|
Kurzlehrbuch Physikalische Chemie
Dritte Auflage
mit 600 Übungen
Peter W. Atkins
John Wiley & Sons
EAN: 9783527304332 (ISBN: 3-527-30433-9)
859 Seiten, kartoniert, 18 x 25cm, Oktober, 2001
EUR 52,90 alle Angaben ohne Gewähr
|
|
Umschlagtext
Wer glaubt, dass die physikalische Chemie schwer zu verstehen ist, hat vielleicht nur noch nicht mit dem richtigen Lehrbuch gelernt. Komplizierte Sachverhalte einfach und anschaulich darzustellen, ist eine der herausragenden Qualitäten jedes Lehrbuchs von Peter Atkins - so auch von diesem!
Der komplette Prüfungsstoff auf Vordiplom- bzw. Bachelor-Niveau ist enthalten, die unverzichtbaren Formeln sind dabei leserfreundlich vom Haupttext abgesetzt. Zahlreiche Beispiele, Übungsaufgaben und Tests fördern das aktive Lernen und ermöglichen zu jedem Zeitpunkt eine exzellente Lernkontrolle. Darüber hinaus bieten Ergänzungen des Lernstoffs Bezüge zum täglichen Leben. So kann man die physikalisch-chemischen Konzepte anhand konkreter Anwendungen sehr leich nachvollziehen.
Das ideale Buch für das Chemie-Vordiplom, für Lehramtsstudenten, Physiker, Biologen, Pharmazeuten und alle anderen Studenten mit Chemie als Nebenfach.
Rezension
Dieses Buch lässt sich gut lesen, ist verständlich geschrieben und macht Zusammenhänge deutlich. Es werden nur die wichtigsten Formeln vorgestellt (also nicht hergeleitet) und anhand dieser Proportionalitäten und Abhängigkeiten verdeutlicht. Es wird also die oft abschreckende Mathematik auf ein Minimum reduziert.
Auch helfen einem die vielen Übungen nachzuvollziehen, ob man das gelesene nun wirklich verstanden hat.
Dieses Buch ist für Lehramtsstudierende sowie andere "Nebenfächler" wirklich empfehlenswert, da es einen im Gegensatz zum "großen" Atkins nicht mit seinem Umfang erschlägt und den Inhalt auf das Wesentliche konzentriert.
Jacqueline Weinheimer, lehrerbibliothek.de
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Vorwort zur dritten deutschen Auflage
0 Einführung
0.1 Die Aggregatzustände
0.2 Der physikalische Zustand
0.3 Der Druck
0.4 Die Temperatur
0.5 Die Stoffmenge
Aufgaben
1 Die Eigenschaften der Gase
Zustandsgleichungen
1.1 Die Zustandsgieichung des idealen Gases
Exkurs 1.1 Die Gasgesetze und das Wetter
1.2 Anwendungen der Zustandsgleichung des idealen Gases
1.3 Mischungen von Gasen: Der Partialdruck
Die kinetische Gastheorie
1.4 Der Druck eines Gases
1.5 Die mittlere Geschwindigkeit der Gasmoleküle
1.6 Die Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung
1.7 Diffusion und Effusion
1.8 Intermolekulare Stöße
Exkurs 1.2 Die Sonne als Ball aus idealem Gas
Reale Gase
1.9 Intermolekulare Wechselwirkungen
1.10 Die kritische Temperatur
1.11 Der Kompressionsfaktor
1.12 Die Virialgleichung
1.13 Die van-der-Waals-Gleichung
1.14 Die Verflüssigung von Gasen
Aufgaben
2 Thermodynamik: der Erste Hauptsatz
Die Erhaltung der Energie
2.1 System und Umgebung
2.2 Arbeit und Wärme
2.3 Die Messung von Arbeit
2.4 Die Messung von Wärme
Innere Energie und Enthalpie
2.5 Die Innere Energie
2.6 Die Enthalpie
2.7 Die Temperaturabhängigkeit der Enthalpie
Aufgaben
3 Thermochemie
Physikalische Umwandlungen
3.1 Die Enthalpie von Phasenübergängen
3.2 Atomare und molekulare Prozesse
Chemische Reaktionen
3.3 Enthalpieänderungen bei Standardbedingungen
Exkurs 3.1 Nahrung und Energiereserven
3.4 Die Kombination von Reaktionsenthalpien
3.5 Standardbildungsenthalpien
3.6 Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsenthalpie
Aufgaben
4 Thermodynamik: der Zweite Hauptsatz
Die Entropie
4.1 Die Richtung spontaner Prozesse
4.2 Die Entropie und der Zweite Hauptsatz
4.3 Entropieänderungen für einige typische Prozesse
4.4 Entropieänderungen in der Umgebung
4.5 Absolute Entropien und der Dritte Hauptsatz der Thermodynamik
4.6 Die Standardreaktionsentropie
4.7 Die Spontaneität chemischer Reaktionen
Die Freie Enthalpie
Exkurs 4.1 Der hydrophobe Effekt
4.8 Die Beschränkung auf das System
4.9 Eigenschaften der Freien Enthalpie
Aufgaben
5 Phasengleichgewichte reiner Substanzen
Die Thermodynamik von Phasenübergängen
5.1 Die Stabilitätsbedingung
5.2 Die Druckabhängigkeit der Freien Enthalpie
5.3 Die Temperaturabhängigkeit der Freien Enthalpie
Phasendiagramme
5.4 Phasengrenzlinien
5.5 Der Verlauf von Phasengrenzlinien
5.6 Charakteristische Punkte im Phasendiagramm
5.7 Die Phasenregel
5.8 Phasendiagramme ausgewählter Substanzen
Aufgaben
6 Die Eigenschaften von Mischungen
Die thermodynamische Beschreibung von Mischungen
6.1 Konzentrationsmaße
6.2 Partielle molare Größen
6.3 Spontane Mischungsprozesse
6.4 Ideale Lösungen
6.5 Ideal verdünnte Lösungen
Exkurs 6.1 Die Löslichkeit von Gasen und die Atmung
6.6 Reale Lösungen: Aktivitäten
Kolligative Eigenschaften
6.7 Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung
6.8 Osmose
Exkurs 6.2 Dialyse und der Aufbau von Proteinen
Phasendiagramme von Mischungen
6.9 Mischungen flüchtiger Flüssigkeiten
6.10 Flüssig/Flüssig-Phasendiagramme
6.11 Flüssig/Fest-Phasendiagramme
6.12 Ultrareinheit und kontrollierte Verunreinigung
Aufgaben
7 Die Grundlagen des chemischen Gleichgewichts
Thermodynamische Grundlagen
7.1 Die Freie Reaktionsenthalpie
7.2 Die Abhängigkeit der Freien Reaktionsenthalpie von der Zusammensetzung
7.3 Reaktionen im Gleichgewichtszustand
7.4 Die Freie Standardreaktionsenthalpie
7.5 Gekoppelte Reaktionen
Exkurs 7.1 Anaerober und aerober Stoffwechsel
7.6 Die Zusammensetzung im Gleichgewicht
Exkurs 7.2 Myoglobin und Hämoglobin
Der Einfluss äußerer Bedingungen auf das Gleichgewicht
7.7 Die Gegenwart eines Katalysators
7.8 Der Einfluss der Temperatur
7.9 Der Einfluss des Drucks
Aufgaben
8 Das Chemische Gleichgewicht
Säure-Base-Gleichgewichte
8.1 Die Bransted-Lowry-Theorie
8.2 Protonierung und Deprotonierung
8.3 Mehrwertige Säuren
8.4 Amphotere Systeme
Wässrige Salzlösungen
8.5 Säure-Base-Titrationen
8.6 Puffer
8.7 Indikatoren
Lösungsgleichgewichte
8.8 Das Löslichkeitsprodukt
8.9 Der Einfluss gemeinsamer Ionen auf die Löslichkeit
Aufgaben
9 Elektrochemie
Die Wanderung von Ionen
9.1 Die Leitfähigkeit
9.2 Die Ionenbeweglichkeit
Elektrochemische Zellen
9.3 Halbreaktionen und Elektroden
9.4 Reaktionen an Elektroden
9.5 Zelltypen
Exkurs 9.1 Aktionspotenziale
9.6 Die Zellreaktion
9.7 Das Zellpotenzial
9.8 Zellen im Gleichgewicht
Exkurs 9.2 Die chemiosmotische Theorie
9.9 Standardpotenziale
9.10 Die pH-Abhängigkeit des Potenzials
9.11 Die Bestimmung des pH-Werts
Anwendungen von Standardpotenzialen
Exkurs 9.3 Cytochrom-Kaskaden
9.12 Die elektrochemische Reihe
9.13 Die Bestimmung von thermodynamischen Funktionen
Aufgaben
10 Chemische Kinetik
Empirische chemische Kinetik
10.1 Experimentelle Methoden
10.2 Anwendung der Methoden
Exkurs 10.1 Ultraschnelle Reaktionen: Femtosekundenchemie
Reaktionsgeschwindigkeiten
10.3 Die Definition der Reaktionsgeschwindigkeit
10.4 Geschwindigkeitsgesetze und Geschwindigkeitskonstanten
10.5 Die Reaktionsordnung
10.6 Die Bestimmung des Geschwindigkeitsgesetzes
10.7 Integrierte Geschwindigkeitsgesetze
10.8 Halbwertszeiten
Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit
10.9 Die Arrhenius-Parameter
10.10 Die Stoßtheorie
10.11 Die Theorie des aktivierten Komplexes
10.12 Katalyse
Aufgaben
11 Die Interpretation von Ceschwindigkeitsgesetzen
Reaktionsschemata
11.1 Das Erreichen des Gleichgewichtszustands
11.2 Folgereaktionen
Reaktionsmechanismen
11.3 Elementarreaktionen
11.4 Die Aufstellung von Geschwindigkeitsgesetzen
11.5 Die Näherung des stationären Zustands
11.6 Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt
11.7 Reaktionen auf Oberflächen
11.8 Unimolekulare Reaktionen
Enzymreaktionen
Exkurs 11.1 Katalytische Aktivität und katalytische Antikörper
11.9 Die Wirkung von Enzymen
11.10 Enzyminhibierung
Kettenreaktionen
11.11 Das Prinzip der Kettenreaktion
11.12 Geschwindigkeitsgesetze von Kettenreaktionen
11.13 Explosionen
Photochemische Prozesse
11.14 Die Quantenausbeute
Exkurs 11.2 Photobiologie
11.15 Geschwindigkeitsgesetze photochemischer Reaktionen
Aufgaben
12 Quantentheorie
Das Versagen der klassischen Physik
12.1 Die Strahlung des Schwarzen Körpers
12.2 Wärmekapazitäten
12.3 Der photoelektrische Effekt
12.4 Beugung von Elektronen
12.5 Atomare und molekulare Spektren
Die Dynamik mikroskopischer Systeme
12.6 Die Schrödinger-Gleichung
12.7 Die Bornsche Interpretation
12.8 Die Unschärferelation
Anwendungen der Quantenmechanik
12.9 Translation: Teilchen im Kasten
12.10 Rotation: Teilchen auf einer Kreisbahn
12.11 Schwingung: der harmonische Oszillator
Exkurs 12.1 Rastertunnelmikroskop
Aufgaben
13 Der Aufbau der Atome
Wasserstoffahnliche Atome
13.1 Die Spektren wasserstoffähnlicher Atome
13.2 Der Aufbau wasserstoffähnlicher Atome
13.3 Quantenzahlen
13.4 Wellenfunktionen: s-Orbitale
13.5 Wellenfunktionen: p- und d-Orbitale
13.6 Der Elektronenspin
13.7 Spektrale Übergänge und Auswahlregeln
Der Auflau von Mehrelektronenatomen
13.8 Die Orbitalnäherung
13.9 Das Pauli-Prinzip
13.10 Durchdringung und Abschirmung
13.11 Das Aufbauprinzip
13.12 Die Besetzung der d-Orbitale
13.13 Die Konfiguration von Kationen und Anionen
Die Periodizität der atomaren Eigenschaften
13.14 Der Atomradius
Exkurs 13.1 Atomradius und Atmung
13.15 Ionisierungsenergie und Elektronenaffinität
Die Spektren von Mehrelektronenatomen
13.16 Termsymbole
13.17 Die Spin-Bahn-Kopplung
Aufgaben
14 Die chemische Bindung
Einführende Konzepte
14.1 Bindungstypen
14.2 Potenzialkurven
Die Valence-Bond-Theorie
14.3 Zweiatomige Moleküle
14.4 Mehratomige Moleküle
14.5 Promotion und Hybridisierung
14.6 Resonanz
Molekülorbitale
14.7 Linearkombinationen von Atomorbitalen
14.8 Bindende Orbitale
14.9 Antibindende Orbitale
14.10 Der Aufbau zweiatomiger Moleküle
14.11 Wasserstoff- und Heliummolekül
14.12 Zweiatomige Moleküle der zweiten Periode
14.13 Symmetrie und Überlappung
14.14 Die elektronische Struktur homonuklearer zweiatomiger Moleküle
14.15 Die Parität
14.16 Heteronukleare zweiatomige Moleküle
14.17 Polare kovalente Bindungen
14.18 Der Aufbau mehratomiger Moleküle
Exkurs 14.1 Computerchemie
Aufgaben
15 Metallische und ionische Festkörper
Die chemische Bindung in Festkörpern
15.1 Die Bändertheorie
15.2 Die Besetzung der Bänder
15.3 Das ionische Bindungsmodell
15.4 Die Gitterenthalpie
15.5 Coulomb-Beiträge zu Gitterenthalpien
Kristallstrukturen
15.6 Die Elementarzelle
15.7 Die Identifizierung von Kristallebenen
15.8 Strukturbestimmung
15.9 Das Braggsche Gesetz
15.10 Experimentelle Techniken
Typische Kristallstrukturen
15.11 Die kristalline Struktur der Metalle
15.12 lonenkristalle
Aufgaben
16 Molekulare Systeme
Der Ursprung der Kohäsion
16.1 Wechselwirkungen zwischen Partialladungen
16.2 Elektrische Dipolmomente
16.3 Die Wechselwirkung zwischen Dipolen
16.4 Induzierte Dipolmomente
16.5 Dispersionswechselwirkungen
16.6 Wasserstoffbrückenbindungen
16.7 Die Gesamtwechselwirkung
Biopolymere
16.8 Polypeptidstrukturen
Exkurs 16.1 Die Vorhersage von Proteinstrukturen
16.9 Denaturierung
Flüssigkeiten
16.10 Die relative Anordnung von Molekülen
16.11 Molekulare Bewegung in Flüssigkeiten
Mesophasen und disperse Systeme
16.12 Flüssigkristalle
16.13 Unterteilung disperser Systeme
Exkurs 16.2 Zellmembranen
16.14 Oberfläche, Struktur und Stabilität
16.15 Die elektrische Doppelschicht
Aufgaben
17 Rotationen und Schwingungen von Molekülen
Allgemeine Aspekte der Spektroskopie
17.1 Experimentelle Methoden
17.2 Intensitäten und Linienbreiten
Rotationsspektroskopie
17.3 Energieniveaus der Rotation von Molekülen
17.4 Rotationsübergänge: Mikrowellenspektroskopie
17.5 Raman-Rotationsspektren
Schwingungsspektroskopie
17.6 Schwingungen von Molekülen
17.7 Schwingungsübergänge
17.8 Raman-Schwingungsspektren zweiatomiger Moleküle
17.9 Schwingungen mehratomiger Moleküle
17.10 Raman-Schwingungsspektren mehratomiger Moleküle
Aufgaben
18 Elektronenübergänge
Spektren im sichtbaren und ultravioletten
18.1 Das Franck-Condon-Prinzip
18.2 Die Messung von Intensitäten
18.3 Zirkulardichroismus
18.4 Spezielle Arten von Elektronenübergängen
Die Desaktivierung angeregter Zustände
Exkurs 18.1 Die Photochemie des Sehvorgangs
18.5 Fluoreszenz
18.6 Fluoreszenzlöschung
18.7 Phosphoreszenz
18.8 Laser
Photoelektronenspektroskopie
Aufgaben
19 Magnetische Resonanz
Das Prinzip der magnetischen Resonanz
19.1 Kerne in Magnetfeldern
19.2 Technische Aspekte
Die Auswertung von NMR-Spektren
19.3 Die chemische Verschiebung
19.4 Die Feinstruktur
Exkurs 19.1 Magnetische Bildgebungsverfahren
19.5 Spinrelaxation
19.6 Der Kern-Overhauser-Effekt
Aufgaben
20 Statistische Thermodynamik
Die Zustandssumme
20.1 Die Boltzmann-Verteilung
20.2 Bedeutung der Zustandssumme
20.3 Beispiele von Zustandssummen
Thermodynamische Eigenschaften
20.4 Innere Energie und Wärmekapazität
20.5 Entropie und Freie Enthalpie
20.6 Das Gleichgewicht auf statistischer Grundlage
Exkurs 20.1 Der Helix-Knäuel-Übergang in Polypeptiden
Aufgaben
Zusatzinformation 1: Mathematische Methoden
1.1 Algebraische Gleichungen und Graphen
1.2 Logarithmus- und Exponentialfunktionen
1.3 Ableiten und Integrieren
Zusatzinformation 2: Größen und Einheiten
Zusatzinformation 3: Energie und Kraft
Zusatzinformation 4: Die kinetische Gastheorie
Zusatzinformation 5: Die Abhängigkeit der Freien Enthalpie von Druck und Temperatur
Zusatzinformation 6: Begriffe der Elektrostatik
Zusatzinformation 7: Elektromagnetische Strahlung und Photonen
Zusatzinformation 8: Oxidationszahlen
Zusatzinformation 9: Die Lewis-Theorie der kovalenten Bindung
Zusatzinformation 10: Das VSEPR-Modell
Anhang 1
Anhang 2
Anhang 3: Die Aminosäuren
Häufig verwendete Beziehungen
Mathematische Beziehungen
Ausgewählte griechische Buchstaben
Präfixe
Wichtige Zahlenwerte und Naturkonstanten
Periodensystem
Lösungen zu den Aufgaben
Lösungen zu den Exkursen
Index
|
|
|