Die folgenden Abschnitte erläutern einige chemische Grundlagen, ohne die vieles in der Chemie unverständlich bleiben muss. Sie sind recht knapp gehalten weil es sich um elementa- re Konventionen und Gesetze handelt, die üblicherweise im Schulunterricht behandelt und erläutert werden. Wer genügend Chemieunterricht genossen hat, kann das Kapitel übersprin- gen oder sich vergewissern, dass er alle Sachverhalte kennt. Wer sich nicht sicher ist, sollte das Kapitel einmal durchstudieren. Wenn die Ausführen zu knapp erscheinen kann ein Schul- buch oder ein Lehrbuch der Allgemeinen Chemie herangezogen werden.
1.1 Stoffe und Stoffmengen, Summenformeln, das Mol
1.2 Säuren und Basen
1.2.1 Entstehung aus Oxiden
1.2.2 Neutralisation und Salzbildung
1.2.3 Die Dissoziation
1.2.4 Ionenaustauscher
1.3 Oxidation und Reduktion
1.3.1 Redoxreduktion
1.3.2 Oxidationsstufen
1.3.3 Die Spannungsreihe
1.4 Moleküle und Festkörper
1.5 Stoff und Teilchen
1.6 Die Ordnung der Elemente, das Periodensystem
1.7 Die Lewisformel
Das Kapitel 2 gibt einen kurzen Überblick über die wichtigsten Methoden mit denen chemische Substanzen identifiziert und nachgewiesen werden.
2.1 Elementaranalyse
2.2 Atomabsorptionsspektroskopie und Röntgenfluoreszenz
2.3 NMR-Spektroskopie
2.4 Infrarotspektroskopie
2.5 Massenspektrometrie
2.6 Gaschromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie
2.7 Röntegenstrukturanalyse
Das Kapitel 3 behandelt Entstehung, Gewinnung und hauptsächliche Verwendung von Steinkohle und Braunkohle und informiert über Formen von Kohlenstoff wie Ruß und Graphit.
3.1 Holzkohle
3.2 Steinkohle
3.3 Braunkohle
3.4 Koks
3.5 Kohlevergasung
3.6 Graphit, Graphen
3.7 Ruß
3.8 Diamant
3.9 Fullerene, Nanoröhrchen und Fasern
Kapitel 4 beschreibt die mineralische – Vorkommen, Gewinnung, Verwendung - sowie die Biochemie der Elemente Stickstoff, Phosphor und Schwefel.
4.1 Stickstoff
4.1.1 Mineralischer Stickstoff, Ammoniak und Salpetersäure
4.1.2 Amine und Derivate
4.1.3 Bakterielle Stickstofffixierung
4.2 Phosphor
4.2.1 Mineralischer Phosphor
4.2.2 Säure-Base-Eigenschaften
4.2.3 Verwendung
4.2.4 Phosphor in lebenden Organismen
4.3 Schwefel
4.3.1 Erze oxophiler und thiophiler Metalle
4.3.2 Gewinnung von Elementarschwefel
4.3.3 Metalle aus sulfidischen Erzen
4.3.4 Schwefelsäure
4.3.5 Biologischer Schwefel
Kapitel 5 beschreibt Vorkommen und Gewinnung der Halogene sowie die physiologische Rolle von Halogeniden.
5.1 Chloralkalielektrolyse
5.2 Brom
5.3 Iod
5.4 Fluor
5.5 Physiologische Rolle der Halogenide
Kapitel 6 berichtet über Vorkommen und Gewinnung von Eisen, die Natur der Stähle sowie den Korrosionsschutz von Eisenwerkstücken.
6.1 Eisenerz und Eisengewinnung
6.1.1 Der Rennofen
6.1.2 Der Hochofen
6.2 Vom Roheisen zum Stahl
6.3 Korrosion und Korrosionsschutz
Kapitel 7 beschreibt verschiedene Arten der Kupfergewinnung.
7.1 Prähistorische Kupfergewinnung
7.2 Moderne Kupfermetallurgie
7.3 Verwendung
Kapitel 8 berichtet über Gold, Silber und die Platin-Metalle
8.1 Gold
8.2 Silber
8.3 Die Platin-Metalle
Kapitel 9 behandelt die Besonderheiten die sich aus der Nichtschmelzbarkeit der Hartmetalle ergeben.
Kapitel 10 gibt Auskunft über historische und moderne Gewinnung der Alkalimetalle, des Aluminiums und des Titans sowie deren Anwendungen.
10.1 Alkali- und Erdalkalimetalle
10.2 Aluminium
10.3 Titan
Kapitel 11 behandelt das atomare Grundprinzip der Farbigkeit von Stoffen und zeigt eine Vielzahl von Erscheinungen aus dem Bereich der Salze und Komplexe auf, d
11.1 Farben und Wellenlängen, Spektren
11.2 Welche verbindungen sind farbig?
11.2.1 Farbe von Metallionen
11.2.2 Charge-transfer-Farben
11.3 Übergangsmetallsalze
11.4 Cyano-Komplexe, Berliner Blau
11.5 Chemie der Blaupause
11.6 Biologische Eisenkomplexe
11.7 Weitere Metallkomplexe, Hydratisomerie
11.8 Farben unterschiedlicher Oxidationsstufen
11.9 Die Farben von Edelsteinen
Kapitel 12 behandelt die Gewinnung von reinem Stickstoff und Sauerstoff, berichtet etwas über die Edelgase und die Spurengase in der Atmosphäre, insbesondere die Wirkung steigender Kohlendioxidkonzentration.
12.1 Zusammensetzung der Luft
12.2 Spurengase
12.3 Luftverflüssigung
12.4 Ozon
12.5 Kohlendioxid und Klimawandel
12.6 Methan
12.7 Stratosphärenchemie
Kapitel 13 behandelt Elektrolyse, Galvanik, elektrisch und stromlos. Ferner die Stromquellen Batterien, Akkumulatoren und Brennstoffzellen.
13.1 Elektrolyse
13.2 Galvanotechnik
13.2.1 Metallabscheidung an Elektroden
13.2.2 Legierungen
13.2.3 Abscheidungsgeschwindigkeit und Schichtdicke
13.2.3 Galvanisierung nichtleitender Marerialien, außenstromlose Abscheidung
13.3 Batterien und Akkumulatoren
13.3.1 Primärzellen, das Leclanché–Element
13.3.2 Aufladbare Zellen, Akkumulatoren
13.4 Brennstoffzellen
Kapitel 14 beschreibt zum einen herkömmliche Gebrauchskeramik, vom Steingut über das Porzellan und die Emaille bis zu den Gläsern, zum anderen elektrische Bauteile und feste Ionenleiter als Beispiele für die Funktionskeramik.
14.1 Gebrauchs- und Schmuckkeramik
14.1.1 Tonkeramik
14.1.2 Porzellan
14.1.3 Glas
14.1.4 Email (Emaille)
14.2 Keramische Hartwerkstoffe
14.3 Funktionskeramik
14.3.1 Leitende 'Gläser'
14.3.2 Elektrische Widerstände
14.3.3 Kondensatoren
14.3.4 Pyroelektrische Sensoren, Bewegungsmelder
14.3.5 Piezoelektrische Materialien
14.3.6 Feste Ionenleiter
Ist das erste von drei Kapiteln zu den Kohlenstoffverbindungen. Diese werden hier fortschreitend von den mehr mineralischen Kohlenwasserstoffen bis zu den hochkomplexen Proteinen beschrieben werden.
15.1 Kohlenwasserstoffe und Erdöl
15.2 Verarbeitung von Rohöl
15.3 Ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Alkene (Olefine)
15.5 Aromaten
15.6 Polymere und Polymerisation
Das zweite Kapitel zu den Kohlenstoffverbindungen behandelt Kohlenstoffgerüste mit sog. Funktionellen Gruppen
16.1 Alkohole
16.2 Ether
16.3 Aldehyde und Ketone
16.4 Carbonsäuren
16.5 Ester
16.5.1 Aromastoffe
16.5.2 Fette
16.5.3 Polyesterkunststoffe
16.6 Seifen
16.7 Lipide
16.8 Ribonucleinsäuren, DNA, RNA
Kohlenstoffverbindungen dritter Teil: Zucker und Stärke und Cellulose
17.1 Zucker
17.2 Stärke und Cellulose
17.2.1 Stärke
17.2.2 Cellulose
17.3 Glycoside
17.3.1 Aldolreaktion
17.3.2 Glycosidische Naturstoffe
17.4 Phosphatester
17.4 Phosphorylierte Zucker im Stoffwechsel
17.4 Photosynthetische Bildung von Glucose
Kapitel 18 gibt einen Einblick in die Vielfältigkeit der Proteinchemie
18.1 Aminosäuren
18.2 Peptidbindung