome pirschen sich in die Mitte 376
Halogenkohlenwasserstoffe: Hallo, Halogen! 376
Amine: Mit Stickstoff auf Du und Du 377
Reaktion durch Substitution und Addition 379
Wie die Chemie in der Biologie funktioniert 380
Kohlenhydrate: Kohlenstoff trifft Wasser 381
Proteine: Bestehen aus Aminosäuren 382
Nucleinsäuren: Das Rückgrat des Lebens 383
Lösungen zu den Aufgaben rund ums Thema Funktionelle Gruppen 386
Teil VI Der Top-Ten-Teil 389
Kapitel 24 Zehn Formeln, die Sie sich ins Gehirn brennen lassen sollten 391
Das kombinierte Gasgesetz 391
Daltons Gesetz der Partialdrücke 392
Die Verdünnungsgleichung 392
Geschwindigkeitsgesetze 392
Die Gleichgewichtskonstante 393
Änderung der Freien Enthalpie 393
Kalorimetrie bei konstantem Druck 394
Das Hess'sche Gesetz 394
pH, pOH und KW 395
KS und KB 395
Kapitel 25 Zehn nervige Ausnahmen von den chemischen Regeln 397
Wasserstoff ist kein Alkalimetall 397
Die Oktettregel trifft nicht immer zu 397
Einige Elektronenkonfigurationen ignorieren die Orbitalregeln 398
Vom ständigen Geben und Nehmen von Elektronen
in koordinativen kovalenten Bindungen 399
Alle Hybridorbitale entstehen auf die gleiche Art und Weise 400
Seien Sie vorsichtig bei der Benennung von Verbindungen mit Übergangsmetallen 400
Sie dürfen mehratomige Ionen nicht vergessen 401
Wasser ist dichter als Eis 402
Es gibt keine idealen Gase 402
Bekannte Namen für organische Verbindungen erinnern an alte Zeiten 403
Stichwortverzeichnis 405
