270059 VO Inorganic Chemistry II (2017S)

Teil A: Festkörperchemie der Übergangsmetalle. Kristalline Körper: Elementarzellen, Symmetrie im Festkörper, Punktlagen, Idealstruktur und Realstruktur. Defekte: zweidimensional, eindimensional, Punktdefekte, Nichtstöchiometrie in ionischen und metallischen Festkörpern, Defektstrukturen, Überstrukturen. Die Übergangsmetalle: Eigenschaften der Elemente, Herstellung und Verwendung. 11. Gruppe: Cu, Ag, Au: elektrochemische Raffination. Legierungen: Feste Lösungen und intermetallische Verbindungen. Einphasige und mehrphasige Legierungen (Phasendiagrammdarstellung), Messing und Bronze. 12. Gruppe: Zn, Cd, Hg: Zinkblende- und Wurtzitstruktur, Verbindungshalbleiter, Leuchtstoffe. 3. Gruppe: Sc, Y, La und Lanthanoide: Periodische Eigenschaften der Lanthanoide, Lanthanoidkontraktion. Färbigkeit, Laser, Leuchtstoffe, Magnetische Materialien, Actinide. 4. Gruppe: Ti, Zr, Hf: Van Arkel Prozess und chemischer Gasphasentransport. Ti-Legierungen, Leichtmetalle. Einlagerungsverbindungen: Carbide, Nitride, Boride. Titanoxide und Titanate. Bariumtitanat, Ferroelektrika. Zirkoniumoxid: Sauerstoff-Ionenleiter, Sauerstoffsensoren und Brennstoffzellen (SOFC). Keramische Materialien: Einteilung, Eigenschaften, klassische Synthese, Einsatzbereiche. Cermets und Kompositmaterialien, 5. Gruppe: V, Nb, Ta: Metallische Supraleiter (Nb3Ge), keramische Supraleiter. 6. Gruppe: Cr, Mo, W: Oxide, Polyanionen, Heteropolyanionen, Wolframbronze: Perowskitstruktur, Nichtstöchiometrie, WC und Hartmetalle. 7. Gruppe: Mn, Tc, Re: Batterien (Alkali-Mangan). Quasikristalle. 8.-10. Gruppe: Eisenmetalle: Eisen- und Stahlerzeugung, Hochofenprozess. Fe-C Phasendiagramm. Legierter Stahl. 8.-10. Gruppe: Platinmetalle: Platinlegierungen, Platinmetalle als Katalysatoren.

Teil B: Anorganische Reaktionsmechanismen in Lösungen: Chemische Interpretation der Aktivierungsparameter. Theorie des Übergangszustandes. Energiediagramme. Spezielle Eigenschaften der Reaktionen in einem Lösungsmittel. Diffusionskontrollierte Geschwindigkeitskonstanten. Kinetik von Ionenreaktionen. Kinetische Isotopieeffekte. Kinetik des Isotopenaustauschs. Elektronenübertragungsprozesse. Reaktionen des solvatisierten Elektrons. Redoxreaktionen, die in der äußeren Sphäre ablaufen: Franck-Kondon Prinzip; Marcus-Gleichung. Redoxreaktionen, die in der inneren Sphäre ablaufen: outer-sphere oder inner-sphere Mechanismus? Verschiedene Brückenmechanismen. Nicht-komplementäre Redoxreaktionen. Photochemische Redoxreaktionen. Substitutionsreaktionen bei Übergangsmetallkomplexen: Molekularität. Ligandensubstitution bei oktaedrischen Komplexen: dissoziativer Mechanismus, Stereochemie. Ligandensubstitution bei quadratisch-planaren Komplexen: assoziativer Mechanismus; Trans-Effekt. Reaktionen, die zu einer Änderung der Koordinationszahl führen. Kettenreaktionen. Oszillierende Reaktionen.
Beispiele für bioanorganische Reaktionsmechanismen. Nitrogenase. Synthese, Funktion, und Abbau von Stickstoffmonoxid in der Biosphäre. Denitrifizierung.