AAAC_NF Literatur Vorbemerkungen

EINFÜHRUNG IN DIE ALLGEMEINE, ANORGANISCHE UND ANALYTISCHE CHEMIE I (6362)
IM WS 2012/2013
Vorbemerkungen:
Was ist Chemie?
“Chemistry is the science of substances, their structure, their properties, and the reactions
that change them into other substances”
Linus C. PAULING (NOBEL Prize 1954 + 1962), General Chemistry, W.H. Freeman & Co., San
Francisco, 1949, p. 1
Wozu sich mit Chemie befassen?
hier ein Beispiel für die Biologen: Arsen ist ein für den Menschen essentielles Element, in größeren
Mengen/Dosen aber giftig
Um diesen Satz zu VERSTEHEN muss man folgende Dinge wissen:
a) Was ist Arsen? Ein Element, es kommt aber in der Natur nur in chemischen Verbindungen vor,
z.B. Arsenate
b) Was sind Arsenate?
c) Was ist Arsenik (bekannt aus der Kriminalliteratur)?
c) Was passiert, wenn der Mensch Arsen in Form von Arsenaten aufnimmt?
d) Wird Arsen akkumuliert oder wieder ausgeschieden und wenn in welcher Form?
e) Wie kann ich Arsenkonzentrationen messen und was ist überhaupt eine Konzentration im
Verglich zu einer Menge oder Dosis.
hier ein Beispiel für die Physiker/Geowissenschafter: Perowskite sind Hochtemperatur-Supraleiter
Hier stellen sich folgende Fragen:
a) Weshalb sind Perowskite Hochtemperatursupraleiter? Das hängt mit ihrer Struktur zusammen
b) Was haben Perowskite für eine Struktur? Ein Kristallstruktur in der den Anionen und Kationen
die für den Perowskit (Mineralname für CaTiO3) definierten Plätze zukommen. Statt den Ca-Ionen
können andere 2-wertige Metallionen vorkommen und statt dem Titan andere 4-wertige Ionen.
c) Was sind denn Anionen, Kationen, was heißt denn Wertigkeit in diesem Zusammenhang?
….
Was bedeutet „Chemie ist eine experimentelle Wissenschaft“?
Experiment / Versuch („Frage an die Natur“)
Konzeption (Versuchsaufbau)
Durchführung / Beobachtung (Messung)
Protokollierung des Ergebnisses
Auswertung
Interpretation (Modell, Hypothese, Theorie)
Diese Struktur ist vollständig auch auf andere Fächer wie Biologie, Geologie, Physik, Mineralogie,
… anwendbar.
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EINFÜHRUNG IN DIE ALLGEMEINE, ANORGANISCHE UND ANALYTISCHE CHEMIE I (6362)
IM WS 2012/2013
Vorbemerkung zum Manuskript:
Naturgemäß soll und kann ein solches Manuskript den Vorlesungsbesuch nicht ersetzen. Außerdem
ist es stets unerlässlich, durch einschlägige Literatur das gehörte zu vertiefen und bisweilen auch zu
verifizieren – denn trotz aller Bemühungen, dieses Manuskript kann Fehler enthalten, es wird daher
für den Inhalt nur eine begrenzte Gewähr möglich sein.
Wichtig: Nicht alles, was in diesem Skript steht, war implizit Vorlesungsstoff. Manches ist zum
Verständnis oder zur Vertiefung zusätzlich integriert worden. Viel Spaß damit!
Literatur:
Die Lehr- und Übungsbücher 1) bis 6) sind zur selbständigen Vertiefung des Stoffs geeignet und
werden zur Anschaffung empfohlen. Die Lehrbücher 7) und 8) sind hervorragende Standardwerke
der Allgemeinen und Anorganischen Chemie und dienen meist als Quellenangaben für dieses
Skript. Zum Nachschlagen können beide wärmstens empfohlen werden.
1) C. E. Mortimer, U.
Müller, Chemie, 10.
Aufl., überarb. 2010,
Thieme, Stuttgart, 780
S., ISBN:
9783134843101. Preis:
64,95 €
2) P. Paetzold, Chemie Eine Einführung, 2009,
De Gruyter, Berlin,
ISBN 978-3-11-0202687, Preis 54,95 €
3) E. Riedel, Allgemeine
und Anorganische
Chemie, 10. Auflage
2010, De Gruyter,
Berlin, ISBN 978-3-11022781-9. Preis 39,95 €
4) E. Riedel, C. Janiak,
Allgemeine und
Anorganische Chemie,
Übungsbuch, 2009, De
Gruyter, Berlin, ISBN
978-3-11-020687-6,
Preis 19,95 €
5) M. Binnewies, M.
Jäckel, H. Willner, G.
Rayner-Canham,
Allgemeine und
Anorganische Chemie,
Spektrum Akademischer
Verlag, 2. Auflage,
2011, ISBN: 978-38274-2533-1. Preis
69,95 €
6) M. Binnewies, M.
Jäckel, H. Willner,
Übungsbuch Allgemeine
Chemie, 1. Aufl. 2007.
Korr. Nachdruck, 2007,
Spektrum Akademischer
Verlag, ISBN: 978-38274-1828-9. Preis
19,50 €
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EINFÜHRUNG IN DIE ALLGEMEINE, ANORGANISCHE UND ANALYTISCHE CHEMIE I (6362)
IM WS 2012/2013
7) A. F. Holleman
(Begr.),
N. Wiberg, E. Wiberg
(Fortgef.), 102. Aufl.
2007, De Gruyter,
Berlin. ISBN 978-3-11017770-1. Preis 94 €
Auch als eBook und bei
Google books.
8) J. E. Huheey, R
Keiter, E. Keiter,
Anorganische Chemie Prinzipien von Struktur
und Reaktivität
3. Aufl. 2003, De
Gruyter, Berlin. ISBN
978-3-11-017903-3.
Preis 78 €
Modelle:
Die Chemie kann anhand von Modellen der makroskopisch sichtbaren, erfassbaren Phänomene mit
mikroskopischen Vorgängen verknüpfen
Beispiele:
Molekülformeln
Bindung
Orbitale
H2O
H–H
2p:
.
Modelle beschreiben nur die „Realität“, sie sind nicht die Realität!!! So gibt es keine Orbitale, es
gibt nur eine Verteilung von Elektronen eines Atoms im Raum.
Modelle sind nicht falsch oder richtig. Modelle sind entweder geeignet, experimentelle Befunde zu
erklären, oder aber sie sind nicht geeignet dafür.
Wichtige Kriterien für ein Modell:
- Ein Modell muss eine Reihe von experimentellen Befunden erklären können. Je mehr
Erklärungen es liefert, desto besser ist das Modell. Kann ein Modell eine Vielfalt
verschiedenster Experimente erklären, ist es besser als eines, das nur für ein bestimmtes
experimentelles Phänomen geeignet ist.
- Kann ein Modell darüber hinaus richtige Vorhersagen für noch nicht durchgeführte
Experimente liefern, ist es besser als ein Modell, das dies nicht kann.
- Eine wichtige Qualität eines Modells kann aber auch seine Einfachheit sein (z.B.
Elektronengas-Modell).
- Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Kompatibilität eines Modells mit anderen Modellen
und die Kompatibilität seiner „Sprache“ mit der Sprache von anderen Wissenschaftlern
aus z.B. anderen Fachrichtungen.
(Dieser Punkt wird leider oft nur wenig berücksichtigt: z.B. benutzen Physiker oft ähnliche
Modelle wie Chemiker, haben aber eine andere „Sprache“ = andere Begriffe. Das kann zur
Verwirrung führen, obwohl oft das gleiche gemeint ist. Deshalb ist es eine besondere
Herausforderung an die Formulierung eines Modells, auch interdisziplinär „verständlich“ zu
sein.)
Im Folgenden wird oft von Modellen in der Chemie die Rede sein; vieles wird anhand dieser
Modelle erklärt. Seien Sie vorsichtig (und kritisch), verwechseln Sie Modelle nie mit der
Wirklichkeit; prüfen Sie die Modelle anhand der obigen Kriterien. Oftmals ist ein Modell am
Anfang sehr plausibel, aber schon bei der vertieften Beschäftigung mit einer Materie (einem
Phänomen) nicht mehr ausreichend.
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