Organische Chemie
Organische Chemie ist die Lehre von chemischen Verbindungen, die Kohlenstoff enthalten. Kohlenstoff hat die Fähigkeit, eine chemische Bindung mit einer Vielzahl von chemischen Elementen und anderen Kohlenstoffatomen einzugehen. Dies ermöglicht eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Kombinationen, die als organische Verbindungen bezeichnet werden. Das Fachgebiet der Kohlenstoffverbindungen wird organische Chemie genannt, weil alle bekannten Organismen oder Lebewesen aus Wasser und Kohlenstoffverbindungen bestehen. Die organische Chemie umfasst weitgehend die Synthese oder Bildung organischer Produkte durch chemische Reaktion unter Verwendung verschiedener Reaktanten und Reagenzien, den während einer Reaktion verbrauchten Substanzen. Mehrere verschiedene Bereiche der Chemie erweitern die Konzepte und Prinzipien der organischen Chemie, einschließlich Biochemie, Mikrobiologie und Medizin.
Geschichte
Der Begriff "organisch" stammt von Jons Jacob Berzelius, einem schwedischen Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts, der den Begriff für Substanzen verwendete, die in Lebewesen vorhanden sind. Zur Zeit von Berzelius war die Lebenskrafttheorie populär. Diese Theorie besagt, dass eine Lebenskraft erforderlich ist, um die organischen Verbindungen herzustellen, die nur in Lebewesen vorkommen. Nach einem Experiment von Friedrich Wöhler aus dem Jahr 1828 verlor die Lebenskrafttheorie an Unterstützung. Seine Arbeit zeigte, dass Harnstoff, eine organische Verbindung, aus Ammoniumcyanat, einer anorganischen Verbindung, hergestellt werden konnte.
Kohlenwasserstoffe
Die Untersuchung von Kohlenwasserstoffen ist ein sehr großer Teil der organischen Chemie. Kohlenwasserstoffe sind Moleküle, die nur die Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff in Form von Ketten enthalten. Kohlenwasserstoffe lassen sich aufgrund des Vorhandenseins eines Benzolrings, eines kreisförmigen Kohlenwasserstofftyps, in zwei Kategorien einteilen. Aliphatische Kohlenwasserstoffe enthalten keinen Benzolring, aromatische Kohlenwasserstoffe hingegen schon.
Reaktionen
Organisch-chemische Reaktionen finden statt, weil die Elektronen in einer chemischen Bindung nicht gleichmäßig verteilt sind. Einige Atome oder Moleküle, wie Sauerstoff, Stickstoff und negativ geladene Anionen, sind nukleophil, weil sie zusätzliche Elektronen haben und sich um positive Ladungen herum befinden wollen. Andere, wie H+ und andere positiv geladene Kationen, sind elektrophil und wollen sich um negative Ladungen herum bewegen. Wenn ein organisches Molekül eine positive Ladung hat, wird es als Carbokation bezeichnet. Es ist auch ein elektrophiles Molekül. Wenn sich Nukleophile und Elektrophilen vermischen, kann eine Reaktion stattfinden.
Gemeinsame Reaktionsmechanismen
Ein Reaktionsmechanismus ist eine Reihe von kleineren Reaktionen, die eine Gesamtreaktion bilden. Zwei grundlegende Mechanismustypen sind Substitutions- und Eliminierungsreaktionen. Sie sind bei der Untersuchung organisch-chemischer Mechanismen sehr wichtig, weil sie von viel komplizierteren Mechanismen genutzt werden.
Substitutionsreaktionen (SN1 & SN2)
Nukleophile Substitution liegt vor, wenn sich ein Atom oder eine Gruppe von Atomen von einem organischen Molekül ablöst und durch ein anderes ersetzt wird. Geschieht das Verlassen und Hinzufügen gleichzeitig, spricht man von einer SN2-Reaktion. Wenn sich die austretende Gruppe von dem organischen Molekül löst und ein Carbokation bildet, bevor die Substitution stattfindet, spricht man von einer SN1-Reaktion.
Eliminierungsreaktionen (E1 & E2)
Eliminierung tritt auf, wenn zwei Gruppen von einem organischen Molekül durch eine starke Säure abgespalten werden und die daraus resultierenden Ladungen eine Doppelbindung bilden. In der Regel ist eine der Gruppen ein Nukleophil und die andere ein Wasserstoffatom. Wenn beide Gruppen gleichzeitig abgespalten werden, spricht man von einer E2-Reaktion. Wenn eine Gruppe zuerst abgezogen wird und ein Carbokation bildet, bevor die zweite Gruppe entfernt wird, spricht man von einer E1-Reaktion.
Stereochemie
Stereochemie ist die Untersuchung von Molekülen im Raum. Sie untersucht die Anordnung der Atome innerhalb von Molekülen im Raum relativ zueinander und wie sie miteinander wechselwirken werden. Moleküle, die die gleiche chemische Zusammensetzung haben, aber unterschiedlich angeordnet sind, werden als Isomere bezeichnet. Der berühmte Chemiker Louis Pasteur war ein früher Forscher der Stereochemie.
Ein zentraler Teil des Studiums der Sterochemie ist die Chiralität. Einfach ausgedrückt, betrachtet die Chiralität die Symmetrie in chemischen Molekülen. Wenn ein Objekt nicht mit seinem Spiegelbild überlagert werden kann, dann ist es ein chirales Objekt. Wenn er es kann, wird er als achiral bezeichnet.
Spektroskopie
Spektroskopie ist die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Lichtenergie und Materie. Wir sind in der Lage, Farben aufgrund der Energieabsorption durch organische und anorganische Verbindungen zu sehen. Wenn sich eine Pflanze der Photosynthese unterzieht, fängt sie Energie von der Sonne ein, und dies ist ein Beispiel für eine Wechselwirkung zwischen Energie und organischen Verbindungen.
Die Spektroskopie wird zur Identifizierung organischer Moleküle in unbekannten Verbindungen eingesetzt. Es gibt viele Arten der Spektroskopie, aber die wichtigsten für die organische Chemie sind die Infrarotspektroskopie und die kernmagnetische Resonanzspektroskopie.
Andere Websites
- Portalseite zur Organischen Chemie
- Organische Chemie Hilfe!
- Organische Chemie: Eine Einführung
- MIT.edu, OpenCourseWare: Organische Chemie I
- HaverFord.edu, Organische Chemie Vorlesungen, Videos und Text
- Journal of Organic Chemistry (Abonnement erforderlich) (Inhaltsverzeichnis)
- Organische Briefe (Pubs.ACS.org, Inhaltsverzeichnis)
- Thime-Connect.com, Synlett
- Thieme-Connect.com, Synthese
- Organic-Chemistry.org, Portal der organischen Chemie - Neueste Zusammenfassungen und (Namen)Reaktionen
- Orgsyn.org, Zeitschrift für die Synthese organischer Chemie
- Ochem4free.info, Homepage eines vollständigen, online, begutachteten Textes zur organischen Chemie
- CEM.MSU.edu, Virtuelles Lehrbuch der Organischen Chemie
- Ressourcen der Organischen Chemie weltweit - Eine Sammlung von Links
- Ungesättigte Kohlenwasserstoffe - Alkene oder Olefine ,[Retrived link date=August 2019]
- Organic.RogerFrost.com, Roger Frost's Organic Chemistry - Mechanismen und Animationen für das Lehren und Lernen, typischerweise für 15- bis 19-Jährige
- ChemHelper.com, Hilfe zur organischen Chemie
- Organic-Chemistry-Tutor.com, Tutor für Organische Chemie
- ACDlabs.com, Chemische Freeware
- Chemaxon.com, Chemische Freeware von ChemAxon.
- AceOrganicChem.com,
- OrgChemInfo.8k.com, Eine Sammlung von Ressourcen zur Organischen Chemie
- Benzylene.com, Reaktionen, Mechanismen und Probleme der organischen Chemie
- Beilstein-Zeitschriften.org, Beilstein Journal of Organic Chemistry (Open Access)
- Study-Organic-Chemistry.com, Ressourcen für Erfolg in der Organischen Chemie
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Fragen und Antworten
F: Was ist organische Chemie?
A: Die organische Chemie ist die Lehre von chemischen Verbindungen, die Kohlenstoff enthalten.
F: Welche Bedeutung hat der Kohlenstoff in der organischen Chemie?
A: Kohlenstoff hat die Fähigkeit, mit einer Vielzahl von chemischen Elementen und anderen Kohlenstoffatomen eine chemische Bindung einzugehen, was eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Kombinationen ermöglicht, die als organische Verbindungen bezeichnet werden.
F: Warum wird das Thema der Kohlenstoffverbindungen als organische Chemie bezeichnet?
A: Das Fachgebiet der Kohlenstoffverbindungen heißt organische Chemie, weil alle bekannten Organismen oder Lebewesen aus Wasser und Kohlenstoffverbindungen bestehen.
F: Worum geht es bei der organischen Chemie hauptsächlich?
A: Die organische Chemie befasst sich im Wesentlichen mit der Synthese oder Bildung organischer Produkte durch chemische Reaktionen unter Verwendung verschiedener Reaktanten und Reagenzien, d.h. der Stoffe, die während einer Reaktion verbraucht werden.
F: Welche Bereiche der Chemie bauen auf den Konzepten und Prinzipien der organischen Chemie auf?
A: Verschiedene Bereiche der Chemie bauen auf den Konzepten und Grundsätzen der organischen Chemie auf, darunter Biochemie, Mikrobiologie und Medizin.
F: Was bedeutet der Begriff "organische Produkte" in der organischen Chemie?
A: In der organischen Chemie bezieht sich der Begriff "organische Produkte" auf Verbindungen, die Kohlenstoff als wesentlichen Bestandteil enthalten und durch chemische Reaktionen synthetisiert werden.
F: Warum ist das Studium der organischen Chemie so wichtig?
A: Das Studium der organischen Chemie ist wichtig, weil es praktische Anwendungen in verschiedenen Bereichen hat, darunter Medizin, Landwirtschaft und Materialwissenschaften, und uns hilft, die komplexe Chemie des Lebens zu verstehen.
