Inwiefern hängen die Eigenschaften eines Stoffes von seiner Struktur ab?
Hallo,
das soll jetzt keine Hausaufgabenfrage sein, sondern allgemein eine Verständnisfrage zur Chemie (und Biologie): Inwiefern hängen die Eigenschaften eines Stoffes von seiner Struktur ab? Die Löslichkeit von Alkanen in Benzinen lässt sich durch van-der-Waals Kräfte erklären, aber wodurch lässt sich beispielsweise die Tatsache erklären, dass Ethanol den Menschen betrunken macht und Methanol den Menschen blind? Wie unterscheidet der Körper da?
6 Antworten
Das ist zwar jetzt nicht mit Ethanol und so (wir hatten das noch nicht in der Schule) aber Salze oder Hydroxide haben zum Beispiel eine hohe Schmelz- und Sidetemperatur weil sie in einem festen Gitterverband sind (auch Ionengitter genannt). Um die elektrische Leitfähigkeit zu bestimmen, muss man überlegen, ob der Stoff freibewegliche Ladungsträger besitzt. Gutes Beispiel: Diamant und Graphit. Beide bestehen nur aus Kohlenstoff - Atomen, aber Graphit leitet den Strom und Diamant dafür nicht. Das hängt damit zusammen, dass Graphit nur 3 sogenannte Elektronenpaarbindung eingeht und Diamant 4. So hat Graphit eins "übrig" und das ist dann der freibewegliche Ladungsträger.
Derastronom hat es schon ziemlich gut zum Ausdruck gebracht.
Grundsätzlich hängen die Eigenschaften immer von der Struktur des Stoffes ab, vorab man (besonders in Biologie) das Bezugssystem berücksichtigt.
Ein Beispiel hierfür ist Theobromin. Theobromine gehört zu den Methylxanthine. Coffein kommt aus der gleichen Gruppe und daher sind vielerlei Eigenschaften fast gleich. Beide Stoffe kommen u.a. in Schokoladentafeln vor. Betrachtet man jetzt aber den Menschen, so macht dies den Menschen eigentlich nichts aus. Es ist nicht giftig für den Menschen. Für andere Lebewesen sieht es z.B. ganz anders aus.
Hunde und Katzen, wobei Katzen es seltener anrühren, können schon in wenig Mengen von der Schokoladentafel in eine heikle Lage geraten: Theobromin ist giftig für Katzen und Hunde, sowie für viele andere Tiere. Würden Tiere eine Wissenschaft wie Chemie für ihre Spezies entwickeln, wäre Theobromin mit sehr giftig versehen. Bei uns trägt es lediglich die Kennung: Gesundheitsschädlich. Dabei kann man zum Thema Bezugssystem noch viele andere Dinge mit einbeziehen (z.B. Aggregatzustand des Stoffes).
Für die, die es interessiert: Isst ein Haustier Schokolade, sollte man schnell den Arzt aufsuchen. Falls eine Vergiftung vorliegt (und das ist bei vielen Tieren stark unterschiedlich, aber bei Hunden und Katzen fast gleich), so wird man erst sehr spät Symptome von der Vergiftung bemerken und aus den Zusammenhang raus gerissen nicht die Schokolade damit vermuten (z.B. Durchfall). Tiere sterben meist erst nach 3 oder mehr Tagen durch eine Schokoladenvergiftung. Man sollte sofort zum Tierarzt dackeln.
Wasserstoff ist in unserer Atmosphäre hochexplosiv und verbrennt in kurzer Zeit zu Wasser. Auf dem Jupiter gibt es kein Sauerstoff, jedoch Unmengen an Wasserstoff. Dort besitzt Wasserstoff die Eigenschaft "nicht explosiv".
Das sind keine Stoffeigenschaften, das sind spezifische Reaktionen. Methanol wird zu Formaldehyd oxidiert und greift dann u.a. die Kapillaren der Netzhaut an, soweit ich weiß. Ethanol wirkt auch in seiner oxidierten Form, weil es dann die Blut-Hirn-Schranke durchdringt und an bestimmten Synapsen hemmend wirkt.
Gute Frage! Die Erklärung könnte ich Dir liefern, da ich u.a. einmal Pharmazie studiert habe. Aber, glaube mir bitte (und das ist bitte, bitte nicht unhöflich gemeint), Du müsstest dabei ungemein viel von organischer Chemie und Human-Physiologie verstehen, sonst macht eine Erklärung wenig Sinn. Allein die Details bei der Metabolisierung von Ethanol sind nicht ohne fundierte Kenntnisse der Chemie nachzuvollziehen ... :-)
LG
Copy paste ... :)
sehr knapp gehalten und der Editor hier ist vermutlich aus den Neunzigern:
CH3OH > [ADH] > CH2O (Formaldehyd) > [ALDH] > CHOOH (Ameisensäure)
ADH=Alkoholdehydrogenase
ALDH=Aldehyddehydrogenase
Die entstehende Ameisensäure wird langsam metabolisiert und führt zur Azidose.
Formaldehyd selbst denaturiert Netzhautproteine, dies führt zur Erblindung. Antidot: Ethanol hat eine höhere Affinität zu ADH als Methanol.
Unter Denaturierung (toller Begriff, oder :-)) versteht man strukturelle Veränderungen von Biomolekülen, was teils recht heftige Folgen zeitigen kann.
Die eigentliche, sehr knappe Erklärung ist von hier:
http://www.karteikarte.com/card/158756/metabolisierung-von-methanol
Voll(Ethanol) Rausch ist tatsächlich das perfekte Antidot bei Methanol-Vergiftungen. Hängt mit einer Art Hierarchie beim Abbau in der Leber zusammen
Liebe Grüße!
Stell' Dir den Körper als große Fabrik vor, der die unterschiedlichsten Strukturen "erkennt" und sie in die verschiedensten Kanäle zum Abbau/ zur Weiterverarbeitung leitet. Wenn es jetzt für einen Stoff keine geeignete Produktionlinie gibt, wird er zwangsweise zwischen einigermaßen ähnliche Ausgangsstoffe geschoben und dabei kommt dann nur (schädlicher) Quatsch raus.