1 Allgemeine Grundlagen und chemische Bindung 3
1.1 Die Einteilung der Materie 3
1.1.1 Elemente, Verbindungen und Stoffe 3
1.2 Der Atombau 7
1.2.1 Die atomaren Dimensionen 7
1.2.2 Die Avogadro-Zahl und die Stoffmenge 7
1.2.3 Die Atombausteine 7
1.2.4D ie moderne Elementdefinition 8
1.2.5 Die Radioisotope 9
1.3 Die Elektronenhülle 11
1.3.1 Vorbemerkung 12
1.3.2 Das Bohr'sche Atommodell 12
1.3.3 Das wellenmechanische Atommodell 12
1.4 Das Periodensystem der Elemente
(PSE) 16
1.4.1 Die Einteilung im Periodensystem 16
1.4.2 Die Periodizität der Eigenschaften 16
1.4.3 Kurzinformationen zu wichtigen Gruppen mit ihren Elementen 17
1.5 Die chemische Bindung 23
1.5.1 Der Überblick 23
1.5.2 Die Oktettregel 23
1.5.3 Die metallische Bindung 23
1.5.4Di e Ionenbindung 23
1.5.5 Die kovalente Bindung (= Atombindung) 26
1.5.6 Die koordinative Bindung 31
1.5.7 Die Wasserstoffbrückenbindungen 31
1.5.8 Die Van-der-Waals-Wechselwirkungen 32
1.5.9 Die hydrophoben Wechselwirkungen 32
1.5.10 Zusammenfassung 32

2 Chemische Reaktionen und chemisches Gleichgewicht 37
2.1 Die Stöchiometrie chemischer
Reaktionen 37
2.1.1 Der Überblick 37
2.1.2 Die grundlegenden Gesetze für
chemische Reaktionen 37
2.1.3 Die chemische Gleichung 37
2.1.4D ie Gehalts- und Konzentrationsgrößen 39
2.2 Die Thermodynamik chemischer
Reaktionen 40
2.2.1 Der Überblick 40
2.2.2 Abgeschlossene, geschlossene und
offene Systeme 41
2.2.3 Die innere Energie und die Enthalpie 41
2.2.4De r freiwillige Ablauf von Reaktionen 43
2.2.5 Das thermodynamische Gleichgewicht 44
2.3 Die Kinetik chemischer Reaktionen 48
2.3.1 Der Überblick 48
2.3.2 Die Reaktionsgeschwindigkeit 48
2.3.3 Die Katalyse 51
2.4 Die Lösungen und Elektrolyte 54
2.4.1 Der Überblick 54
2.4.2 Die Einteilung der Elektrolyte 54
2.4.3 Die Löslichkeit und das
Löslichkeitsprodukt 55
2.5 Die Säuren und Basen 57
2.5.1 Der Überblick 57
2.5.2 Die Einführung 57
2.5.3 Der pH-Wert 57
2.5.4Die Säure-Base-Theorie von Brønsted 58
2.5.5 Die Säure-Base-Theorie von Lewis 59
2.5.6 Die Autoprotolyse des Wassers 59
2.5.7 Die Säuren- und Basenstärke 59
2.5.8 Die Neutralisation 61
2.5.9 Die Messung des pH-Wertes 62
2.5.10 Die Säure-Base-Titrationen 62
2.5.11 Die Puffer 64
2.6 Die Komplexbildung 66
2.6.1 Der Überblick 66
2.6.2 Die Nomenklatur 67
2.6.3 Die Gleichgewichtskonstante von Komplexbildungsreaktionen 67
2.7 Die Oxidation und die Reduktion 69
2.7.1 Der Überblick 69
2.7.2 Die Theorie von Oxidation und Reduktion 69
2.7.3 Die quantitative Beschreibung von Redoxvorgängen 72
2.8 Die heterogenen Gleichgewichte 77
2.8.1 Der Überblick 77
2.8.2 Die Einteilung 77
2.8.3 Die Löslichkeit eines Feststoffes 78
2.8.4Die Verteilung einer Substanz zwischen zwei Flüssigkeiten 78
2.8.5 Die Löslichkeit eines Gases in einer
Flüssigkeit 79
2.8.6 Die Adsorption 79
2.8.7 Gleichgewichte an Membranen 80

3 Grundlagen der organischen Chemie 87
3.1 Die Bindungsverhältnisse am
Kohlenstoffatom 87
3.1.1 Der Überblick 87
3.1.2 Die Eigenschaften des Elements
Kohlenstoff 87
3.1.3 Das Hybridisierungsmodell 87
3.1.4D as Modell der s- und der π-Bindung 88
3.1.5 Die konjugierten Doppelbindungen 90
3.2 Die Einteilung und die Nomenklatur
organischer Verbindungen 92
3.2.1 Der Überblick 92
3.2.2 Die Klassifizierung organischer
Verbindungen 93
3.2.3 Die Strukturdarstellung 93
3.2.4Die Nomenklatur 97
3.3 Die Stereochemie organischer
Verbindungen 100
3.3.1 Der Überblick 100
3.3.2 Die Isomerie 100
3.3.3 Die Konstitutionsisomerie 100
3.3.4Die Stereoisomerie 101
3.4 Die Strukturaufklärung organischer
Verbindungen 112
3.4.1 Die Reindarstellung einer Substanz 112
3.4.2 Die Charakterisierung der reinen Substanz 114
3.5 Die Reaktionstypen organischer
Verbindungen 116
3.5.1 Die Systematisierung organischchemischer
Reaktionen 116
3.5.2 Die Reaktionstypen 118

4 Stoffklassen der organischen Chemie 125
4.1 Die Kohlenwasserstoffe 125
4.1.1 Der Überblick 125
4.1.2 Die gesättigten Kohlenwasserstoffe 125
4.1.3 Die ungesättigten Kohlenwasserstoffe 127
4.1.4 Die aromatischen Kohlenwasserstoffe (Arene) 130
4.1.5 Die Halogenkohlenwasserstoffe 131
4.2 Die Alkohole, die Phenole und
die Ether 132
4.2.1 Der Überblick 132
4.2.2 Die Alkohole 132
4.2.3 Die Phenole 136
4.2.4 Die Ether 137
4.3 Die Thiole und die Thioether 138
4.3.1 Der Überblick 138
4.3.2 Die Thiole 138
4.3.3 Die Thioether 140
4.4 Die Amine 141
4.4.1 Die Einteilung 141
4.4.2 Die physikalischen Eigenschaften 141
4.4.3 Die chemischen Reaktionen 141
4.5 Die Aldehyde und die Ketone 144
4.5.1 Der Überblick 144
4.5.2 Die Einteilung 144
4.5.3 Die physikalischen Eigenschaften 144
4.5.4 Die chemischen Reaktionen 144
4.6 Die Carbonsäuren und deren
Derivate 150
4.6.1 Der Überblick 150
4.6.2 Die Eigenschaften der Carbonsäuren 150
4.6.3 Die Carbonsäurederivate 154
4.7 Die Heterocyclen 158
4.7.1 Der Überblick 158
4.7.2 Die Einteilung 158
4.7.3 Die 5-Ring-Heterocyclen 158
4.7.4 Die 6-Ring-Heterocyclen 159
4.7.5 Die mehrkernigen Heterocyclen 160
5 Chemie wichtiger
Naturstoffklassen 165
5.1 Die Aminosäuren, die Peptide und
die Proteine 165
5.1.1 Der Überblick 165
5.1.2 Die Aminosäuren 165
5.1.3 Die Peptide 169
5.1.4Die Proteine 170
5.2 Die Kohlenhydrate 174
5.2.1 Der Überblick 174
5.2.2 Die Klassifizierung 174
5.2.3 Die Monosaccharide 174
5.2.4Die Disaccharide 181
5.2.5 Die Oligosaccharide 182
5.2.6 Die Polysaccharide 183
5.3 Die Lipide 185
5.3.1 Der Überblick 185
5.3.2 Die Klassifizierung 186
5.3.3 Die Fettsäuren und Fette 186
5.3.4Die Wachse 188
5.3.5 Die Phospholipide und die Sphingolipide188
5.3.6 Die Isoprenoide 190
5.4 Die Nukleinsäuren 192
5.4.1 Der Überblick 192
5.4.2 Der Aufbau der Nukleinsäuren 192
5.4.3 DNA und RNA 194
6 Anhang 199
6.1 Lösungen 199
6.2 Wichtige Zahlen und Formeln 203
6.2.1 Angabe von Zahlenwerten als
Zehnerpotenzen 203
6.2.2 Einheiten und ihre Vielfachen 203
6.2.3 Naturkonstanten und Basisgrößen 204
6.2.4Be ispiele für abgeleitete SI-Einheiten 204
6.2.5 Rechnen mit Potenzen und
Logarithmen 205
6.2.6 Säure- und Basenkonstanten 206
6.3 Geschichte im Überblick 207
Quellenverzeichnis 217
Sachverzeichnis 218