Anorganische Chemie auf physikalisch-chemischer Grundlage

I. Einleitung.- II. Die Verbreitung der chemischen Elemente.- Der Aufbau der Erde.- III. Allgemeines.- A. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik I W.-H..- Gesetz von der Erhaltung der Energie.- B. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik II. W.-H.- 1. Gesetz von der Erhaltung der Masse B. — 2. Das Gesetz von der Erhaltung der Energie als Grenzgesetz 9. — 3. Bedingungen für das Eintreten einer chemischen Reaktion 10. — 4. Die Berechnung der Entropie und der dritte Wärmesatz der Thermodynamik 11. — 5. Die Bestimmung der freien Energie ?F 12. — 6. Freie Energie und Gleichgewicht 14. — 7. Beispiel zu 6. 14. — 8. Die Verwendung thermochemischer Gleichungen. Die Änderung der Wärmetönung mit der Temperatur 15..- IV. Quantentheorie.- V. Thermische, elektrische und Lichtenergie in chemischen Systemen.- VI. Dalton-Atomtheorie.- VII. Atomgewicht und Molekulargewicht.- VIII. Ordnungszahl.- IX. Das Wasser.- 1. Reinigung des Wassers 23. — 2. Eigenschaften des reinen Wassers 24. — 3. Gefrierpunkt und Siedepunkt des Wassers 24. — 4. Trocknung 26..- X. Satz von Avogadro. Die Gasgesetze.- 1. Das Boyle-Mariotte-Gesetz 26. — 2. Das Gesetz von Gay-Lussac 26. — 3. Das Dalton-Gesetz. Gesamt- und Partialdruck 27. — 4. Das allgemeine ideale Gasgesetz 27..- XI. Dampfdruck des Wassers und des Eises.- Zustandsdiagramm des Wassers.- XII. Das Phasengesetz.- XIII. Der Osmotische Druck.- Gefrierpunktserniedrigung, Siedepunktserhöhung und Dampfdruckerniedrigung.- XIV. Die Bestimmung des Molekulargewichtes.- A. Überführung in den Gaszustand.- 1. Ballonmethode 34. — 2. Das reale und ideale Gasgesetz 34. — 3. Die genaue Bestimmung der Dichten und des Litergewichtes 35..- a) Methode von Dumas 35. — b) Methode von Viktor Meyer 36..- B. Bestimmung des Molekulargewichtes in Lösungen.- XV. Die Zersetzung und Bildung des Wassers.- XVI. Dalton-Theorie. Grundlagen der Stöchiometrie.- Gesetz von Gay-Lussac-Humboldt.- XVII. Bestimmung des Molekulargewichtes (Schluß).- XVIII. Die Bestimmung des Atomgewichts.- 1. Konstanz der Verbindungsgewichte 43. — 2. Der feste Stoff 44. — 3. Die Regel von Dulonog und Petit 45. — 4. Die Bestimmung des Verbindungsgewichtes (Atomgewichtes) des Silbers und Chlors 45. — 5. Satz von Mitscherlich 46. — 6. Schlußbemerkung 46. — 7. Bestimmung des Atomgewichtes mit Hilfe des Massenspektrographen 47. — 8. Die Atomgewichtstabellen 47..- XIX. Wertigkeit.- XX. Das Wasserstoffatom.- 1. Spektrum 50. — 2. Rutherford-Bohr-Grundannahme 50. — 3. Term-Darstellung der Spektrallinien 51. — 4. Bahnen des Elektrons im Wasserstoffatom 51. — 5. Ionisierungsenergie (Ionisierungsarbeit) 52. — 6. Übersichtliche Darstellung der Spektren 53..- XXI. Die Spektren der Elemente im allgemeinen.- 1. Die vier Quantenzahlen n, l, m, s 55. — 2. Die Bildung abgeschlossener Schalen und deren Untergruppen 56. — 3. Radien der Edelgase 57. — 4. Zustand des Atoms 57. — 5. Höhere Energiezustände des Atoms 58..- XXII. Das System Wasserstoff-Sauerstoff (Thermochemische Gleichung, Katalyse).- 1. Knallgas 60. — 2. Katalyse 61. — 3. Thermische Dissoziation 62..- XXIII. Wasserstoff H.- Herstellung.- a) Elektrolyse 62. — b) Zersetzung des Wassers durch Metalle 62. — c) Lösung von Metallen in Säuren oder Laugen 63. — d) Herstellung des Wasserstoffes im großen 63. — e) Wasserstoff im Entstehungszustand 64..- Chemische Eigenschaften des Wasserstoffes 64. — Physikalisches Verhalten des Wasserstoffes 65..- Dissoziation der Molekel H2 67. — Einwirkung von Licht; Ortho- und Parawasserstoff 68. — Deuterium, Isotopie 69..- XXIV. Säuren, Basen, Salze (Elektrolytische Dissoziation).- Die Stärke von Säuren und Basen 72. — Normallösungen 74. — Salze 74..- A. Bestimmung des Dissoziationsgrades und der Dissoziationskonstante.- 1. Elektrische Leitfähigkeit 76. — 2. Die Bedeutung des Wassers als Lösungsmittel für Elektrolyte. Ursache der elektrolytischen Dissoziation 77. — 3. Ermittlung der Dissoziationskonstante 77..- B. Bestimmung der Wasserstoffionenkonzentration (pH). Pufferlösung.- C. Dissoziation des Wassers.- D. Neutralisation zwischen starken Säuren und Basen (Indikatoren, Alkalimetrie, Azidimetrie).- 1. Titration 79. — 2. Indikatoren 80. — 3. Verwendung des Indikators bei der Titration 81. — 4 Analyse durch Titration 82..- XXV. Das Periodische System der Elemente (P. S. E.).- Die Bedeutung des P. S. E. für den Zusammenhang der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Elemente.- Die Moseley-Gerade 88. — Isotopie 90..- 1. Aston-Regel 92. — 2. Mattauch-Regel 92. — 3. Die Harkins-Regel 94..- Umstellungen im P. S. E. 94. — Trennung der Isotope 95. — Zur Geschichte des P. S. E. 95..- XXVI. Aufbauprinzip.- XXVII. Packungsanteil.- XXVIII. Das Massenwirkungsgesetz, Reaktionsgeschwindigkeit und das chemische Gleichgewicht.- Weitere Bemerkungen zum chemischen Gleichgewicht.- 1. Die Verschiebung des Gleichgewichts 104. — 2. Temperatur und Gleichgewichtskonstante 104. — 3. Satz von Le Chatelier-Braun 105..- XXIX Einige allgemeine Eigenschaften von Lösungen (Eutektischer Punkt, fraktionierte Destillation, Mischkristalle und fraktionierte Kristallisation).- 1. Die Gesetzmäßigkeit gasförmiger Systeme 106. — 2. Reine Flüssigkeit 106. — 3. Schmelzdiagramm 106. — 4. Verdampfen und Sieden flüssiger Gemische 106. — 5. Fraktionierte Destillation 107. — 6. Feste Lösungen, Mischkristalle, Schmelzpunktskurve 108..- XXX. Die Luft.- 1. Verbrennung 110. — 2. Analyse 110. — 3. Flüssige Luft 111..- XXXI. Edelgase.- Geschichtliches.- XXXII. Das Zustandekommen chemischer Bindung.- 1. Polare Verbindungen 115. — 2. Kovalente Verbindungen 115. — 3. Dipolmoment 116. — 4. Eigenschaften polarer Verbindungen 117. — 5. Kovalente (schwachpolare) Verbindungen 118. — 6. Verbindungen höherer Ordnung 121..- a) Komplexbildung an Anionen 121. — b) Komplexbildung an Kationen 122. — c) Allgemeine Bemerkungen 123..- Relative Elektronegativität der Elemente 124. — Geschichtliches 126..- XXXIII. Der feste Stoff, Struktur der Kristalle (Kristallchemie).- A. Einteilung der Kristallgitter.- 1. Molekelgitter 128. — 2. Koordinationsgitter 128..- a) Dreidimensionale · Koordinationsgitter 129. — b) Schichtgitter 129. — c) Kettengitter 129..- B. Bindungen in den Koordinationsgittern.- 1. Ionengitter 129. — 2. Atomgitter 130. — 3. Metallgitter 130..- C. Kristallbau-Analyse.- XXXIV Die Halogene.- 1. Fluor F.- Fluorwasserstoff 133..- 2. Chlor Cl.- Elementares Chlor, Phosgen, Chlorwasserstoff, Sauerstoffverbindungen des Chlors (Oxyde und Säuren) 138..- 3. Brom Br.- Bromwasserstoff 140. — Sauerstoffverbindungen 141..- 4. Jod.- Jodwasserstoff 142. — Sauerstoffverbindungen des Jods 143..- Verbindungen der Halogene untereinander 144..- Nachweis der Halogene 144..- XXXV. Sauerstoffgruppe.- 1. Sauerstoff O.- Herstellung, Ozon 146. — Wasserstoffperoxyd 148. — Katalytische Zersetzung des Wasserstoff -peroxydes in Lösungen 150..- 2. Schwefel S.- Vorkommen 153. — Polymorphie 154. — Hydride und Oxyde des Schwefels, Übersicht 156. — Schwefelwasserstoff 157. — Schwefeldioxyd, Schweflige Säure 158. — Schwefeltrioxyd und Schwefelsäure 159. — Technische Herstellung der Schwefelsäure 161. — Chlorsulfonsäure und Sulfurylchlorid 165. — Peroxydischwefelsäure und Peroxyschwefelsäure 165. — Thioschwefelsäure 166. — Dithionate und Hyposulfite 167. — Polythionsäuren 168. — Halogenverbindungen des Schwefels 168..- 3. Selen Se.- Selenwasserstoff 169. — Selendioxyd, Selenige Säure 171. — Selensäure 171..- 4. Tellur Te.- Tellurwasserstoff 172..- 5. Polonium Po.- XXXVI. Hydrolyse.- XXXVII. Bemerkungen zu einigen heterogenen Gleichgewichten.- 1. Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt 174. — 2. Nernst-Verteilungssatz 176. — 3. Das Henry-Dalton-Gesetz 177..- XXXVIII. Reaktionsgeschwindigkeit, Kinetik homogener und heterogener Systeme.- a) Monomolekulare Reaktion 179. — b) Reaktion 2. Ordnung 180. — c) Ein Beispiel für eine Reaktion 3. Ordnung 181. — d) Reaktionen in Lösungen 181. — e) Temperaturkoeffizient der Reaktionsgeschwindigkeit 181. — f) Die Bedeutung der chemischen Kinetik 183..- XXXIX. Stickstoffgruppe.- 1. Stickstoff N2.- Herstellung 184. — Verbindungen 185. — Hydride 185 1. Ammoniak NH3 185. — Verhalten des flüssigen Ammoniaks 187 — Ammoniumsalze 188. — 2. Hydrazin 189. — 3. Hydroxylamin 189. — 4. Stickstoffwasserstoffsäure 189. — Oxyde des Stickstoffes 190. — Das System NO2-HNO3 193. — Salpetersäure 195. — Das System HNO3-HNO2-NO2-NO-H2O 197. — Das System H2-SO4-NO2-N2O4-NO 198. — Salpetrige Säure 199. — Allgemeine Reduktion der Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen zu Stickoxyd 200. — Stickstoff-Halogen-Verbindungen 201..- 2. Phosphor P.- Hydride 203..- 1. Phosphin und 2. Diphosphin 203. Oxyde und Säuren des Phosphors 203. — Phosphorsäure 204. — Phosphate 207. — Phosphorhalogenide 208..- 3. Arsen As.- Arsenwasserstoff 210. — Oxyde und Säuren des Arsens 211. — Sulfide und Sulfosalze des Arsens 213. — Arsen-Halogenide 214..- 4. Antimon Sb.- Antimonwasserstoff, Oxyde und Säuren 215. — Sulfide und Sulfosalze 216. — Halogenide 216..- 5. Wismut Bi.- Wismutwasserstoff 217. — Oxyde und Salze 218..- XL. Kohlenstoffgruppe.- 1. Kohlenstoff C.- a) Diamant 220. — b) Graphit 221. Der Übergang Diamant-Graphit 221..- Chemische Eigenschaften des Kohlenstoffes 223. — Die Chemie des Kohlenstoffes 224. — Methan und Kohlenwasserstoff im allgemeinen 225. — Bildungswärmen organischer Verbindungen 227. — Die Bindung der C-Atome in den organischen Verbindungen 228..- Methan und Äthan 229. — Äthylen und Azetylen 230. Hochmolekulare Kohlenwasserstoffe, Hydrierung der Kohle 231. — Halogenderivate 231. — Kohlenstofftetrachlorid 231..- Oxyde des Kohlenstoffes 232..- 1. Kohlenmonoxyd 232. — 2. Kohlendioxyd 233. — 3. Trikarbondioxyd 234..- Stadt- (Leucht-) Gas, Generatorgas und Wassergas 235..- 1. Stadt- (Leucht-) Gas, 2. Generatorgas und 3. Wassergas 235..- Das System CGraphit-O2 CO-CO2 237. — Die Gasflamme 238. — Detonation 240..- Oxysäuren des Kohlenstoffes.- 1. Kohlensäure.- Derivate der Kohlensäure 242..- 2. Ameisensäure.- 3. Oxalsäure.- 4. Essigsäure.- Verbindungen des Kohlenstoffes mit Stickstoff und Schwefel.- 1. Cyanverbindungen.- a) Dicyan 244. — b) Cyanwasserstoff 244. — c) Cyansäure 244. — d) Thiocyansäure 244..- 2. Schwefelverbindungen.- Karbide und Kalziumkarbid.- Die Adsorption.- 2. Silizium Si.- Hydride des Siliziums (Silane).- Halogenverbindungen des Siliziums.- Silizitmldioxyd.- Kieselsäure und Silikate.- Aufbau der gesteinsbildenden Silikate.- 1. Silikate mit selbständigen Tetraedern 256. — 2. Silikate mit größeren selbständigen Tetraedergruppen 256. — 3. Kettensilikate 257. — 4. Schichtsilikate 257. — 5. Gerüstsilikate 258..- Verbindungen des Siliziums mit Metallen und anderen Elementen.- Silizium-organische Verbindungen („Silicone“).- Glas, keramische Produkte und Zement.- 3. Germanium Ge.- 4. Zinn Sn.- ZinnII-Verbindungen.- ZinnIV-Verbindungen.- Zinnsäuren, Stannate.- Zinndisulfid, Sulfostannate.- 5. Blei Pb.- Blei II-Verbindungen.- Blei IV-Verbindungen.- Der Bleiakkumulator.- XLI. Das kolloid-disperse System.- 1. Das kolloid-disperse System.- 2. Die Herstellung von Hydrosolen.- 3. Lyophile und lyophobe Sole.- 4. Größe der Teilchen, Dialyse.- 5. Das Molekulargewicht der Kolloide.- 6. Der Faraday-Tyndall-Effekt.- 7. Färbungen.- 8. Brownsche Molekularbewegung.- 9. Verhalten der Kolloide im elektrischen Feld. Elektrophorese.- 10. Adsorption.- XLII. Die Metalle.- 1. Der metallische Zustand.- 2. Die Halbmetalle.- 3. Intermetallische Verbindungen.- 4. Metallegierungen..- 5. Die elektromotorische Wirksamkeit und Spannungsreihe der Metalle.- 6 Magnetismus der Metalle.- 7. Chemische Reaktionsfähigkeit der Metalle.- 8. Verhalten der Metallsalzlösungen gegen Schwefelwasserstoff.- 9. Überspannung.- 10. Passivierung und Passivität der Metalle.- 11. Korrosion.- XLIII. Bor und Homologe.- 1. Bor B.- Borwasserstoffe, Borane 281. — Boransalze und Metallborhydride 282. — Borhalogenide 283. — Boroxyde und Borsäuren 283. — Bornitrid 284. — Borkarbid 285..- 2. Aluminium Al.- Alaune.- 3. Gallium Ga.- 4. Indium In.- 5. Thallium Tl.- XLIV. Die Erdalkalien.- 1. Beryllium Be.- 2. Magnesium Mg.- 3 Kalzium Ca.- 4. Strontium Sr.- 5. Barium Ba.- 6. Radium Ra.- XLV. Zink, Cadmium, Quecksilber.- 1. Zink Zn.- 2. Cadmium Cd.- 3. Quecksilber Hg.- QuecksilberI-Verbindungen 304. Quecksilber II-Verbindungen 305. — Millon-Base 307..- XLVI. Alkalimetalle.- 1 Lithium Li.- 2. Natrium Na.- Zerfließliche Stoffe.- Salze.- 3. Kalium K.- Oxyde.- Salze.- 4. Rubidium Rb.- 5. Cäsium Cs.- 6. Francium Fr.- XLVII. Oxydations- und Reduktionsvorgänge im allgemeinen (Elektrochemische Vorgänge).- 1. Redox-Systeme.- 2. Elektrodenpotential, Nernst-Gleichung.- 3. Elektrochemisches Gleichgewicht.- 4. Elektrodenpotential und freie Energie.- 5. Gaselektrode.- 6 Allgemeine Spannungsreihe.- 7. Beispiele zu ihrer Verwendung.- 8. Elektrometrische Bestimmung des ph-Wertes.- 9. Reaktionsgeschwindigkeit und thermodynamisch möglicher Vorgang.- Disproportionierung.- XLVIII. Kupfer, Silber, Gold.- 1. Kupfer Cu.- Kupferl-Verbindungen 329. — Kupferll-Verbindungen 329..- Das System Salz-Salz. Kristallwasser.- 2. Silber Ag.- Silber I-Verbindungen 333. — Silberll-Verbindungen 334..- 3. Gold Au.- GoldI-Verbindungen 335. — GoldIII-Verbindungen 335..- XLIX. Basische Salze (Hydroxy- und Oxysalze).- L. Eisen, Kobalt, Nickel (Eisengruppe).- 1. Eisen Fe.- Eisen II-Verbindungen339. — Eisen III-Verbindungen 341. — Prussidverbindungen 343. — Ferrate 343. — Eisencarbonyle 343..- Die Gewinnung des Eisens.- 1. Hochofen 344. — 2. HochofenprozeB 345. — 3. Elektrisches Verfahren 346..- Gewinnung des Stahls und des schmiedbaren Eisens.- 1. Das Windfrischverfahren 347. — 2. Herdfrisch- (Siemens-Martin-) Verfahren 347. — 3. Veredelung des Stahls 348..- Das System Eisen—Kohlenstoff.- 2. Kobalt Co.- Kobalt II-Verbindungen 352. — KobaltIll-Verbindungen 353..- Nickel Ni.- Nickell I- und Nickel III -Verbindungen 355..- LI. Mangan-Gruppe.- 1. Mangan Mn.- ManganII-Verbindungen 357. — ManganII-Verbindungen 358. — ManganIV-Verbindungen 358. — Mangan V-Verbindungen 359. — Mangan1V-Verbindungen 359. — Mangan VII-Verbindungen 359..- 2. Technetium Tc.- 3. Rhenium Re.- LII. Chrom, Molybdän, Wolfram, Uran.- 1. Chrom Cr.- ChromIII-Verbindungen 363. — Chromiake 364 — ChromVI-Verbindungen 365. — Chromate und Dichromate 365. — Kaliumchromat 366. — Bleichromat 366. — Perchromsäure 366..- 2. Molybdän Mo.- 3. Wolfram W.- 4. Uran U.- Chemie der Transurane.- LIII. Vanadin, Niob, Tantal und Protaktinium.- 1. Vanadin V.- VanadinII-Verbindungen, VanadinIII-Verbindungen, VanadinIV-Verbindungen, VanadinV-Verbindungen 372..- 2. Niob Nb.- 3. Tantal Ta.- 4. Protaktinium Pa.- LIV. Titan, Zirkon, Hafnium und Thorium.- 1. Titan Ti.- TitanIII-Verbindungen 374. — TitanIV-Verbindungen 375. — Titansäuren 375..- 2. Zirkonium Zk.- 3 Hafnium Hf.- 4. Thorium Th.- Karbonatoverbindungen.- LV. Der Magnetismus der Elemente und der chemischen Verbindungen.- LVI. A. Scandium, Yttrium, Lanthan, Actinium und B. Seltene Erden.- Magnetismus und die chemischen Eigenschaften der Seltenen Erden.- Salze und Trennung der Seltenen Erden.- Vorkommen.- Geschichtliches.- LVII. Platinmetalle.- 1. Platin Pt.- 2. Ruthenium Ru.- 3. Osmium Os.- 4. Rhodium Rh.- 5. Iridium Ir.- 6. Palladium Pd.- LVIII. Radioaktivität.- Verschiebungssätze 392. — Tabellen zur Zerfallsreihe Uran—Radium 391. — Uran—Actinium 393. — Thorium 394..- LIX. Entstehung von Elementen, künstliche Radioaktivität (Kernreaktionen).- Entstehung der Transurane 396. — Kettenreaktion 398. — Atomenergie 394. — Herstellung des Plutoniums 399. — Zur Geschichte der Uranspaltung 399..- LX. Kernspaltung des Urans.- Namen- und Sachverzeichnis.- Ergänzungen.