Physikalische Chemie - Peter W. Atkins

Скачать книгу

      Barry Pickup, University of Sheffield

      Ivan Powis, University of Nottingham

      Will Price, University of Wollongong, New South Wales, Australien

      Robert Quandt, Illinois State University

      Chris Regb, University of Leicester

      Scott Reid, Marquette University

      Gavin Reid, University of Leeds

      Steve Roser, University of Bath

      David Rowley, University College London

      Alan Ryder, Galway, Irland

      Karl Ryder, University of Leicester

      Stephen Saeur, Kopenhagen, Dänemark

      Sven Schroeder, University of Manchester

      Jeffrey Shepherd, Laurentian University

      Paul Siders, University of Minnesota Duluth

      Richard Singer, University of Kingston

      Carl Soennischsen, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

      Jie Song, University of Michigan

      David Steytler, University of East Anglia

      Michael Stockenhuber, Nottingham-Trent University

      Sven Stolen, Universität Oslo

      Emile Charles Sykes, Tufts University

      Greg Szulczewski, University of Alabama

      Annette Taylor, University of Leeds

      Peter Taylor, University of Warwick

      Jeremy Titman, University of Nottingham

      Jeroen Van Duijneveldt, University of Bristol

      Joop van Lenthe, Universität Utrecht

      Peter Varnai, University of Sussex

      Jay Wadhawan, University of Hull

      Palle Waage Jensen, Universität Süd-Dänemark

      Darren Walsh, University of Nottingham

      Kjell Waltersson, Mälardalen-Universität, Schweden

      Richard Wells, University of Aberdeen

      Ben Whitaker, University of Leeds

      Kurt Winkelmann, Florida Institute of Technology

      Timothy Wright, University of Nottingham

      Yuanzheng Yue, Aalborg, Dänemark

      David Zax, Cornell University

      Besonderen Dank schulden wir zwei Kollegen für ihre speziellen Beiträge. Kerry Karaktis (Harvey-Mudd-College) machte uns zahlreiche wertvolle Vorschläge hinsichtlich Anwendungen des im Text diskutierten Stoffs. David Smith (Universität Bristol) kommentierte viele der Kapitel sehr ausführlich.

      Wir danken außerdem Claire Eisenhandler und Valerie Walters, die die Korrekturabzüge mit großer Sorgfalt lasen und vieles im Stillen korrigierten, was uns in der Öffentlichkeit hätte unangenehm sein müssen. Besonderer Dank gilt wiederum Charles Trapp, Carmen Giunta und Marshall Cady, die die Lösungsbücher zu diesem Lehrbuch erstellt haben.

      Zu guter Letzt danken wir unseren beiden Verlagen, Oxford University Press und W. H. Freeman & Co. für ihre andauernde Ermutigung, ihren Rat, ihre Hilfe, und vor allem unseren Lektoren Jonathan Crowe und Jessica Fiorillo. Ein besseres Verlagsumfeld können sich Autoren nicht wünschen.

      Grundlagen G

      1  G.1 Atome

      2  G.2 Moleküle

      3  G.3 Makroskopische Materie

      4  G.4 Energie

      5  G.5 Die Beziehung zwischen molekularen und makroskopischen Eigenschaften G.5.1 Die Boltzmannverteilung G.5.2 Der Gleichverteilungssatz

      6  G.6 Das elektromagnetische Feld

      7  G.7 Einheiten Leichte Aufgaben

      ■ Chemie ist die Wissenschaft von den Substanzen in unserer Welt und den Veränderungen, die sie eingehen können. Die Physikalische Chemie ist der Zweig der Chemie, der unter Verwendung von Konzepten aus der Physik und der Sprache der Mathematik die Fundamente dieser Wissenschaft entwickelt. Sie schafft die Fundamente, auf deren Grundlage wir neue spektroskopische Techniken entwickeln und interpretieren, die Strukturen von Molekülen und ihre Elektronenverteilungen verstehen oder die Eigenschaften der makroskopischen Materie aus den Eigenschaften ihrer konstituierenden Atome erklären können. Die Physikalische Chemie gibt uns einen Einblick in die Welt der chemischen Reaktionen und ermöglicht uns, ihren Ablauf im Detail zu verstehen. Sie ist die Grundlage der gesamten Chemie und gibt uns die Begriffe an die Hand, mit deren Hilfe wir Strukturen, Veränderungen oder Untersuchungsmethoden verstehen können.

      Im Verlauf dieses Buches werden wir uns auf zahlreiche Konzepte stützen, von denen die meisten bereits aus den Einführungsvorlesungen vertraut sein sollten. In diesem Kapitel wollen wir einige von ihnen wiederholen. Die meisten werden wir in späteren Kapiteln noch vertiefen, aber wollen sicher gehen, dass wir uns jederzeit auf diese Grundlagen beziehen können. Weil die Physikalische Chemie im Grenzgebiet zwischen Physik und Chemie angesiedelt ist, werden wir auch einige Konzepte aus der elementaren Physik repetieren, die wir später benötigen werden.

      ■ Das Wichtigste in Kürze: (a) Die Grundlage jeder Diskussion der Atomstruktur ist das Atommodell: Negativ geladene Elektronen besetzen Atomorbitale, die schalenförmig um einen positiv geladenen Atomkern angeordnet sind. (b) Das Periodensystem stellt Ähnlichkeiten der Elektronenkonfigurationen von Atomen heraus, die wiederum zu Ähnlichkeiten in deren physikalischen und chemischen Eigenschaften führen. (c) Einatomige Ionen sind elektrisch geladene Atome und werden durch ihre Oxidationszahlen gekennzeichnet.

      Materie besteht aus Atomen. Ein Atom eines Elements ist durch seine Kernladungszahl Z charakterisiert, die Zahl der Protonen in seinem Atomkern. Die Zahl von (neutralen) Neutronen im Atomkern ist in engen Grenzen variabel; die Nukleonenzahl (die häufig auch Massenzahl genannt wird) A eines Atoms ist die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen (die zusammen auch als Nukleonen bezeichnet werden) in seinem Kern. Atome mit derselben Kernladungszahl aber unterschiedlichen Nukleonenzahlen sind Isotope desselben Elements.

Скачать книгу