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2010 | Book

Basiswissen Physikalische Chemie

Authors: Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter

Publisher: Vieweg+Teubner

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Table of Contents

Frontmatter
1. Aggregatzustände
Zusammenfassung
Die meisten Stoffe liegen in einem der drei Aggregatzustände „fest“, „flüssig“ oder „gasförmig“ vor. In diesem Kapitel liegt der Schwerpunkt auf dem gasförmigen Zustand, da wichtige Begriffe wie z. B. Temperatur, Druck oder Diffusion im Fall von Gasen besonders anschaulich atomar interpretiert werden können. Zunächst werden ideale Gase besprochen, deren Teilchen untereinander keine Wechselwirkungskräfte zeigen, und deren physikalische Eigenschaften aus elementaren Beziehungen der Mechanik abgeleitet werden können. Im zweiten Schritt werden dann Wechselwirkungskräfte zwischen den Teilchen zugelassen, wofür die zuvor erhaltenen „idealen“ Ausdrücke modifiziert werden müssen. Es ergeben sich Beziehungen, die auch die physikalischen Eigenschaften realer Gase mit hinreichender Genauigkeit beschreiben. Schließlich wird auch der flüssige und der feste Aggregatzustand kurz besprochen, da insbesondere in der flüssigen Phase viele chemische Reaktionen durchgeführt werde.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
2. Thermodynamik
Zusammenfassung
Die Thermodynamik ist eine geschlossene Theorie zur Beschreibung von makroskopischen physikalischen Eigenschaften der Materie sowie chemischen und physikalischen Gleichgewichten. Die praktische Bedeutung der Thermodynamik für die Chemie liegt in der Möglichkeit, aufgrund von thermischen Messdaten Energieänderungen und damit verknüpfte Gleichgewichtsänderungen bei Phasenumwandlungen und chemischen Reaktionen berechnen und vorhersagen zu können.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
3. Aufbau der Materie
Zusammenfassung
Es gibt eine Reihe von Phänomenen, die sich nicht mit Hilfe der klassischen Physik erklären lassen. Beispielsweise weist das Licht, das von angeregten Atomen und Molekülen emittiert wird, nur ganz bestimmte Wellenlängen auf. Man findet kein kontinuierliches Emissionsspektrum.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
4. Statistische Thermodynamik
Zusammenfassung
Die statistische Thermodynamik, in die hier eine kurze Einführung gegeben wird, ist das Bindeglied zwischen der Quantenmechanik und der Thermodynamik. Die Quantenmechanik dient der Beschreibung mikroskopischer Systeme, während man mit der Thermodynamik makroskopische Systemeigenschaften erfasst. Wichtige Größen der Thermodynamik können mit Hilfe der statistischen Thermodynamik direkt aus quantenmechanischen Größen abgeleitet werden. Dies gilt insbesondere für ideale Gase.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
5. Oberflächenerscheinungen
Zusammenfassung
Atome oder Moleküle, die sich an der Oberfläche einer Volumenphase befinden, sind anderen Krafteinwirkungen ausgesetzt. Bei den bisherigen Betrachtungen thermodynamischer Daten haben wir die Oberflächen vernachlässigt, da sich bei großen Systemen verhältnismäßig wenige Atome oder Moleküle an der Oberfläche befinden. Werden die Oberflächen jedoch relativ zur Volumenphase groß, so ändern sich damit die thermodynamischen Eigenschaften.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
6. Elektrochemie
Zusammenfassung
Bislang haben wir uns fast ausschließlich mit elektrisch neutralen Teilchen (Atomen, Molekülen) beschäftigt. Beim Lösen von Salzen in wässrigen oder nicht wässrigen Lösungsmitteln entstehen durch vollständige oder partielle Dissoziation jedoch geladene Teilchen. Mit dem Auftreten geladener Teilchen treten neue Phänomene auf, die dem Gebiet der Elektrochemie zugeordnet sind.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
7. Reaktionskinetik
Zusammenfassung
Die chemische Kinetik beschäftigt sich mit dem Umsatz, der Geschwindigkeitskonstanten, der Reaktionsordnung, der Struktur von Zwischenstufen und dem Mechanismus einer Reaktion. Des weiteren werden die Einflüsse der Konzentrationen der Reaktanden, der Temperatur, des Drucks, des Lösungsmittels und die von Katalysatoren und Inhibitoren untersucht.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
8. Molekülspektroskopie
Zusammenfassung
Mit der Molekülspektroskopie steht uns ein Mittel zur Verfügung, das uns neben der Identifizierung von Molekülen die Bestimmung von Molekülgeometrien, elektrischen und magnetischen Moleküleigenschaften sowie Bindungsstärken ermöglicht. Ihren experimentellen Methoden liegt zugrunde, dass Moleküle elektromagnetische Strahlung absorbieren und emittieren. Dabei ändern sich in Abhängigkeit von der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung die Bewegungszustände der Moleküle (Rotation, Schwingung, Elektronen- und Kernzustand). In diesem Kapitel wollen wir einige wichtige spektroskopische Methoden kennenlernen.
Claus Czeslik, Heiko Seemann, Roland Winter
Backmatter
Metadata
Title
Basiswissen Physikalische Chemie
Authors
Claus Czeslik
Heiko Seemann
Roland Winter
Copyright Year
2010
Publisher
Vieweg+Teubner
Electronic ISBN
978-3-8348-9359-8
Print ISBN
978-3-8348-0937-7
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-8348-9359-8

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