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Chemie für Dummies: Das Lehrbuch

Chemie für Dummies: Das Lehrbuch

Stefanie Ortanderl, Ulf Ritgen

ISBN: 978-3-527-70924-3

Jul 2014

1088 pages

$34.95

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Description

Das Wissen eines Lehrbuchs im Dummies-Format zum günstigen Preis

Chemie kann im Studium ganz schön kompliziert sein, besonders wenn es etwas mehr in die Tiefe geht. Dass man aber auch komplizierte Dinge leicht verständlich und bisweilen amüsant erklären kann, beweist dieses Lehrbuch. Stefanie Ortanderl und Ulf Ritgen erklären die Grundlagen der Chemie und so erfahren Sie, was
Sie über Atommodelle, Bindungstypen und das Periodensystem wissen sollten. Zudem widmen sich die Autoren
Reaktionen, Zustandsformen von Materie und der Stoffchemie, bevor sie ausführlich in Biochemie und Organische Chemie einsteigen. Einführungen in die Analytische, Kern- und Physikalische Chemie und zahlreiche Übungsaufgaben mit Lösungen runden das Buch ab. So ist es Ihr freundlicher Begleiter durch das ganze Studium.
Über den Autor 7

Einführung 29

Törichte Annahmen über den Leser 31

Zu diesem Buch 31

Wie Sie dieses Buch einsetzen 32

Symbole in diesem Buch 33

Was Sie nicht lesen müssen 35

Wie dieses Buch aufgebaut ist 35

Teil I: Ausrüstung für die chemische Expedition 35

Teil II: Atome und Periodensystem – das Brot für den Chemiker 36

Teil III: Chemische Bindungen – oder: Was machen Atome eigentlich

den ganzen Tag? 36

Teil IV: Thermodynamische Grundlagen – was geht überhaupt? 36

Teil V: Zustandsformen der Materie 36

Teil VI: Chemische Reaktionen und alles, was dazugehört 37

Teil VII: Stoffchemie – jetzt wird es konkret 37

Teil VIII: Organische Chemie – Chemie-Lego® für Fortgeschrittene 37

Teil IX: Chemie – die Wissenschaft des Lebens 37

Teil X:… und sie spezialisieren sich doch 38

Teil XI: Der Top-Ten-Teil 38

Glossar 38

Wie es weitergeht 38

Teil I Ausrüstung für die chemische Expedition 39

Kapitel 1 Denken wie die Naturwissenschaftler 41

Von der Beobachtung zur Theorie 41

Je nach Bedarf – Modelle und ihre Grenzen 44

Kapitel 2 Kauderwelsch? – Fachchinesisch gehört dazu 47

Grundgrößen 48

Alles festgeklopft: die SI-Einheiten 49

Normal ist das nicht 50

Was ist denn ein Quadratliter? – In welchen Dimensionen denken wir? 51

Chemiker mögen’s extrem: sehr kleine und sehr große Zahlen 54

Kapitel 3 Erkenntnisse über die Materie 57

Gesetzmäßigkeiten 58

Masse geht nie verloren 59

Die Verhältnisse müssen stimmen 59

Einteilung der Stoffe 60

Reine Stoffe 60

Gemische 61

Die Natur hat ihren eigenen Kopf 62

Kapitel 4 Definitionssachen 65

Hier geht es um ein Atom 65

Wichtige Elementarteilchen für die Chemie 65

Ordnungszahl, Massenzahl 67

Was wiegt ein Atom? 67

Atommasse – absolut, relativ, natürlich 71

Hier geht es um viele Atome 72

Mol 72

Molmasse 74

Mengenangaben 74

Was ist eine empirische Formel? 76

Kapitel 5 Energetische Betrachtungen 77

Was ist überhaupt Energie? 77

Wie viel Energie ist das? 79

Wundersame Verwandlungen 79

Prozesse ohne Stoffveränderung – das ist Physik 81

Phasenumwandlungen 82

Prozesse mit Stoffumwandlung – das ist Chemie 84

Chemiker teilen die Reaktionen ein 87

Kapitel 6 Damit müssen Sie rechnen 89

Dreisatz 89

Potenzen 91

Addition und Subtraktion 91

Multiplikation und Division 91

Logarithmus 92

Achtung: Signifikanz 94

Infinitesimalrechnung 96

Differenzieren 96

Integrieren 99

Nur für Streber: Unlösbares lösbar machen 101

Hier hilft nur die Numerik 101

Was ist eine TAYLOR-Reihe? 103

Teil II Atome und Periodensystem – das Brot für den Chemiker 105

Kapitel 7 Das Atom steht Modell 107

DEMOKRIT 107

DALTON 108

THOMSON 109

LENARD 110

RUTHERFORD 110

BOHR 112

SOMMERFELD 113

SCHRÖDINGER 113

KIMBALL 114

Kapitel 8 Das BOHR’sche Atommodell 115

Moment! Was ist denn überhaupt ein »Quant«? 116

Das klassische Atom 116

BOHR’sche Postulate 119

Das Spektrum des Wasserstoffs 119

Linienspektren und Spektroskopie 123

Kapitel 9 Elektronen beim Wellenreiten 125

Was haben Licht, Wasser und Elektronen gemeinsam? 125

Energiequanten 126

Lichtelektrischer Effekt 127

Beugung von Elektronen 128

Wie groß ist unsere Wellenlänge? 130

Wie ist das mit SCHRÖDINGERs Katze? 133

Seilhüpfen für Elektronen 134

Quantenzahlen 136

Orbitale 138

Kapitel 10 Das Periodensystem der Elemente 145

Die sonderbare Ordnung der Elemente 145

Wer zuerst kommt, besetzt die besten Plätze 147

Bitte hinten anstellen 150

Das kommt dabei heraus 153

Was ist denn hier periodisch? 154

Perioden 154

Gruppen 155

Atomradius 156

Ionisierungsenergie 158

Elektronenaffinität 159

Elektronegativität – Besitzanspruch wird proklamiert 161

Schräge Typen 165

Schmelzpunkte der Metalle 165

Teil III

Chemische Bindungen – oder: Was machen Atome eigentlich den ganzen Tag? 169

Kapitel 11 Ionenbindung – berührungsfreier Zusammenhalt 171

Oktettregel – was wird hier geregelt? 172

Die Bausteine 173

Kationen 173

Anionen 174

Bis hierher und nicht weiter 176

Die Gitterenergie ist entscheidend 177

Was ist hart? 180

Hiermit kann man sogar Eisenbahnschienen schweißen 182

Gitterwelten 182

Lückenfüller 183

Kapitel 12 Kovalente Bindung – hier entstehen Moleküle 191

So viele Formeln! 192

Einfach, aber praktisch – die Lewis-Schreibweise 193

Manchmal zählt der Mittelwert: mesomere Grenzstrukturen 194

Und die Orbitale? – Das VB-Modell macht vieles anschaulich 195

Hybridorbitale – eine notwendige Maßnahme 198

Einfach- und Mehrfach-Bindungen 200

3D-Konstruktionen mithilfe des VSEPR-Modells 204

Warum gibt es überhaupt Moleküle? – Die MO-Theorie weiß die Antwort 210

Die LCAO-Methode 211

Bindende und antibindende Wechselwirkungen 215

Kein Modell kann alles leisten: VB trifft MO 225

Nur für Streber: Symmetrie in der Chemie, Teil 1 – Moleküle 225

Die Symmetrieelemente 226

Was Symmetrieelemente bedeuten 230

Wofür man das alles braucht: Punktgruppen 231

Kapitel 13 Koordinative Bindung – Geschenke werden gerne genommen 237

Einfache Moleküle 237

Hier bekommt man Komplexe 238

Gar nicht so komplizierte Verbindungen mit komplizierten Namen 239

Komplexe Bindungen 242

Alles so schön bunt hier 257

Isomerie 260

Kapitel 14 Harter Tobak – die Metalle 265

Metallische Eigenschaften 265

Kristallstrukturen 268

BRAVAIS-Gitter 273

Elementarzellen 275

Das ist doch (k)eine Lösung! 278

Wie hält das eigentlich zusammen? 278

Elektronengas 278

Bändermodell 280

Metalle im Potentialtopf 285

Nur für Streber: EINSTEIN ist überall 286

Alles relativ 286

Das heizt den Goldpreis an 288

So hart, so weich – ganz besondere Metalle 289

Nicht erwartete Oxidationszahlen 290

Kapitel 15 Intermolekulare Wechselwirkungen – Bedürfnis nach Gesellschaft 293

Kräftevergleich 293

Ion-Dipol-Kräfte 294

Dipol-Dipol-Kräfte 295

VAN-DER-WAALS-Kräfte 298

Teil IV Thermodynamische Grundlagen – was geht überhaupt? 301

Kapitel 16 Die Grammatik der Thermodynamik 303

Thermodynamisches Vokabular 304

Systeme: offen für alles ? 304

Innere Energie (U) 306

Wärme (Q) 307

Arbeit (W) 308

Enthalpie (H) 308

Entropie (S) 309

Die Hauptsätze 316

0. Hauptsatz – der Gleichmacher 316

1. Hauptsatz – es geht nichts verloren 317

2. Hauptsatz – wohin geht das Ganze? 321

3. Hauptsatz – ist am absoluten Nullpunkt alles aufgeräumt? 323

Was treibt die Chemie an? 324

Freie Enthalpie und chemisches Gleichgewicht 329

Nur für Streber: Woher kommt das Massenwirkungsgesetz? 329

Kapitel 17 Hier bekommt man (noch mehr) Zustände 333

Auf den Unterschied kommt es an 333

Wer verursacht einen Zustand? 336

Zustandsdiagramme 337

Eine Komponente 338

Wie viele Phasen sind erlaubt? 340

Zwei Komponenten 340

Drei Komponenten 343

Mehrphasensysteme 344

Teil V Zustandsformen der Materie 347

Kapitel 18 Gase 349

Gase machen Druck 350

BOYLE-MARIOTTE – gut komprimiert 350

GAY-LUSSAC – hier wird’s kalt 351

AVOGADRO – der Teilchenzähler 352

Das ideale Gasgesetz 354

DALTON – wie groß ist der Druck? 354

Die Realität von Gasen 355

Nur für Streber: Gase genauer betrachtet – die kinetische Gastheorie 356

Kapitel 19 Flüssigkeiten 359

Kennungsmerkmale 359

Auf der Flucht 359

Dampfdruck 361

Links und rechts über den Rand geschaut 362

Hier wird’s kritisch 363

Viskosität 364

Oberflächenspannung 366

Kapitel 20 Lösungen 371

Eine Lösung wird gesucht 371

Lösungswärme 374

Die Löslichkeit ist beeinflussbar 376

… durch Temperatur 377

… durch Druck 378

Dies hängt von der Konzentration ab 379

Dampfdruckerniedrigung 380

So wird der Siedepunkt erhöht 381

So wird der Gefrierpunkt erniedrigt 382

Hier geht es einseitig durch die Wand – Osmose 384

Nur für Streber: Immer diese Thermodynamik 385

Siedepunktserhöhung 385

Gefrierpunktserniedrigung 387

Osmotischer Druck 387

Kapitel 21 Feststoffe 389

Sind wir jetzt ordentlich oder nicht? – kristallin oder amorph 389

Gitter für Fortgeschrittene 390

Alles schön symmetrisch? 390

Idealkristalle – ein Denkfehler? 397

Polymorphie – Festkörper-Lego® 400

Nur für Streber: Symmetrie in der Chemie, Teil 2 – im Gitter 403

Teil VI Chemische Reaktionen und alles, was dazugehört 409

Kapitel 22 Stöchiometrie – wie viel reagiert denn da? 411

Warum Reaktionsgleichungen? 412

Oft geht Probieren über Studieren 414

Bilanzierung der Elemente 415

Lohnt sich das überhaupt? 416

Ausbeuteberechnungen 417

Limitierende Faktoren: Hier werden Grenzen gesetzt 418

Kapitel 23 Die Zeit läuft – wie schnell ist eine Reaktion? 421

Was ist überhaupt Reaktionsgeschwindigkeit? 421

Erledigung der Formalitäten – Ordnung muss sein 425

Geht’s nicht schneller? 428

Diese Größen können Sie ändern 428

Wenn Katalysatoren mitmischen 430

Nur für Streber: Reaktionsgeschwindigkeit mit Quantität 432

Wie rechnet man denn so etwas aus? 432

Experimentelle Kinetik 434

Kapitel 24 Ein ewiges Hin und Her – das chemische Gleichgewicht 437

Von wegen Ruhe – hier ist alles dynamisch 437

Der Weg zum Massenwirkungsgesetz 440

Kc oder Kp? 443

Chemie – keine Kämpfernatur: Rückzug garantiert 444

Einfluss der Konzentration 444

Einfluss des Drucks 445

Einfluss der Temperatur 446

Gesättigte Lösungen – das Löslichkeitsprodukt 447

Was ist Löslichkeit? 450

Kapitel 25 Geben und nehmen – Säure/Base-Gleichgewichte 453

Für alles gibt es Konzepte 454

ARRHENIUS 454

BRØNSTED/LOWRY 455

LEWIS 456

Wenn das Wasser sonst nichts zu tun hat 460

Autoprotolyse 460

Ionenprodukt des Wassers 461

Definition des pH-Wertes 462

Lebenslang verheiratet – die Säure/Base-Paare 463

Säurestärke und pKS-Wert 463

pH-Wert-Berechnung 469

So geht es genau 470

»Kleinigkeiten« vernachlässigen wir mal 473

Macht die Neutralisation neutral? 477

pH-Wert-Bestimmung 479

Titrationskurven – alle Facetten 481

Starke Säure/starke Base – starke Base/starke Säure 483

Schwache Säure/starke Base – schwache Base/starke Säure 483

Schwache Säure/schwache Base – ist das sinnvoll? 485

Mehrbasige Säuren 485

Eine Frage der Auftragung 486

Kartoffelpuffer können so etwas nicht 490

Puffergleichung nach HENDERSON-HASSELBALCH 490

Existenzbedrohende Umstände 491

Wie funktioniert eine Pufferlösung? 492

Kapitel 26 Chemie unter Strom – Elektrochemie 497

Auch hier im Doppelpack 498

Nützliche Oxidationszahlen 498

Wie stellt man eine Redox-Gleichung auf? 502

Hat durchaus Potential 505

Die Spannungsreihe 506

Die NERNST’sche Gleichung 511

Was Redox-Paare noch so können 514

Batterien? – kenne ich! 515

Galvanische Elemente 516

Konzentrationszellen 519

Wenn Gewalt im Spiel ist – die Elektrolyse 520

Damit lässt es sich zersetzen 523

FARADAY – nicht nur an den Käfig denken 523

Was ist denn nun eine Batterie? 524

Teil VII Stoffchemie – jetzt wird es konkret 527

Kapitel 27 -id, -it, -at – wie denn nun? 529

Das Kind bekommt einen Namen 529

Spitznamen – gar nicht trivial 533

Kapitel 28 Elemente allein zu Haus 535

Allotropie – Polymorphie für Einzelgänger 535

Kohlenstoff und mehr 535

Es bleibt luftig – Sauerstoff 537

Was der alles kann! – Schwefel 538

Ganz schön ähnlich – Phosphor und Arsen 541

Mit uns spielt ja keiner – oder doch? Die Edelgase 544

Und wenn man mehr Gewalt anwendet? – Verbindungen 545

Kapitel 29 Wenn Salzbildner keine Salze bilden – die Chemie der Halogene 549

Unter ihresgleichen 550

Salzsäure und Co. – die Halogenwasserstoffe HX 552

Sauer mit Sauerstoff 553

Halogenoxide und »Säurevorstufen« 555

Halogene und der Rest des Periodensystems 556

Kapitel 30 Mehr als nur Atemluft: Sauerstoff & Co. 559

Wasserstoffoxide – H2O und darüber hinaus 559

Wenn Sauerstoff mit seinen Geschwistern spielt 561

SO2, SO3 … geht das so weiter? 561

Multitalent Schwefel 562

Der Rest der 6. Hauptgruppe 564

Wenn Stickstoff auf die Chalkogene trifft 566

Ich krieg keine Luft mehr! – Stickoxide und SN-Verbindungen 566

Schwefel und Stickstoff – eine vielseitige Kombination 569

Chalkogene und der Rest der 5. Hauptgruppe 571

Phosphor… 571

… und die anderen: Schwiegermutter-Ex und mehr 573

ortho-, meta- … – wie man es in der Anorganik verwendet 575

Chalkogene und die 4. Hauptgruppe 575

Wenn Salzbildner auf Erzbildner treffen – Chalkogene und Halogene 578

Sie heißen ja nicht umsonst »Erzbildner« 578

Kapitel 31 Ammoniak und mehr – die 5. Hauptgruppe 581

Was der Stickstoff so alles kann! 581

Angefangen hat es mit Ammoniak 582

So anders, obwohl sie in der gleichen Hauptgruppe sind! 589

Das ergänzt sich prima: Stickstoff und Phosphor 591

Von niedermolekular zu hochmolekular – geometrisch betrachtet 591

Kapitel 32 Unfassbar viele Möglichkeiten mit Kohlenstoff & Co. 595

Kohlenstoff und was er kann 595

Kohlenoxide und LE CHATELIER 598

Glas und Computerchips: Silicium 599

Leitend oder nicht leitend – das ist hier die Frage 600

Silicium: wirklich der große Bruder von Kohlenstoff 602

Jetzt ist alles glasklar: SiO2 603

Ein Säureanhydrid … und was daraus werden kann 604

Glas ist nicht gleich Glas 609

Und weiter im Periodensystem: Germanium, Zinn und Blei 612

Kapitel 33 Hier mangelt's gewaltig! – die 3. Hauptgruppe 615

Das hat man davon, wenn’s nicht reicht:

Elektronenmangelverbindungen 615

1. Haste mal’n Elektron, Alter? – Bor als π-Elektronen-Schnorrer 616

2. Man einigt sich gütlich – Addukte 617

3. Was weiß Mr. LEWIS schon? – unbeschreibliche Mehrzentrenbindungen 620

Borane – unendliche Vielfalt 626

Die WADE-Regeln 627

Wenn andere Elemente mitmischen – Heteroborane 629

Zwischen den Welten: das Halbmetall Bor 630

… kann auch wie ein richtiges Metall! 630

Kapitel 34 Metalle in Haupt- und Nebengruppen 633

Welche Ladung darf's denn sein? 633

Immense Vielfalt: Übergangsmetalle 634

Kaum unterscheidbar: Lanthanoide 639

Bündnis für mehr negative Ladungen 641

Im Team: Legierungen – und darüber hinaus 644

Gleich zu gleich gesellt sich gern: Intermetallische Phasen 645

Echte kovalente Metall-Metall-Bindungen? – Cluster 647

Teil VIII Organische Chemie – Chemie-Lego® für Fortgeschrittene 653

Kapitel 35 Aus alt mach neu – aus AC wird OC 655

Vielfalt trotz weniger Bausteine 659

Fangen wir klein an: Methan und was man damit machen kann 659

Nur C und H – und trotzdem so viele Kohlenwasserstoffe 661

Wie heißt denn das? – systematische Nomenklatur 664

Was für zappelige Dinger! 666

Mal anders gesehen – Projektionsmethoden für Konformere 667

Was Sie schon kennen – in neuem Licht betrachtet 668

Das Methyl-Anion 668

Das Methyl-Kation 670

Das Methyl-Radikal 671

Redox in der OC 672

Eigentlich gar nicht so unübersichtlich! 672

Wie schlau sind wir schon? – eine Zwischenbilanz 673

Kapitel 36

Partnertausch in der OC 675

Gar nicht politisch: Freie Radikale 675

Elektronisches Tauziehen 681

Effektvolle Chemie: der Induktive Effekt 682

Bild und Spiegelbild – Stereochemie 684

Das geht ZappZapp! – Das CIP-System 686

Und dann auch noch mehrmals! 689

Partnertausch auf anderem Wege: die Nucleophile Substitution 694

Variante 1: Alle gleichzeitig! 695

Variante 2: Schön eins nach dem anderen 697

Noch ein Wechselspiel der Kräfte – kinetisch vs. thermodynamisch 699

Kapitel 37 Erst die Scheidung, dann die Unzufriedenheit 703

Wenn man sich in der Chemie trennt: die Eliminierung 703

Auf einen Schlag: E2 705

Langsam und bedächtig: E1 707

Der Anfang einer neuen Beziehung 709

Mehr Doppelbindungen = mehr Spielregeln zum Benennen 712

Wenn Doppelbindungen einander bemerken 713

Konjugation führt zu Mesomerie 714

Wohin denn jetzt? – Mesomerie und die 1,2- und 1,4-Addition 716

Jenseits der Doppelbindung 718

Kann sich der Wasserstoff bitte mal entscheiden? 720

Nur für Streber: MO in der OC? 722

Mein Name ist HÜCKEL. Erich HÜCKEL. 722

Kapitel 38 Der Herr der Ringe 729

Wenn der Kohlenstoff unter sich bleibt 729

Es wird spannend 731

Mehr Abwechslung 737

Substitutionsnomenklatur (»a-Nomenklatur«) 737

Das HANTZSCH-WIDMAN-System 737

Wenn sich Mehrfachbindungen häufen 739

Spielregeln müssen sein 741

Partnertausch am Ring 743

Mesomere Effekte 744

Was einmal klappt, klappt auch mehrmals: die Zweitsubstitution 747

Das muss doch auch anders gehen! – Ring-Varianten 748

Mehr als ein einzelner Ring – polycyclische Aromaten 748

Auch andere Atome dürfen mitspielen! 752

Farbigkeit – ein ewiges Geben und Nehmen? 755

Nur für Streber: Herr HÜCKEL! Sie schon wieder? 758

Aromat … 758

… oder nicht Aromat, das ist hier die Frage 762

Kapitel 39

Wenn nicht der Kohlenstoff den Ton angibt 767

Alkohol – der große Bruder des Wassers 767

Mehrwertige Alkohole 768

Was können Alkohole denn nun? 769

Wenn der Alkohol mit der Säure 771

Und weiter in der sechsten Hauptgruppe 773

Lego® mit Ammoniak – Amine 774

Was der Rest der fünften Hauptgruppe so treibt 775

Kapitel 40 Wenn der Kohlenstoff langsam sauer wird 777

Nicht die jetzt auch noch: organische Redoxreaktionen! 777

Empfindliche Burschen & Putzmittel: Aldehyde und Ketone 779

Zu was Nachbarn einen treiben können! – die Aldol-Reaktion 782

Das Vinylogie-Prinzip 786

Jetzt ist er sauer 787

Gleich mehrmals sauer: Oligosäuren 789

Sauer und mehr: Hydroxysäuren und anderes 791

Ganz schön ähnlich: Säurederivate 792

Noch mehr Lego® 796

Nichts hält ewig: β-Ketocarbonsäuren 798

Kapitel 41 Alles gleichzeitig: Pericyclische Reaktionen 801

Erst auf, dann zu: Elektrocyclische Reaktionen 801

Aus zwei mach eins: Cycloadditionen 806

Grob betrachtet … 806

… oder etwas genauer hingeschaut 807

Und wieder zurück: Cycloreversionen 809

Zu wenige Bindungen? Wir ändern den Plan! 809

Und wer kein p-Orbital hat, bleibt draußen? – Sigmatrope Reaktionen 811

Wenn mehr als eine Doppelbindung da ist: 812

Was so ein Wasserstoff alles kann! – die En-Reaktion 813

Kapitel 42 Nur für Streber: Grundlagen der Organischen Synthese 819

Wundersame Stoffumwandlung? 820

Noch einmal: Redox 821

Wenn die Kette länger wird 825

Die Aldol-Reaktion – und darüber hinaus 826

Neu! Jetzt mit Aromaten! 830

Neue Lego®-Steine 833

Ringelreihen mit Heteroatomen 835

Wo soll das alles enden? – Veränderungen 837

Räumlich: Umlagerungen 837

Elektronisch: Umpolungen 839

Rückwärts gedacht: Retro-Synthese 841

Woher weiß man denn, was man machen muss? 842

Kapitel 43 Nur für Streber: Spiel (fast) ohne Grenzen – Metallorganik/Elementorganik 847

Kohlenstoff trifft Metall 847

σ-Donor-Liganden 851

σ-Donor-/π-Akzeptor-Liganden 852

σ/π-Donor-/π-Akzeptor-Liganden 854

Nicht nur graue Theorie – Metallorganik in der Synthese 857

Metall auf Metall – Mehrkernige Komplexe 861

C und der Rest des PSE – wo OC auf AC trifft 863

Formschön: Silicium im Silikon 863

Ach, das geht auch?! – erstaunliche Organoelementchemie 865

Teil IX Chemie – die Wissenschaft des Lebens 867

Kapitel 44 Ach, wie süß! – Traubenzucker und andere Kohlenhydrate 869

Zwei große Familien 869

Zuckersüße Stereochemie 870

Auf und zu, auf und zu … – cyclische Halbacetale 874

Immer diese Unentschlossenheit! – Mutarotation 878

Und was ist mit Fünfringen? – Ketohexosen 879

Redox an Sacchariden 880

Zugleich Carbonylverbindungen und Polyalkohole – Altvertrautes 880

Chemie-Lego® mit größeren Bausteinen … 881

Gleich zu gleich gesellt sich gern – aber Ähnlichkeit tut’s auch 882

… und wenn sie zusammengefügt werden 885

Wofür Zucker alles gut sein können: Cyclodextrine 886

Noch mehr Vielfalt bei den Bausteinen 887

Kapitel 45 Moleküle, die das Leben schreiben – DNA und RNA 891

Ein Schritt nach dem anderen 891

Die Ringe alleine – Nucleinbasen 891

Heterocyclen und Zucker – Nucleoside 892

Zusammen mit Phosphor ein unschlagbares Team: Nucleotide 893

Und jetzt alle zusammen – Nucleinsäuren 893

Der große Bauplan – DNA 894

Die Tonleiter des Lebens: G-A-C-T 894

Was die Natur damit macht 896

Die Transkription: aus DNA mach RNA – oder: Ey Mann, wo ist mein Thymin? 896

Die Translation: von RNA zum Polypeptid 897

Kapitel 46 Sauer und basisch auf Leben und Tod – Aminosäuren 899

Nicht alle Säuren sind einfach nur ätzend! 917

Drei-Buchstaben-Code & Ein-Buchstaben-Code 920

Der isoelektrische Punkt 921

Aminosäuren tun sich zusammen 923

Peptide 923

Der genetische Code – die universelle Sprache? 929

Proteine: Enzyme und mehr 931

Leistungsstark, aber empfindlich 935

Unerwartet einfach – eine ganz neue Nomenklatur 936

Nur für Streber: Die Mutanten kommen! 937

Kapitel 47 Spüli in der Zellmembran? – Lipide 923

So dünn und so wichtig – Lipid-Doppelschichten 924

Waschmittel – molekular betrachtet 924

Gleich drei Dinge auf einmal – Glyceride 927

Ständig in Bewegung: die Zellmembran (ein bisschen Biologie) 930

Kapitel 48

Essen und Ausscheiden, Wachsen und Verwesen – alles ist Chemie 933

Warum atmen wir eigentlich? 933

Wasserstoff-Transfer 933

Kohlenstoff-Zufuhr 935

Der Stoffwechsel – ein bunter Strauß eigentlich einfacher Reaktionen 936

Die Transporter – da, wo die Energie gebraucht wird 937

Was man mit Traubenzucker so alles machen kann 939

Fettabbau und Nutzung 941

Der Citrat-Cyclus 943

Ohne Chemie gäb’s Skorbut: Krankheiten, chemisch betrachtet 946

Mangelerscheinungen und … Meerschweinchen?! 946

Wenn es nicht an den Lego®-Steinen selbst liegt, dann vielleicht an denjenigen, die damit spielen 948

Leichengifte, Leichenstarre – pure Chemie 949

Das gehört zum Leben nun einmal dazu 949

Und wenn es dann vorbei ist 950

Was uns Pflanzen voraus haben – die Photosynthese 953

Wie bitte? – Bioanorganische Chemie?! 954

Was die Chemie dem Pharmazeuten beschert – SAR 954

Gutes aus der Natur… 954

… das man nach Bedarf verändert 955

Teil X …und sie spezialisieren sich doch! 961

Kapitel 49 Woher weiß man das alles? – die Analytik machts möglich 963

Analytische Chemie im Reagenzglas 963

Qualitative Analyse (nasschemisch) 963

Gravimetrie – aus Qualität mach Quantität 964

Maßanalyse – nass und quantitativ 965

Was macht man mit Gemischen? – Wichtige Trennmethoden 967

Feststoff trifft auf Flüssigkeit: Flüssigchromatographie 968

Fest, flüssig, gasförmig – Gaschromatographie 970

Mit schwerem Gerät 971

Wenn’s um den Spin geht 972

Wie anregend! Absorption und Emission 978

Das leuchtet ja von selbst! – Röntgenfluoreszenz 986

Jetzt wird’s ruppig: Noch mehr Energie 988

Moleküle im Fleischwolf: Massenspektrometrie 989

Und das war nur der Anfang: 992

Kapitel 50 Chemiker und Ingenieure halten zusammen – Technische Chemie 993

Synthese im Tonnenmaßstab 995

Temperatur gut kontrolliert? 996

Große Apparate müssen her 998

Grundlage: drei ideale Reaktoren 1000

Der Weg ist das Ziel 1001

Transportunternehmen 1002

Alles fließt 1003

Hier haben Ingenieure das Sagen 1003

Trennung im Gegenstrom 1004

Kapitel 51 An der Grenze von Chemie und Physik – Kernchemie 1007

Kernumwandlungen 1007

Kernreaktionsgleichungen 1007

Wie viele Protonen verträgt ein Kern? 1010

Kein Platz für Technetium 1012

Radioaktivität 1014

α-Strahlung 1014

β-Strahlung 1015

γ-Strahlung 1017

Einheiten der Radioaktivität 1018

Gar nicht so ungewöhnlich 1018

Halbwertszeit 1019

Zerfallsreihen 1021

Künstliche Kernumwandlungen 1022

Kernspaltung 1022

Kernfusion 1025

Teil XI Der Top-Ten-Teil 1027

Kapitel 52 10 Fettnäpfchen, denen Sie möglichst ausweichen sollten 1029

Glossar 1033

Lösungen 1045

Stichwortverzeichnis 1071