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Grundlage der Fotografie sind die lichtempfindlichen Eigenschaften der Silberhalogenide. Gelangt Licht an eine solche Verbindung, kommt es zu einer fotochemischen Reaktion in deren Verlauf Silberkeime entstehen.Nach der Belichtung muss das Foto entwickelt und fixiert werden.

Als Halbmetalle werden die chemischen Elemente bezeichnet, die in ihren Eigenschaften eine Zwischenstellung zwischen den Metallen und den Nichtmetallen einnehmen. Sie weisen halbleitende und amphotere Eigenschaften auf, sind aber nicht mit der Stoffgruppe der Halbleiter identisch. Es handelt sich bei Halbmetallen um Feststoffe, die teilweise sowohl metallische als auch nichtmetallische Modifikationen bilden. Im Periodensystem sind die Halbmetalle farblich von den Metallen und den Nichtmetallen abgehoben.

Die Hochofenschlacke entsteht als Nebenprodukt bei der Roheisengewinnung im Hochofen, wenn nichtmetallene Erzbestandteile sich mit zugesetzten Stoffen, den Zuschlägen, verbinden. Hochofenschlacke besteht im wesentlichen aus Calcium- bzw. Magnesiumsilicaten. Die spezifisch leichtere Hochofenschlacke schützt das Roheisen im Hochofen vor Rückoxidation. Später findet sie größtenteils als Baumaterial Anwendung.

Kohlenstoff als Element der IV. Hauptgruppe bildet fast ausschließlich polare Atombindungen zu anderen Partnern aus. Dabei entsteht eine Vielzahl von Molekülverbindungen, angefangen von den Kohlenwasserstoffen über die ungeheure Vielfalt der anderen organischen Verbindungen bis hin zu den anorganischen Kohlenstoffoxiden. Kohlenstoffverbindungen spielen eine wichtige Rolle in der Natur (z. B. Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße als Grundbausteine des Lebens), in der Umweltchemie (z. B. das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid), im Alltag (z. B. organische Säuren als Konservierungsmittel) und in der Technik (z. B. Erdölprodukte oder Werkstoffe).

Organische Liganden haben aufgrund der hohen Stabilität der Komplexe, die sie bilden, eine große Bedeutung. Oft sind organische Liganden mehrzähnig, d. h. sie können gleichzeitig mehrere Bindungen zu einem Zentralion ausbilden. Die enstehenden Chelatkomplexe sind stabiler als Komplexe mit vergleichbaren einzähnigen Liganden.
Wichtige, in der Natur vorkommende Komplexe mit organischen Liganden sind z. B. Hämoglobin, Chlorophyll und Vitamin B 12. In der analytischen Chemie findet insbesondere Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) als Ligand Verwendung.

Bei der Komplexbildung treten sehr viele Eigenschaftsänderungen auf, die Eigenschaften des Komplexes unterscheiden sich oft deutlich von denen des Zentralions und der Liganden. Werden Komplexsalze in Wasser gelöst, bleiben oft die charakteristischen Reaktionen aus, die die freien, unkomplexierten Ionen eingehen würden. Die Stabilität des Komplexes ist dabei von entscheidender Bedeutung. In diesem Abschnitt werden die häufigsten und wichtigsten Eigenschaftsveränderungen vorgestellt, die bei einer Komplexbildung auftreten können.

Chemische Verbindungen sind isomer, wenn sie in ihrer Summenformel übereinstimmen, sich aber in der Struktur unterscheiden. Aufgrund dieses Umstandes besitzen Isomere in der Regel unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften. In der anorganischen Chemie treten Isomere insbesondere bei Komplexverbindungen auf, wobei hauptsächlich vier Hauptisomerieformen unterschieden werden, Konfigurationsisomerie, Bindungsisomerie, Ionenisomerie und Koordinationsisomerie. Sie alle beruhen auf unterschiedlicher Anordnung der Liganden um das Zentralion oder darauf, dass diese in verschiedenen stöchiometrischen Verhältnissen an das Zentralion gebunden sind.

Die Eigenschaften von Komplexverbindungen, z. B. ihr Verhalten im Magnetfeld, können mit der Ligandenfeldtheorie erklärt werden. Bei dieser Theorie geht man davon aus, dass die Liganden, die das Zentralion umgeben, sich dessen d-Orbitalen unterschiedlich stark nähern. Weil die elektrostatische Wechselwirkung zwischen Liganden und d-Orbitalen dadurch unterschiedlich groß ist, kommt es zu einer Aufspaltung der d-Orbitale. Das bedeutet, dass sie energetisch nicht mehr gleichwertig sind, sondern beispielsweise bei oktaedrischen Komplexen auf zwei unterschiedliche Energieniveaus verteilt sind. Die Verteilung der vorhandenen d-Elektronen auf diese Energieniveaus hat Einfluss auf die Eigenschaften eines Komplexes.

Für die Benennung von Komplexverbindungen hat die IUPAC bestimmte Regeln aufgestellt. Generell werden Komplexteilchen folgendermaßen benannt: Erst die Anzahl der Liganden, dann die Namen der Liganden, schließlich der Name des Zentralteilchens mit seiner Oxidationszahl. Handelt es sich um ein anionisches Komplexteilchen, erhält es außerdem die Endung –at, und man verwendet den lateinischen Namen für das Zentralteilchen.

Die Anzahl der Liganden in einem Komplex wird Koordinationszahl (KZ) genannt, sie bestimmt seinen räumlichen Aufbau. Am häufigsten sind oktaedrische (KZ = 6), tetraedrische (KZ = 4) und quadratisch-planare (KZ = 4) Komplexe. Sowohl die Art der Liganden als auch die Art des Zentralteilchens haben Einfluss auf den räumlichen Bau eines Komplexes. Wie die unterschiedlichen räumlichen Anordnungen zustande kommen, kann durch die Valenzbindungstheorie oder die Ligandenfeldtheorie beschrieben werden.

Die Stabilität von Komplexverbindungen hat sowohl thermodynamische als auch kinetische Ursachen. Die Stärke der Donor-Akzeptor-Wechselwirkung zwischen Zentralion und Liganden und somit die Stärke der koordinativen Bindung hängt von der Lewis-Acidität des Zentralions und der Lewis-Basizität der Liganden ab. Quantitativ kann die thermodynamische Stabilität mithilfe des Massenwirkungsgesetzes bestimmt werden.
Die Stabilität von Komplexverbindungen nutzt man in der chemischen Analyse z. B. zum Auflösen von Niederschlägen aus Fällungsreaktionen oder zur Maskierung von bestimmten Ionen in Lösung.

Die Komplexometrie hat sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen quantitativen Analyseverfahren der Chemie in Forschung und Industrie entwickelt, denn sie besticht durch sehr genaue Ergebnisse und ihre einfache und vielseitige Anwendung. In diesem Abschnitt wird die Komplexometrie genauer vorgestellt, indem das zugrundeliegende Verfahren und verschiedene Titrationsmethoden beschrieben werden.

Magnetische Erscheinungen faszinieren die Menschen schon seit vielen Jahrhunderten. Aber was steckt dahinter, wenn sich eine Kompassnadel zum Magnetfeld der Erde ausrichtet?
Erstaunlicherweise haben nicht nur Metalle magnetische Eigenschaften. Die unterschiedlichen Arten des Magnetismus, ihre Ursachen und einige Anwendungen werden in diesem Beitrag erläutert.

Die magnetischen Eigenschaften von Stoffen ergeben sich aus ihrer elektronischen Struktur, insbesondere aus der Anzahl und Anordnung ungepaarter Elektronen. Aus der Untersuchung magnetischer Eigenschaften können daher Aussagen zur Besetzung der Energieniveaus, z. B. in Komplexverbindungen, gezogen werden. Daraus lassen sich wichtige Schlussfolgerungen zu den Bindungsverhältnissen ableiten.

Unter Metallothermie versteht man Verfahren, durch die bei hohen Temperaturen Metalle aus ihren Erzen hergestellt werden, wobei unedle Metalle als Reduktionsmittel eingesetzt werden.
Ein Beispiel für die Metallothermie ist die Aluminothermie, bei der Aluminium als Reduktionsmittel verwendet wird, um edlere Metalle wie Chrom aus ihren Oxiden oder Halogeniden zu gewinnen.

Dehnt man den Begriff Metallothermie auf alle Verfahren aus, bei denen mit hohen Temperaturen Metalle gewonnen werden, so lassen sich auch weitere Hochtemperaturverfahren dazuzählen. So kann man z. B. reines Titan durch Zersetzung von Titantetraiodid bei 1200 °C herstellen.

Die Nebengruppenelemente einer Periode des PSE unterscheiden sich in ihrer Elektronenkonfiguration nur durch die Besetzung der d-Niveaus. Sie werden deshalb als d-Block-Elemente bezeichnet und ähneln sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften weitaus stärker als Hauptgruppenelemente:

Phosphor als Element der V. Hauptgruppe tritt in mehreren Modifikationen auf. Da besonders der weiße Phosphor außerordentlich reaktionsfreudig ist und Phosphor mit Sauerstoff stabile polare Atombindungen eingeht, spielen vor allem die Sauerstoff-Verbindungen eine wichtige Rolle in Natur und Technik.
Phosphorsäure ist eine mittelstarke Säure und wird in der Getränkeindustrie als Konservierungsmittel eingesetzt. Der Hauptanteil dient jedoch der Herstellung verschiedener Phosphate.
Phosphorverbindungen sind im Organismus in der Knochensubstanz, in der DNA und im ATP enthalten und somit biologisch von großer Bedeutung. Daher sind Phosphate wichtige Nährstoffe für Pflanzen und müssen diesen als Düngemittel zugeführt werden. Daraus und aus der Anwendung als Komplexbildner in Waschmitteln ergibt sich das Umwelt schädigende Potenzial von Phosphaten. Der unkontrollierte Eintrag in Gewässer führt zu einem Massenwachstum an Algen und Wasserpflanzen und letztendlich zum Absterben aller Lebewesen in diesen Gewässern.

* 13.03.1733 in Fieldhead bei Leeds
† 06.02.1804 in Northumberland, Pennsylvania

Joseph Priestley war ein britischer Naturwissenschaftler, Theologe und Philosoph.
Er entdeckte unabhängig von Carl Wilhelm Scheele das Element Sauerstoff, außerdem den Ammoniak, das Lachgas, die schweflige Säure, Chlorwasserstoff und Kohlenstoffmonooxid. Die pneumatische Wanne, die zum Auffangen von gasförmigen Reaktionsprodukten verwendet wird, stammt auch von ihm. Am bekanntesten wurde Priestley durch seine Versuche zur Reinigung „verdorbener“ (durch Verbrennungsvorgänge) Luft durch Pflanzen.
Priestley erfand auch den Radiergummi.

Wasser ist einer der wichtigsten Stoffe auf der Erde. Es dient nicht nur als Nahrungs- und Transportmittel, sondern ist ein bedeutender Reaktionspartner und verbreitet genutztes Lösungsmittel in der Chemie, Biologie und der Technik. Die außergewöhnlichen Eigenschaften und des Wassers lassen sich mit seinen Bindungs- und Strukturverhältnissen erklären. Auf welche Weise Wasser mit anderen Partnern reagiert, hängt jedoch hauptsächlich von den Bindungseigenschaften des jeweiligen Stoffes ab. Man unterscheidet folgende Reaktionen:

1. Hydratation
2. Protolyse
3. Hydrolyse
4. Redoxreaktionen mit Wasser
5. Komplexbildung
6. Hydratisierung

Salze werden in der Lebensmittelindustrie häufig eingesetzt, um frische aber leicht verderbliche Nahrungsmittel länger haltbar zu machen. Durch Verfahren wie Einsalzen, Pökeln oder durch Zusetzen anderer Salze werden Bakterien und Keime abgetötet und die Lebensmittel konserviert (lat. conservare = erhalten).

Sauerstoff ist ein Element der VI. Hauptgruppe und bildet mit fast allen Elementen des Periodensystems stabile Oxide. Als Bestandteil der Oxide und anderer Verbindungen (z. B. Silicate, Carbonate) ist Sauerstoff das häufigste Element der Erdkruste. Reaktionen unter Beteiligung von Sauerstoff wie die Verbrennung von Kohle oder von Kohlenhydraten (Atmung) sind wichtige Prozesse in Natur und Technik. Solche Prozesse bezeichnet man als Oxidationsreaktionen.
Der Luftsauerstoff und das häufigste Elementoxid, das Wasser, ermöglichen erst das Leben auf der Erde. Aber auch viele technisch wichtige Werkstoffe wie Glas (Siliciumdioxid), Keramiken (Aluminiumoxid) oder Erze (Eisenoxid) sind Oxide. Aus der Reaktion der Oxide mit Wasser entstehen entweder Säuren oder Basen.

Schwefel als Element der VI. Hauptgruppe kommt sowohl gediegen als auch in Form von Sulfiden und Sulfaten in der Erdkruste vor. Schwefel und viele Schwefel-Verbindungen sind vor allem in der chemischen Industrie von außerordentlicher Bedeutung. So werden jährlich über 150 Millionen Tonnen Schwefelsäure als einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie produziert. Diese werden vor allem zur Herstellung von Düngemitteln und zur Aufbereitung von Titanerzen benötigt.
Der hohe Schwefelgehalt in fossilen Brennstoffen trägt zur Entstehung des sauren Regens bei. Das bei der Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas entstehende Schwefeldioxid muss deshalb in Entschwefelungsanlagen aus den Abgasen von Industrieanlagen und Kraftwerken entfernt werden.