Chemische Bindung und Struktur

Zusammenfassung

Kapitel 5 schlägt die Brücke zwischen Chemie und Werkstofftechnik: chemische Bindung in Theorie und Praxis, zwischenmolekulare Kräfte von H-Brücken bis zu Biopolymeren, Koordinationsverbindungen einschließlich Hybridisierungsmodell und Ligandenfeldtheorie, Aufbau und Beschreibung von Kristallen und Gefügen, Phasendiagramme und Legierungen, Keramik, Verbundwerkstoffe, Übungsaufgaben mit Lösungen. Der Text richtet sich an Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften an technischen Hochschulen und Universitäten; die als Repetitorium gedachten Abschnitte sind auch für Lernende in der gymnasialen Oberstufe und an Fachschulen für Laborberufe nützlich, die sich grundlegend mit dem Thema chemische Bindung beschäftigen und technische Anwendungen dieses Wissens erkennen möchten.

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Warum baut man Brücken aus Stahlbeton, Flugzeuge aus Titanlegierungen, Schneidwerkzeuge aus gehärtetem Stahl und chemikalienbeständige Dichtungen aus Fluorpolymeren? Die Struktur der Materie erklärt diese Fragen.

Die chemische Bindung beschreibt den Zusammenhalt der Atome in Molekülen und Kristallgittern, sowie ihre räumliche Gestalt (Struktur). Metall-, Ionen- und Atombindung erklären ganz unterschiedliche Stoffeigenschaften. Die meisten chemischen Elemente kommen in der Natur in Form von Verbindungen vor. Nur wenige – wie Gold, Silber, Schwefel, Kohlenstoff – treten elementar (gediegen) auf. In den chemischen Verbindungen verlieren die Elementatome ihre ursprünglichen Eigenschaften.