Moin,

ja, ja, die Benennungen von Substanzen... Ein Kapitel für sich.

Der Name Benzol leitet sich aus dem Arabischen ab. Dort hieß „luban dschawi” übersetzt etwa „Weihrauch aus Java” und zielte darauf ab, dass es ein Stoff mit einem wohlriechenden Aroma war (daher auch die Bezeichnung Aromat für derartige Stoffe).

Die arabische Bezeichnung wurde in Italien zu »benjui« und daraus wurde dann „Benzol”. Das bedeutet, dass die Bezeichnung „Benzol” historisch gewachsen ist. Solche historischen Namen bezeichnet man auch als „Trivialnamen”. Sie sind oft so alt oder so weit verbreitet, dass man gegen sie kaum noch ankommt. Deshalb werden sie einfach traditionell beibehalten.

Beim Benzol hat man später versucht, der Sache wenigstens dadurch etwas entgegen zu kommen, dass man nach dessen Strukturaufklärung aus der älteren Bezeichnung „Benzol” die neuere Bezeichnung „Benzen” machen wollte. Das tat man, weil man - genau wie du jetzt - bemerkte, dass es im Benzol gar keine Hydroxygruppe gibt, so dass die Endung „-ol” als unpassend empfunden wurde und stattdessen lieber die Endung „-en” (wegen der Doppelbindungen) angemessen erschien. Doch diese durchaus nachvollziehbare Umbenennung gelang nur mit mäßigem Erfolg.

Heutzutage ergeben der gleichzeitige Gebrauch von „Benzol” und „Benzen” eine wilde Mischung in unterschiedlichen schriftlichen Werken, die es einem Lernenden schwerer macht.

Das Wort „Benzen” hat darüber hinaus noch die Schwierigkeit, dass es im englischsprachigen Raum zu „Benzene” wird, das man »benzin« ausspricht. Doch das erweckt bei deutschsprachigen Menschen noch einmal eine völlig andere (und falsche) Assoziation zum Treibstoffgemisch Benzin.

Dein Vorschlag, das Ganze als Cyclohexa-1,3,5-trien zu bezeichnen und damit einen systematischen IUPAC-Namen zu benutzen, ist nicht möglich, weil das nur ginge, wenn es lokalisierte Doppelbindungen gäbe (wie du ja schon selbst kritisch hast anklingen lassen).

Doch das würde bedeuten, dass Benzol ein asymmetrisch gebautes Molekül sein müsste:

Bild zum Beitrag

weil die C=C-Doppelbindungen mit 133 Å kürzer als C–C-Einfachbindungen mit 145 Å sind. Tatsächlich sind aber alle C-C-Bindungen im realen Benzolring vollkommen gleichwertig in Länge (139 Å) und Charakter, gerade weil die pi-Elektronen delokalisiert sind.
Insofern ist deine Einschränkung: „Wären die Elektronen der Doppelbindungen nicht delokalisiert...” vollkommen richtig und bildet den Schlüssel dafür, warum man den Stoff nicht als Cyclohexa-1,3,5-trien bezeichnen kann.

Im Falle des Anilins war es so, dass es einerseits eine farbige Flüssigkeit war, andererseits zur Herstellung weiterer Farbmittel und Farbstoffe verwendet werden konnte. Das führte ab 1840 dazu, dass die Substanz ihren Trivialnamen Anilin erhielt. Das portugiesische Wort „anil” bedeutet so viel wie „Indigo” (ein anderer Farbstoff).

Obwohl im Phenol tatsächlich mal eine Hydroxygruppe enthalten ist, hat auch hier dieser Umstand nichts mit der Bezeichnung zu tun. Die Substanz wurde um 1834 und dann noch einmal 1841 aus Steinkohlenteer isoliert. Auf dem Wege zur Produktion von Kohle entstand unter anderem auch Leuchtgas (Stadtgas), das man damals zur Beleuchtung von Straßen in Städten einsetzte (das heute benutzte Erdgas wurde erst später zum Stadtgas).
Dieses Leuchtgas erhielt schließlich von C. Gerhardt die Bezeichnung Phenol, was sich aber vom griechischen Wort »phainomai« (= leuchten) herleitet und nicht von dem Umstand, das darin eine alkoholische Hydroxygruppe enthalten ist.

Was die Begriffe „Aminobenzol” (oder „Benzolamin” für Anilin) oder „Hydroxybenzol” (für Phenol) angeht, so benutzt man hier lediglich den Trivialnamen „Benzol” (siehe oben) und setzt die funktionelle Gruppe daran (einmal die Aminogruppe, das andere Mal die Hydroxygruppe). Im Falle des Anilins kommt es dann noch einmal darauf an, ob du den Charakter der funktionellen Gruppe („Benzolamin”) oder den aromatischen Ring („Aminobenzol”) als Stamm in den Vordergrund rücken willst.

Immer wenn es um „thio” geht, ist Schwefel (anstelle von Sauerstoff) im Spiel. Deshalb ist die –SH-Gruppe im Thiophenol anstelle einer Hydroxygruppe am Benzolring.

In keinem der Fälle hat das „-ol” irgendeinen systematischen Bezug, sondern leitet sich immer aus der historisch gewachsenen Bezeichnung des Benzols ab.

Insofern ja, Begriffe wie „Benzol”, „Benzen”, „Aminobenzol” oder „Benzolamin”, „Hydroxybenzol”, „Phenol” oder „Thiophenol” musst du einfach zusammen mit den dazu gehörenden Formeln wie Vokabeln lernen.

Wenn du das jetzt blöd findest, tja, so ist das nicht zu ändern. Aber zur Beruhigung sei gesagt, dass die IUPAC den Stoff Wasser systematisch als „Oxidan” bezeichnet. Doch das macht im deutschsprachigen Raum wirklich niemand so.
Im Gegenteil, gehe mal in ein Restaurant und sage zum Ober, du hättest gern ein Glas Oxidan! Dann glauben die Leute in dem Laden, dass du Drogen kaufen willst.

Du siehst, nicht immer ist die Verwendung von IUPAC-Namen besser geeignet. Manche der Trivialnamen sind eben so verbreitet, dass man das nicht mehr aus den Menschen herausbekommt.

Und an die völlig unsystematischen Bezeichnungen von Methan, Ethan, Propan, Butan, Wasser, Ammoniak (IUPAC: Azan)... hast du dich doch auch gewöhnt, oder?

Kopf hoch, das wird schon...

LG von der Waterkant

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Moin,

n ist eine natürliche Zahl (1, 2, 3, 4...) und steht für die Anzahl an Monomeren (hier Ethen), die durch eine Polymerisation zu einem Polymer verknüpft werden.

Zum Beispiel

120 CH2=CH2 + Br2 → Br-(-CH2-)240-Br

oder eben irgendeine andere größere natürliche Zahl... Im Beispiel wäre n = 120. In der Polymerkette wären dadurch die doppelte Anzahl an CH2-Einheiten.

Im Grunde reichen auch zwei Moleküle Ethen, aber dann würde ein Dimer (das man eher nicht als Polymer bezeichnen würde) entstehen.

LG von der Waterkant

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Moin,

R steht in der organischen Chemie für irgendeinen Kohlenwasserstoff-Rest (oder auch nur für ein H).

Die verbindende Gruppierung in einem Ester ist dann die Esterbrücke:

–C(=O)–O–

Wenn nun an den beiden offenen Bindungsstellen zweimal der gleiche Rest gebunden ist, dann erhältst du

R–C(=O)–O–R

Daher kommt diese Schreibweise.

Wenn du aber zwei unterschiedliche Reste hast, solltest du das auch kenntlich machen, etwa so

R–C(=O)–O–R'

oder so

R1–C(=O)–O–R2

Aber außerdem ist in deiner Aufzeichnung falsch, dass nicht die Hydroxygruppe des Alkohols das Wasser bildet, sondern die Hydroxygruppe der Säure. Das Reaktionsschema ist also folgendes:

R1–C(=O)–O–H + H–O*–R2 → R1–C(=O)–O*–R2 + H–O–H

Das konnte man mit Hilfe von radioaktiv markiertem Sauerstoff (O*) nachweisen. Dazu verwendete man 18O-Isotope, also Sauerstoffatome, die statt der üblichen 16 u die Masse von 18 u haben, weil sie im Kern zwei Neutronen mehr besitzen.

Den schwereren Sauerstoff baute man nun in den Alkohol ein (das ist der markierte Sauerstoff O*) und startete die Veresterung. Dabei zeigte sich, dass der markierte Sauerstoff IMMER im Ester und NIEMALS im Wasser landete. Dadurch konnte gezeigt werden, dass die Abspaltung der Hydroxygruppe aus der Säurekomponente kommt und nicht aus dem Alkohol.

Was du auf deiner Plattform gelesen hast, ist entweder falsch oder du hast es nicht genau genug gelesen (oder verstanden), denn der Mechanismus dieser Reaktion verläuft über die einleitende Protonierung der Carbonsäure:

Bild zum Beitrag

Dadurch erhältst du (reversibel) ein mesomeriestabilisiertes Zwischenprodukt, das mal an dem einen Sauerstoff, mal an dem anderen Sauerstoff und mal am C-Atom, das beide Hydroxygruppen gebunden hat, positiv geladen ist.

Nun ist es so, dass hier das positiv geladene C-Atom anfällig für eine Addition des Alkohols ist. Wenn sich der Alkohol über seine Hydroxygruppe anlagert (und dabei sein gebundenes Wasserstoffatom auf eine der beiden benachbarten Hydroxygruppen der protonierten Carbonsäure überträgt), dann sieht das folgendermaßen aus:

Bild zum Beitrag

Tja, und dann spaltet sich eben ein Molekül Wasser ab. Und nur hier ist nicht festgelegt, ob es den einen Sauerstoff der ehemaligen Carbonsäure ODER den anderen Sauerstoff der Carbonsäure trifft. Beide werden mit gleicher Wahrscheinlichkeit als Wasser abgespalten. Doch es ist eben NIE der Sauerstoff aus dem Alkohol!

Bild zum Beitrag

Am Ende bekommst du wieder das am Anfang in die Carbonsäure „investierte” Proton zurück, so dass die säurekatalysierte Veresterung auch den Säurekatalysator regeneriert.

Das alles zeigt, dass der Sauerstoff des Wassermoleküls NICHT vom Alkohol, sondern von der Carbonsäure stammt. Dort kann es aber sowohl der Carbonyl-Sauerstoff (C=O) oder der Hydroxy-Sauerstoff (–OH) sein, der im Wasser landet.

Das konnte man mit Hilfe von einer Isotopenmarkierung nachweisen...

Fazit:
R steht für irgendwelche Alkyl-Reste und der Sauerstoff des abgespalteten Wassers stammt aus der Carbonsäure und nicht aus dem Alkohol.

LG von der Waterkant

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Moin,

das Schalenmodell ist nicht wirklich geeignet für diese Darstellung. Aber du könntest es so malen:

Bild zum Beitrag

Dann hast du 2 x Li+ und 1 x S2–.

Im Kern der Lithiumkationen hast du drei Protonen (Ladung 3+). In der einzig verbliebenen Schale (der K-Schale) sind nur noch zwei Elektronen (zwei Minusladungen). Darum ist das Teilchen einfach positiv geladen.

Bei Sulfidanion ist es andersherum. Dort stehen den 16 Protonen im Kern (16 Plusladungen) 18 Elektronen in den drei Schalen gegenüber (zwei Elektronen in der innersten Schale, acht Elektronen in der mittleren Schale, der L-Schale, und noch einmal acht Elektronen in der äußeren Schale (der M-Schale). Das macht zusammen (2 + 8 + 8 =) 18 Elektronen und somit 2 Minusladungen mehr als es Plusladungen im Kern gibt. Deshalb ist das Sulfidanion zweifach negativ geladen...

LG von der Waterkant

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Moin,

die Mitose ist die Kernteilung. Das bedeutet, dass aus einem Zellkern mit einem doppelten Chromosomensatz ZWEI Kerne mit identischen (doppelten) Chromosomensätzen werden. Somit ist die Mitose die Voraussetzung dafür, dass aus einer Zelle zwei Tochterzellen (durch eine Zellteilung) hervorgehen können. Mitose UND Cytokinese zusammen sind dann die Zellteilung.
Die Mitose können (zumindest eine Zeitlang) ALLE Körperzellen (Hautzellen, Muskelzellen, Darmzellen, Leberzellen, Nervenzellen...).
Die Mitose (mit anschließender Cytokinese) dient der Zellvermehrung, dem Wachstum sowie der Regeneration (Reparatur / Erneuerung).
Die Mitose läuft in vier kontinuierlich ineinander übergehende Phasen ab: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.

Die Meiose ist dagegen eine besondere Kern- und Zellteilung, die der Keimzellenbildung dient (Ei bzw. Spermium bei Tieren oder Samenanlage und Pollen bei Pflanzen). Dabei sollen aus einem Kern mit einem doppelten Chromosomensatz am Ende vier Kerne mit einem halben Chromosomensatz werden. Aber die Halbierung des Chromosomensatzes ist nur ein Teil der Aufgabe der Meiose. Ein anderer wichtiger Teil ist die Durchmischung des elterlichen Erbgutes durch die zufällige Verteilung auf die vier Tochterzellen (Rekombination) und Crossing-over-Ereignissen in der Prophase I.
Die Meiose kann nur eine Zellsorte, nämlich die Urkeimzelle. Alle anderen Körperzellen können keine Meiose durchführen.
Die Meiose dient also der Keimzellenbildung, sorgt für die Halbierung des Chromosomensatzes und durchmischt das elterliche Erbgut, so dass am Ende vier NICHT identisch ausgestattete Zellen entstehen.
Dazu läuft die Meiose in zwei aufeinander folgenden Teilungen ab, der ersten und der zweiten meiotischen Teilung. Sowohl die erste als auch die zweite Teilung laufen in vier Phasen ab: Prophase I → Metaphase I → Anaphase I → Telophase I, dann folgt eine kurze Interkinese, worauf die zweite Teilung erfolgt, mit Prophase II → Metaphase II → Anaphase II → Telophase II.

LG von der Waterkant

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Moin,

was brauchst du für das Lösen dieser Aufgabe?

1) Das molare Gasvolumen
Du musst zunächst wissen, dass unter den genannten „normalen” Bedingungen jedes beliebige Gas (also auch Kohlenstoffdioxid) ein Volumen von 22,4 L pro Mol einnimmt. Dieses Wissen ist bei Gasvolumina von Vorteil.
Das könntest du auch mit Hilfe der allgemeinen Gasgleichung für „ideale Gase” berechnen. Die lautet:

pV = nRT,

wobei p der Druck (hier 101 kPa),
V das Volumen (hier die gesuchte Größe),
n die Stoffmenge (musst du hier noch berechnen),
R die allgemeine Gaskonstante (die müsstest du auswendig lernen) und
T die Temperatur (hier 0°C) ist.

Aber auch hier müsstest du zumindest die allgemeine Gaskonstante R auswendig kennen, wenn du keine Formelsammlung benutzen darfst. Sie lautet:

R = 8,314 J/(mol • K).

Da sich die Konstante bei der Temperatur auf Kelvin bezieht, müsstest du auch noch die 0°C in Kelvin umrechnen. Da gilt 0°C = 273,15 K. Auch das müsstest du auswendig lernen, wenn du keine Formelsammlung benutzen darfst.

Da ist es doch leichter, sich zu merken, dass ein Gas bei Normalbedingungen 22,4 L Volumen einnimmt, oder?

Egal... Mit der allgemeinen Gasgleichung kommst du dann auf:

pV = nRT

V = nRT ÷ p

V = n • 8,314 J/(mol • K) • 273,15 K ÷ 101 kPa

2) Die Stoffmenge
Egal, wie du vorgehst, du brauchst immer die Stoffmenge n. Das ist ja auch logisch, denn viel Gas nimmt natürlich ein größeres Volumen ein als wenig Gas.

In der gestellten Aufgabe wird dir die Stoffmenge nicht direkt genannt, sondern nur, dass du 88 g von dem Kohlenstoffdioxid-Gas hast.

Um also von der Masse auf die Stoffmenge zu kommen, brauchst du die Formel

m = n • M

Die Masse m ergibt sich aus dem Produkt der Stoffmenge n und der molaren Masse M.

Die Masse ist hier vorgegeben (88 g), während die Molare Masse M im PSE steht. Wenn du kein Hilfsmittel (wie das PSE) benutzen darfst, bleibt dir nichts weiter übrig, als die molaren Massen auswendig zu lernen.

Das klingt jetzt aber schlimmer als es wirklich ist. Na ja, kommt darauf an... Ich sage es mal so: es gibt nur ein paar Elemente, die in Verbindungen immer wieder vorkommen und deren molarer Massen man daher öfter begegnet. Meiner Meinung nach sind das

  • Wasserstoff (H), molare Masse 1 g/mol (H2 hat dann logischerweise die molare Masse von 2 g/mol).
  • Kohlenstoff (C), molare Masse 12 g/mol
  • Stickstoff (N), molare Masse 14 g/mol (N2 dann 28 g/mol)
  • Sauerstoff (O), molare Masse 16 g/mol (O2 dann 32 g/mol)
  • vielleicht Fluor (F), molare Masse 19 g/mol (F2 dann 38 g/mol)
  • Natrium (Na), molare Masse 23 g/mol
  • Magnesium (Mg), molare Masse 24 g/mol
  • Aluminium (Al), molare Masse 27 g/mol
  • Schwefel (S), molare Masse 32 g/mol
  • Chlor (Cl), molare Masse 35,5 g/mol* (Cl2 dann 71 g/mol)
  • Kalium (K), molare Masse 39 g/mol
  • Calcium (Ca), molare Masse 40 g/mol
  • Eisen (Fe), molare Masse 56 g/mol
  • Kupfer (Cu), molare Masse 63,5 g/mol*
  • Zink (Zn), molare Masse 65 g/mol
  • Brom (Br), molare Masse 80 g/mol (Br2 dann 160 g/mol)
  • Silber (Ag), molare Masse 108 g/mol
  • Iod (I), molare Masse 127 g/mol (I2 dann 254 g/mol)
  • Quecksilber (Hg), molare Masse 200,6 g/mol*
  • Blei (Pb), molare Masse 207 g/mol

Das sind gerade einmal 20 Elemente mit ihren molaren Massen. Wenn dir das noch zu umfangreich ist, kannst du die Liste von den molaren Massen, die man wirklich öfter braucht, noch verkürzen, etwa

  • Wasserstoff: 1 g/mol
  • Kohlenstoff: 12 g/mol
  • Stickstoff: 14 g/mol
  • Sauerstoff: 16 g/mol
  • Natrium: 23 g/mol
  • Magnesium: 24 g/mol
  • Aluminium: 27 g/mol
  • Schwefel: 32 g/mol
  • Chlor: 35,5 g/mol*
  • Calcium: 40 g/mol
  • Eisen: 56 g/mol

womit es nur noch elf Elemente mit ihren molaren Massen wären...

*) Die Dezimalzahl kommt durch das Isotopenverhältnis der jeweiligen Elemente zustande. Bei anderen Elementen habe ich die Werte zum Teil gerundet.

In deinem Fall berechnest du dann die Stoffmenge von 88 g Kohlenstoffdioxid wie folgt:

m = n • M

n = m / M

M(CO2) = M(C) + 2 • M(O)

M(CO2) = 12 g/mol + 2 • 16 g/mol
M(CO2) = 12 g/mol + 32 g/mol
M(CO2) = 44 g/mol

n(CO2) = m(CO2) ÷ M(CO2)

n(CO2) = 88 g ÷ 44 g/mol
n(CO2) = 2 mol

Nun kennst du die Stoffmenge n, die 88 g Kohlenstoffdioxid ausmachen und kannst mit dem Wissen, das 1 Mol eines Gases 22,4 L einnehmen mit Hilfe eines einfachen Dreisatzes berechnen, wie viel Liter dann 2 Mol einnehmen werden:

1 mol ≙ 22,4 L

2 mol ≙ x L

22,4 L ÷ 1 mol = x L ÷ 2 mol

22,4 L • 2 mol ÷ 1 mol = x L

44,8 L = x L

Okay, zugegeben, dass sieht man hier sofort (auch ohne Dreisatz). Aber es könnte ja mal sein, dass die Sache nicht so offensichtlich ist...

Nun vergleichst du dein Ergebnis mit den Antwortmöglichkeiten und stellst fest, dass Antwort C korrekt ist.

Alles klar?

LG von der Waterkant

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Moin,

so gesehen sollte das Francium (Fr) sein, weil es die größten Atome aller Alkalimetalle hat.

Aber von Francium gibt es sooo wenig auf der Welt, dass man damit praktisch keine Versuche machen kann.

Deshalb lautet hier die bessere Antwort: Caesium (Cs) ist das reaktivste Alkalimetall.

Das liegt daran, dass die Reaktivität der Alkalimetalle von oben nach unten hin zunimmt (Li < Na < K < Rb < Cs).

Und das liegt daran, dass die Atome von oben nach unten immer größer werden. Darum wird das einzelne Valenzelektron, das ja alle Atome von Alkalimetallen besitzen, immer schwächer vom immer weiter entfernt liegenden Kern angezogen.

Ein Elektron, das aber schwächer angezogen wird, kann leichter abgegeben werden. Somit steigert sich die Reaktivität, weil es weniger Energie erfordert, das einzelne Außenelektron aus dem Atom zu entfernen.

Alles klar?

LG von der Waterkant

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Moin,

na ja, das ist insofern schlecht zu beantworten, weil dein gepostetes Bild ziemlicher Quatsch ist!

Das müsste so aussehen:

P-Generation: A A x a a

Keimzellen (und nicht F1!!): A und A bzw. a und a

F1-Generation: 100% A a

F1-Generation untereinander: A a x A a

Keimzellen: A oder a x A oder a

F2-Generation: 25% A A, 50% A a, 25% a a

Und natürlich könntest du das auch für die 3. Mendelregel so aufzeichnen:

P-Generation: A A B B x a a b b

Keimzellen: A B bzw. a b

F1-Generation: 100% A a B b

F1-Generation untereinander: A a B b x A a B b

Keimzellen: A B oder A b oder a B oder a b x A B oder A b oder a B oder a b

F2-Generation:

1/16 A A B B (wie ein Elternteil)
2/16 A A B b (neu)
2/16 A a B B (neu)
4/16 A a B b (wie die F1-Generation)
1/16 A A b b (neu)
2/16 A a b b (neu)
1/16 a a B B (neu)
2/16 a a B b (neu)
1/16 a a b b (wie ein Elternteil)

Damit könntest du die 3. Mendelregel belegen, weil es Allelkombinationen gibt, die es genotypisch so weder bei den Eltern noch in der F1-Generation gegeben hat.

Auch phänotypisch gäbe es neue Kombinationen. Somit wäre belegt, dass nicht gekoppelte Merkmalsgene UNABHÄNGIG voneinander vererbt werden.

LG von der Waterkant

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Moin,

na, das kommt ja wohl ganz darauf an, von wessen Alltag du hier sprichst.

So kommen zum Beispiel Katalysatoren in Autos vor. Aber da du etwas von einem Siebentklässlerniveau geschrieben hast, wirst du noch kein Auto fahren, so dass diese Art Katalysator in deinem Alltag eher keine Rolle spielt. Im Alltag deiner Eltern, sofern sie ein Auto fahren, dagegen schon.

Wie auch immer: ein Autokatalysator gehört zu den Oberflächenkatalysatoren. Er sorgt dafür, dass giftige Autoabgase, die beim Verbrennen von Benzin im Motor entstehen, in möglichst harmlose (ungiftige) Stoffe überführt werden, nämlich in Kohlenstoffdioxid, Wasser und / oder Stickstoff.

Was in jedem Menschen und an jedem Tag eine riesig große Rolle spielt, sind Enzyme (Biokatalysatoren). Das sind meist Proteine (Eiweiße), die Stoffwechselvorgänge in deinem Körper katalytisch ermöglichen. Enzyme spielen also definitiv in jedes Menschen Alltag eine Rolle.

Beispiele für solche Enzyme gibt es zu Hauf:

  • ATP-Synthetase: sie sorgen dafür, dass dein Körper Energie zur Verfügung hat (in Form eines Energieträgers, den man ATP (Adenosintriphosphat) nennt.
  • Amylase: sie sorgt dafür, dass du Kohlenhydrate aus der Nahrung verdauen und zu Traubenzucker (Glucose) abbauen kannst.
  • Lipase: sie sorgt für die Fettverdauung.
  • Peroxidase: sie sorgt dafür, dass das Zellgift Wasserstoffperoxid, das bei bestimmten Stoffwechselvorgängen entsteht, unschädlich gemacht wird.
  • Lysozyme: sie zerlegen Nahrungspartikel in Zellen.
  • Cholinesterase: sie spaltet den Botenstoff Acetylcholin in deinem Nervensystem und sorgt so dafür, dass es zu keiner Dauererregung kommen kann, was zu Krämpfen führen würde.

Es gibt noch viiieeel mehr Enzyme, aber ich denke, die Aufzählung reicht erst einmal.

Ansonsten ist es nicht sehr leicht, im Alltag eines Siebentklässlers auf Katalysatoren zu stoßen.

Wenn du versuchst, Haushaltszucker anzuzünden, wird dir das kaum gelingen, weil der Zucker eher schmilzt und karamellisiert, bevor er sich entzündet.
Wenn du einen Zuckerwürfel aber mit Asche (am besten funktioniert Zigarettenasche) einreibst und ihn dann versuchst anzuzünden, so gelingt das viel besser. Dann verbrennt der Zuckerwürfel nach und nach. Die Asche ist ein Katalysator für die Verbrennung von Zucker.

Doch ist das dein Alltag? Wann will man im Alltag schon mal einen Zuckerwürfel verbrennen?

Wasser (oder Feuchtigkeit) ist ein Katalysator für das Verrosten von Eisen.

Sonst fallen mir nur noch Spezialfälle im Leben von Chemikerinnen und Chemikern ein, die mit Katalysatoren zu tun haben. Aber wie gesagt, das sind Spezialfälle in ganz besonderen Alltagen von spezialisierten Menschen. Also nichts für dich.

LG von der Waterkant

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[Chemie] Wie erkenne ich, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist?

Guten Abend,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um zu verstehen, wie ich schnell herausfinden kann, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht (ganz allgemein möchte ich das gerne verstehen). Natürlich müssen bei einer Redoxreaktion Elektronen übertragen werden. Aber wie finde ich schnell heraus, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht?

Hierfür habe ich als Beispiel eine Reaktion, an der ihr mir es gerne erklären könnt.

Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten. 🙋‍♂️

C3H8O -> C3H6O + H2
  • Ich habe mir gedacht, dass man es vielleicht anhand der Oxidationszahlen sehen kann, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht
  • Daher habe ich für die Reaktion (siehe Zitat oben) einmal die Oxidationszahlen der einzelnen Atome notiert:

  • Ich verstehe noch nicht, wie man das mit den Oxidationszahlen dann herausfindet. Wie genau muss man da vorgehen, um herauszufinden, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht? Was sagen hier in dieser Aufgabe die Oxidationszahlen aus?
  • Ich sehe hier in diesem Fall, dass eine Dehydrierung (Wasserstoff wird abgegeben) stattfindet, weshalb das verbliebene Molekül oxidiert wurde und der Wasserstoff reduziert -> Redoxreaktion -> Mit den H-Atomen gehen ja die Elektronen, die vorher dem anderen Atom zugeordnet wurden

Ich würde solche Aufgaben gerne schnell lösen können. Dies (Zitat siehe unten) ist ein Beispiel einer Aufgabe, die in 90 Sekunden zu beantworten ist. Die richtige Antwortmöglichkeit ist hier ja E), aufgrund der Dehydrierung.

  • Aber wie würde ich es hier am schnellsten herausfinden, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht, wenn ich das mit der Dehydrierung nicht wissen würde?
  • Gibt es andere hilfreiche Dinge, die man sich merken kann, ähnlich wie die Dehydrierung (Wasserstoff wird abgegeben) -> Reaktion ist eine Redoxreaktion?
Welche der Reaktionen ist eine Redoxreaktion?
A) K+ + Cl- -> KCl
B) KOH + HF -> KF + H2O
C) P4O10 + 6 H2O -> 4 H3PO4
D) H2CO3 -> H2O + CO2
E) C3H8O -> C3H6O + H2
...zum Beitrag

Moin,

am sichersten erkennst du Redoxreaktionen an den Oxidationszahlen.

Da eine Redoxreaktion IMMER aus einer Oxidationsteilreaktion UND einer Reduktionsteilreaktion besteht (das eine geht nicht ohne das andere), muss also immer irgend ein Teilchen oxidiert und ein anderes reduziert werden.

Das bedeutet auch, dass sich von einem Teilchen die Oxidationszahl erhöhen und von einem anderen Teilchen verringern muss.

Ansonsten erkennst du Redoxreaktionen immer an folgenden Kennzeichen:

  • Oxidierung: Sauerstoff wird aufgenommen (Reaktion mit Sauerstoff)
  • Dehydrierung (Wasserstoff wird abgespalten)
  • Elemente werden zu Verbindungen
  • Verbindungen werden zu Elementen

Keine Redoxreaktionen liegen vor, wenn du es mit einer...

  • Säure-Base-Reaktion
  • Ionen(aus)tauschreaktion
  • Komplexbildung

zu tun hast.

LG von der Waterkant

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Moin,

dieser Vergleich mit dem mehrstöckigen Wohnhaus im Zusammenhang mit dem Begriff „ökologische Nische” ist eher schlecht als recht.

Eine ökologische Nische ist gerade kein Raum, kein Ort, keine Nische im eigentlichen Sinn, in der ein Lebewesen lebt.

Das ist vielmehr so: Ein Lebewesen hat gewisse Ansprüche, damit es leben kann. Dazu zählen verschiedenste Dinge wie Sauerstoffgehalt, Nahrung, nicht zu viele Fressfeinde, Konkurrenten oder Parasiten, Säuregehalt, Mineralstoffversorgung, Temperatur, Wasserversorgung, Lichtverhältnisse, Nistplätze, Wohnplätze, Schlafplätze und vieles mehr.

Du siehst, Nist- Wohn- und Schlafplätze (also Orte) sind zwar Bestandteile der Ansprüche, aber es sind nicht DIE einzigen Ansprüche, sondern ein paar unter viel, viel mehr Ansprüchen.

Die Natur (Umwelt) wiederum macht gewisse Angebote. Unter den Angeboten können viele sein, die dich als Lebewesen überhaupt nicht interessieren. Zum Beispiel der Salzgehalt im Wasser des Meeres, wenn du im Binnenland lebst.

ABER: es kommt zur Ausbildung einer ökologischen Nische, wenn ALLE Ansprüche eines Lebewesens von den Angeboten der Natur abgedeckt werden. Wird auch nur ein einziger Anspruch nicht erfüllt, kann das Lebewesen dort nicht leben, egal, wie perfekt alle anderen Ansprüche abgedeckt werden.

Tja, und jetzt schau dir den Vergleich zum Wald mit seinen „Stockwerken” einmal an. Ja, die Bedingungen in jedem Bereich sind verschieden. Deshalb können in verschiedenen Bereichen auch unterschiedliche Lebewesen vorkommen und dort eine ökologische Nische besetzen (ausbilden). Sobald das geschehen ist, werden die Lebewesen dort selbst zu Angeboten der Umwelt (sie könnten andere fressen oder selbst Beute werden; sie könnten Konkurrenten sein oder, oder oder...).

Aber es ist nicht so, dass die ökologische Nische zum Beispiel DIE Baumkrone ist. Es ist so, dass die Baumkrone bestimmte Bedingungen bietet (Angebote, nicht nur die Baumkrone als Ort!), die zu den Ansprüchen von bestimmten Lebewesen passen. Wenn das der Fall ist, kann sich eine ökologische Nische ausbilden...

Ich hoffe, dass dir die Unterschiede nun klar geworden sind und warum es einigermaßen „gefährlich” ist, das Bild des Wohnhauses mit verschiedenen Stockwerken und Wohnungen mit der ökologischen Nische in Verbindung zu bringen...

LG von der Waterkant

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Moin,

für die Darstellung von organischen Molekülen hast du verschiedene Möglichkeiten.

Da gibt es...

  • die Summenformel
  • die Strukturformel
  • die Halbstrukturformel
  • die Skelettformel
  • die Keilstrichformel
  • sowie diverse Mischformen aus den oben genannten

Je nachdem, was erforderlich bzw. förderlich ist, werden alle diese Darstellungsformen verwendet, denn es haben nicht alle den gleichen Informationsgehalt, aber auch nicht den gleichen Aufwand für die Darstellung.

Es ist vielmehr so, dass je geringer der Informationsgehalt (die Aussagekraft der Formel) ist, desto geringer ist andererseits auch der Aufwand, den du betreiben musst, um die Formel darzustellen.

In der Summenformel zählst du einfach die Anzahl aller vorkommenden Atome und stellst diese zusammen. Normalerweise geschieht das bei organischen Molekülen in der Reihenfolge C - H - weitere Atome (in alphabetischer Reihenfolge).
Im Falle der Milchsäure wäre die Summenformel also C3H6O3.

Diese Formel kann man sehr schnell hinschreiben, aber es ist völlig unklar, welche Atome mit welchen wie verbunden sind. Über die Struktur verrät diese Formel also nichts bzw. kaum etwas.

Doch wenn du beispielsweise die vollständige Verbrennungsreaktion von Milchsäure aufschreiben sollst, wäre eine andere Darstellungsform unangemessen aufwendig. Da reicht es völlig, das so aufzuschreiben:

C3H6O3 + 3 O2 → 3 CO2 + 3 H2O

Die Strukturformel zeigt dagegen jede einzelne Bindung und jedes freie (nicht-bindende) Elektronenpaar, wobei das Molekül in eine Ebene „gedrückt” wird (es gibt also keinen 3D-Eindruck wieder).
Der Informationsgehalt über das Molekül ist natürlich viel größer als bei einer Summenformel. Dafür ist aber auch der Aufwand der Darstellung viel größer.

Um diesen Aufwand etwas zu verringern, gibt es noch die Halbstrukturformel. Bei ihr wird das Kohlenstoffgerüst sowie Bindungen zu Heteroatomen (O, N, S, Halogene...) gezeigt, während die Wasserstoffatome nur zusammengefasst an den jeweiligen Bindungspartnern erwähnt werden.

Die Skelettformel zeigt in reiner Form keine H-Atome mehr (es sei denn, sie sind Bestandteil einer funktionellen Gruppe wie etwa der Hydroxygruppe –OH). Ansonsten werden sie einfach völlig weggelassen.
Auch die C-Atome erscheinen nicht ausgeschrieben, sondern sind Eck- oder Endpunkte einer Zickzacklinie. Skelettformeln sind für Geübte eine sehr rasch zu erstellende Darstellungsform. Die Skelettformel wird beispielsweise sehr häufig bei Aromaten verwendet.
Aber für Ungeübte ist die Skelettformel am Anfang verwirrend und das völlige Weglassen von H-Atomen führt nicht selten dazu, dass man sie im Reaktionsweg „vergisst”.

Wenn man bedenkt, dass ein Kohlenstoffatom, von dem vier Einzelbindungen ausgehen, eine räumliche Struktur hat (Tetraeder), dann bietet die Keilstrichformel die genaueste Darstellungsmöglichkeit. Dabei bedeutet ein schwarz ausgemalter Keil, dass die Bindung aus der Darstellungsebene heraus nach vorne geht. Ein Strich bedeutet, dass die Bindung in der Darstellungsebene liegt, während ein gestrichelter Keil bedeutet, dass die Bindung hinter die dargestellte Ebene weist.

Hier hast du mal die reinen Darstellungsformen (außer der Summenformel oder Mischformen) für ein Milchsäuremolekül:

Bild zum Beitrag

Es gibt schließlich noch alle möglichen Mischformen. So kann eine Darstellung teilweise in der Skelettformel, aber andernteils auch in der Halbstruktur- oder Strukturformel gezeichnet sein.

Dein Post zeigt zum Beispiel eine Mischung aus Halbstruktur- und Skelettformel, weil am Ende des Gerüsts die Methylgruppe (–CH3) hingeschrieben wurde. Das ist eine Halbstrukturformel, während der Rest des Moleküls eine Skelettformel hat. Die reine Skelettformel hätte an dieser Stelle ein offenes Ende (siehe Bild).

Was die Bestimmung der Oxidationszahlen angeht, so machst du das folgendermaßen:

Du teilst jedes bindende Elektronenpaar vollständig (!) dem elektronegativeren Bindungspartner zu. Dabei spielt es keine Rolle, wie groß oder klein die Differenz der Elektronegativitätswerte ist.
Nur wenn zwei Bindungspartner exakt dieselbe Elektronegativität besitzen (zum Beispiel bei einer C–C-Bindung), erhält jeder Bindungspartner genau ein Elektron aus jedem bindenden Elektronenpaar zugesprochen.
Nach der Zuteilung zählst du alle zugeteilten Elektronen und vergleichst die Summe mit der Anzahl an Valenzelektronen, die das betrachtete Atom im ungebundenen Zustand hat. Sind es dann mehr Elektronen nach der Zuteilung als im ungebundenen Zustand, ist die Oxidationsstufe negativ mit entsprechender Oxidationszahl. Sind es nach der Zuteilung genau so viele Elektronen wie im ungebundenen Zustand, dann ist die Oxidationszahl 0. Und sind es nach der Zuteilung weniger Elektronen als im ungebundenen Zustand, ergibt sich eine positive Oxidationszahl (OZ).

Im Falle der Milchsäure haben alle Atome folgende Oxidationszahlen:

  • alle H-Atome haben die OZ +I
  • alle O-Atome haben die OZ –II
  • das C-Atom der Methylgruppe hat die OZ –III
  • das mittelständige C-Atom hat die OZ 0
  • das C-Atom der Carboxygruppe hat die OZ +III

Die Probe:
Das Milchsäuremolekül hat keine Ladung. Deshalb muss die Summe aller Oxidationszahlen 0 (Null) ergeben.

6 • +I (H-Atome) + 3 • –II (O-Atome) + –III + 0 + +III (die C-Atome) =

+VI –VI +III +0 –III = 0. Stimmt also...

Alles klar?

LG von der Waterkant

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Moin,

ja, das kenne ich.

Als ich 16 Jahre alt wurde, habe ich gedacht, dass ich nun zu alt bin, um mir noch Spielsachen zum Geburtstag zu wünschen. Nein, nein, es müssen jetzt Dinge sein, die Jugendliche brauchen, zum Beispiel irgendwelche Romane oder Musik-Tonträger (zu meiner Zeit waren das noch Schallplatten). Und selbstverständlich wurde auch kein Kindergeburtstag mehr gefeiert mit Kuchen und einem Kinobesuch, sondern es musste eine Fete (bzw. Party) mit Musik, Schummerlicht und ohne die Eltern sein.

Das Problem war nur, dass ich das eigentlich nicht mochte. Ich war so gerne Kind und hatte eine schöne Sammlung diverser Spielsachen (unter anderem eine ziemlich ordentliche Sammlung von Star-Wars-Figuren und Raumschiffen und - natürlich - Legosteine...). Und an Büchern mochte ich eigentlich nur Schachbücher (weil das bis heute mein Hobby war).

Aber das ging ja nun, da ich 16 war, nicht mehr. Was würden meine Freunde sonst von mir denken. Oder meine Eltern oder Schwestern...?!

Zum Glück dauerte diese Phase des „Unglücks” nur knapp zwei Jahre. Als ich 18 wurde, dachte ich mir: „Scheiß auf die Meinung von anderen!” Ich will glücklich sein und wenn es mich glücklich macht, dass ich mir weitere Star-Wars-Figuren, Raumschiffe oder Legosets wünsche und bekomme, dann ist das eben so.

Und so kam es, dass ich zu Weihnachten einen großen Haufen an weiteren Spielsachen bekam, weil ich sie mir endlich wieder wünschte. Das rief zwar tatsächlich ein lächelndes Kopfschütteln bei manch einem meiner Mitmenschen hervor, aber am Ende war das eines meiner schönsten Weihnachten überhaupt.

Befreie dich von der Abhängig der Meinung anderer. Du kannst deren Meinung ohnehin nicht beeinflussen oder verhindern. Du bist du. Du hast deine Vorlieben. Es kommt nur darauf an, was dich glücklich oder zufrieden macht. Es kommt nicht darauf an, was andere davon halten.

Ich finde es toll, wenn du das Kind in dir bewahrst, so lange es dich glücklich macht. Du wirst selbst merken, wenn die Zeit vorbei ist. Dazu brauchst du keine Personenmeinungen von außen.

Übrigens: heute, wo ich recht gut Geld verdiene, gönne ich mir von Zeit zu Zeit immer noch Dinge, die ich mir als Jugendlicher nicht leisten konnte. Ich erfülle mir also immer noch Wünsche von damals. Und jedes Mal, wenn ich das tue, habe ich ein warmes, glücklich-machendes Nostalgiegefühl. Was will ich mehr?

LG von der Waterkant

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Moin,

ja, du übersiehst etwas.

Nach 33. ... Kxd5 folgt 34. Sxf2, was schon einmal die schwarze Dame abgreift. Wenn Schwarz dann noch 34. ... Sxf2 versucht, um wenigstens zwei Figuren für die Dame zu bekommen (was schon materiell nicht ausreichend wäre), so folgt 35. Dxb7† Kxe5 36. De7† nebst 37. Dxb4 und Schwarz behält am Ende doch nur einen Springer für die Dame, was materiell eine Katastrophe ist.

Da beides Großmeister waren, konnte sich Janowski darauf verlassen, dass Marshall gut genug ist, um das sicher zu gewinnen. Das lässt man sich dann auf Meisterniveau nicht mehr zeigen, weil es Zeitverschwendung wäre.

Deshalb gab Schwarz bereits nach 33. Se4† auf, zumal der Rest nicht schwer zu finden ist.

Grundsätzlich hast du aber recht. Es gibt dazu zwei passende Redensarten im Schach, nämlich: 1. Man gibt Pakete oder Briefe auf, aber niemals eine Schachpartie, denn 2. durch Aufgaben ist noch nie eine Partie gerettet worden!

Also bleibe interessiert, suche nach Auswegen und spiele mit Vergnügen weiter Schach. Das lohnt sich...

LG von der Waterkant

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Moin,

puh, das ist knifflig.

Es gibt Schulen, da ist es so geregelt, dass Abschreiben und Abschreiben-lassen beides als Täuschungsversuche gelten.

Aber das bezieht sich eher darauf, dass nicht einzelne Aufgaben oder gar nur Aufgabenteile, sondern fast die ganze Arbeit identisch ist. Denn sonst könntest du jemanden übel reinreiten, indem du etwas abschreibst, was die Person aber nicht merkt. Doch eine ganze Arbeit mehr oder weniger abschreiben zu lassen, merkt man, so dass dann das Abschreiben-lassen eben auch als Beihilfe zur Täuschung gewertet wird.

Wenn du nur eine Aufgabe abgeschrieben hast und dabei nicht direkt erwischt wurdest, dann dürfte es der Lehrkraft schwer fallen, denjenigen zu identifizieren, der abgeschrieben hat. Dann wäre eine Doppelbestrafung eher nicht angebracht, weil ja die Person, von der abgeschrieben wurde, dies vielleicht gar nicht gemerkt hat. Es ist also möglich, dass ihr nicht für die Täuschung direkt sanktioniert werdet.

Aber freue dich nicht zu früh. Wenn deine Lehrkraft merkt, dass ihr einen identischen Text bei einer Aufgabe habt, sie aber nicht herausfinden kann, wer von wem abgeschrieben hat, dann könnten andere Maßnahmen blühen:

Erstens könnte es sein, dass dein Ruf beschädigt wird, so dass du in zukünftigen Arbeiten isoliert sitzt (weg von anderen). Und das vielleicht nicht nur bei der betroffenen Lehrkraft, sondern bei anderen auch (denn Lehrkräfte tauschen sich über so etwas aus).

Es könnte auch sein, dass beide Verdächtige diese Prüfungsaufgabe noch einmal separat bearbeiten müssen und zwar so, wie es in der Arbeit war. Derjenige, der die Originalantwort gab, wird das wahrscheinlich besser hinbekommen als derjenige, der abschrieb (auch wenn die Lösung falsch war). Dann könnte das als Beleg für die Identifizierung des Abschreibenden genutzt werden. Und dann könnte am Ende richtig Ärger geben (wegen des Aufwandes, der betrieben werden musste). Glaube mir, wütende Lehrkräfte sind tückische und rachsüchtige Lehrkräfte!

Was jederzeit und auch rechtlich völlig in Ordnung wäre, ist, dass du von da an, oft und immer wieder mit Überprüfungen gequält wirst. Die Leistungsüberprüfung ist immer erlaubt. Aber das ist für dich bestimmt sehr unangenehm... Dann doch lieber überlegen, ob man sich nicht wieder ehrlich macht, zum Lehrer geht und gesteht, was man gemacht hat. Das wäscht den anderen rein, erspart der Lehrkraft Detektivarbeit und Groll und du verlierst wahrscheinlich nur die abgeschriebene Antwort, aber sonst nichts. Und wenn deine Lehrkraft eine pädagogische oder menschliche Niete ist und dir nach einem Geständnis eine Sechs wegen des zugegebenen Täuschungsversuchs verpasst, dann ist das zwar bitter, aber lehrt dich auch, solch eine Dummheit eben nicht wieder zu machen... Und ganz unverdient wäre selbst diese harte Bestrafung ja nicht, denn du weißt ja genau, das du das nicht durftest.

Du siehst, es ist schwierig. Du kannst damit durchkommen, aber ob das auch wirklich gut endet, steht auf einem völlig anderen Blatt...

LG von der Waterkant

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Moin,

ja, kann ich. Aber die eigentliche Frage lautet, warum kannst du das nicht selbst?

Die Lösung sieht so aus:

Bild zum Beitrag

Du malst eine C-Kette mit acht C-Atomen. Das ist deine Stammverbindung (Octan).

Dann malst du an jedes C-Atom so viele Striche, dass alle C-Atome vier solcher Bindungen haben.

An das 2. C-Atom (von links) und an das 4. C-Atom (von links) malst du an einen der senkrechten Striche ein weiteres C-Atom mit jeweils drei Strichen. Ich habe die nach unten gemalt. Du könntest sie aber auch nach oben oder eins nach unten und eins nach oben malen. Das sind deine Methylverzweigungen an C2 und C4.

Zum Schluss schreibst du an jede noch offene Bindung (also an jedes offene Ende eines Strichs) H-Atome. Das müssen insgesamt 22 sein.

So kommst du zum Bild oben. Das ist die Strukturformel von 2,4-Dimethyloctan...

So etwas solltest du dringend üben, damit du das auch alleine hinbekommst. Vergiss nicht, in einer Arbeit oder bei einem Test kannst du uns auch nicht fragen (bzw. du kannst das auch da versuchen, aber wehe, wenn du dabei erwischt wirst).

LG von der Waterkant

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[Chemie] Oxidation und Reduktion: Oxidationszahlen?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die Oxodationszahlen gut zu verstehen. Ich freue mich auf eure hilfreichen und ausführlichen Erklärungen. Die Fragen sind unten fettgedruckt markiert.

  • Beispiel H2O
  • Ich verstehe, dass man sich für die Oxidationszahlen die Elektronenpaarbindungen als einzelne Elektronen vorstellt.
  • Zudem verstehe ich, dass man für die Oxidationszahlen das Molekül gedanklich in Ionen „zerreißt“ und hier die Bindungselektronen beim Sauerstoff verbleiben.
  • Sauerstoff wäre hier (bei den Oxidationszahlen) also zweifach negativ geladen und hat daher die Oxidationszahl -II (Oxidationszahlen werden i.d.R. mit römischen Zahlen geschrieben).
  • Die beiden Wasserstoffatome wären jeweils ein einfach positiv geladenes Ion (bei den Oxidationszahlen) und haben somit jeweils die Oxidationszahl +I

  • Das verstehe ich somit auch (Beispiel Methan; CH4)

Sind zwei Atome des gleichen Elements miteinander verbunden, gibt es keinen elektronegativeren Partner, die Bindungselektronen teilen sich auf beide Partner auf und diese Bindung hat keinen Einfluss auf die Oxidationszahl des Moleküls, da hier keine Elektronen verschoben werden.
  • Natürlich gibt es bei Verbindungen von Atomen des gleichen Elements keinen elektronegativeren „Partner“. Aber was ist hier mit Partner gemeint? Also werden links und rechts jeweils CH3 als „Partner“ bezeichnet, okay. Aber wieso gibt es diese Bezeichnung „Partner“ hier bei einem Molekül?
  • Wird die Bezeichnung „Partner“ in der Chemie oft für Bestandteile von Molekülen verwendet?
  • Wie erkennt man, was die Partner eines Moleküls sind?
  • Ich kenne das Wort „Partner“ in der Chemie sonst nur in Bezug auf Reaktionen: „Reaktionspartner“.
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Moin,

bei Verbindungen mit Atombindungen (Molekülen) teilst du die bindenden Elektronenpaare immer dem Bindungspartner zu, der die größere Elektronegativität (EN) hat. Wie groß der EN-Unterschied ist, spielt keine Rolle; er mag groß oder winzig klein sein...

Wenn zwei gleiche Atome miteinander verbunden sind (C–C, O–O, S–S...), dann haben beide Bindungspartner exakt dieselbe EN. Nur in einem solchen Fall erhält jeder Bindungspartner ein Elektron aus einem bindenden Elektronenpaar zugeteilt.

Wenn du dann alle Elektronenpaare zugeteilt hast, dann vergleichst du die Anzahl der zugeteilten Elektronen mit der Anzahl, die das Atom im ungebundenen Zustand hat. Dann ergibt sich entweder ein Überschuss an Elektronen, ein Gleichstand oder ein Manko. Je nachdem, was dabei herauskommt, ergibt sich die Oxidationsstufe des Atoms und damit einhergehend die Oxidationszahl.

Beispiele:

Ethan: H3C–CH3

Wasserstoff (H) hat eine EN von 2,2; Kohlenstoff (C) hat eine EN von 2,5.

Kohlenstoff ist also der elektronegativere Bindungspartner. Darum werden aus allen C–H-Bindungen die bindenden Elektronenpaare vollständig dem C-Atom zugeordnet.
Aber in der Bindung zwischen den beiden C-Atomen gibt es keinen elektronegativeren Bindungspartner. Beide Bindungspartner haben exakt dieselbe EN. Darum erhält in diesem Falle jedes der beiden C-Atome genau ein Elektron aus dem bindenden Elektronenpaar zugesprochen.

Dann haben alle H-Atome im Ethanmolekül kein Elektron mehr. Ein ungebundenes H-Atom hat dagegen ein Valenzelektron (H gehört zur 1. Hauptgruppe im PSE; Hauptgruppe 1 = 1 Valenzelektron). Der Vergleich zeigt, dass alle H-Atome nach der Zuteilung nun kein Elektron mehr haben, so dass es so gewertet wird, als hätten sie alle ihr einziges Elektron abgegeben. Deshalb erhalten sie alle die Oxidationszahl +I.

Für die beiden C-Atome ergibt sich folgende Zuteilung: drei Elektronenpaare aus den Bindungen zu den H-Atomen (macht zusammen 6 Elektronen) plus ein Elektron aus der Bindung zwischen den C-Atomen (ergibt insgesamt sieben Elektronen NACH der Zuteilung).
Ein ungebundenes C-Atom hat vier Valenzelektronen (C steht in der 4. Hauptgruppe im PSE). Das bedeutet, dass die C-Atome im Ethanmolekül drei Elektronen mehr zugeteilt bekommen als sie im ungebundenen Zustand hätten. Drei Elektronen mehr bedeutet die Oxidationsstufe (und damit die Oxidationszahl) –III.

Das kannst du auch noch einmal überprüfen. Denn eine Regel bei der Bestimmung der Oxidationszahlen lautet ja, dass die Summe aller Oxidationszahlen mit der Ladung des betrachteten Teilchens übereinstimmen muss. Das Ethanmolekül ist ungeladen. Es hat also keine elektrische Ladung. Deshalb muss die Summe aller Bindungspartner im Ethanmolekül die Summe 0 ergeben.

Du hast 6 • +I durch die sechs H-Atome. Und du hast 2 • –III durch die beiden C-Atome. Das ergibt 6 • +I + 2 • –III = 0. Stimmt also!

Betrachten wir noch ein anderes Beispiel:

Methanal: H2C=O

Die C–H-Bindungen werden wieder vollständig dem elektronegativeren C-Atom zugesprochen. Aber die beiden Elektronenpaare der C=O-Doppelbindung werden dem Sauerstoffatom zugeteilt, weil Sauerstoff der elektronegativere Bindungspartner ist.

Das ergibt für alle H-Atome die Oxidationsstufe +I und damit auch die Oxidationszahl +I.
Das Sauerstoffatom hat nach der Zuteilung nun acht Valenzelektronen (zwei bindende und zwei nicht-bindende, freie Elektronenpaar). Ein ungebundenes Sauerstoffatom hat sechs Valenzelektronen, das gebundene hat NACH der Zuteilung nun acht. Das sind zwei mehr, also hat der Sauerstoff die Oxidationsstufe und Oxidationszahl –II.

Und der Kohlenstoff? - Nun, der hat vier Elektronen aus den beiden Elektronenpaaren zu den Wasserstoffatomen zugesprochen bekommen, aber kein weiteres aus der Doppelbindung zum O-Atom. Das heißt, er hat NACH der Zuteilung vier Valenzelektronen. Genau so viele wie ein ungebundenes C-Atom. Darum hat der Kohlenstoff im Methanal-Molekül die Oxidationsstufe (und Oxidationszahl) 0.

Auch hier kannst du die Probe machen: Methanal ist ungeladen. Deshalb muss die Summe aller Oxidationszahlen 0 ergeben.
2 • +I (H-Atome) + 1 • 0 (C-Atom) + 1 • –II (O-Atom) = 0. Alles passt...

Wie du meiner Erklärung entnehmen kannst, ist mit „Partner” Bindungspartner gemeint. Die Bindungspartner erkennst du daran, wer mit wem über mindestens eine Elektronenpaarbindung verknüpft ist.
Wie du der Erläuterung weiter entnehmen kannst, teilst du bindende Elektronenpaare zwischen den direkten Bindungspartnern auf; der elektronegativere Bindungspartner bekommt das ganze Elektronenpaar zugeteilt, während bei exakt gleicher EN beide Bindungspartner jeweils ein Elektron aus dem bindenden Elektronenpaar zugesprochen bekommen.
Dann vergleichst du die Anzahl der ZUGETEILTEN Elektronen mit der Anzahl an Valenzelektronen, die das betrachtete Atom im ungebundenen Zustand hätte. Die Differenz aus diesem Vergleich ergibt die Oxidationsstufe und somit auch die Oxidationszahl des betrachteten Atoms...

Alles klarer jetzt?

LG von der Waterkant

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Moin,

also zunächst einmal ist nicht das „unterste”, sondern das chirale C-Atom, das am weitesten vom höchst oxidierten C-Atom entfernt ist, für die D-/L-Nomenklatur ausschlaggebend.

Das bedeutet, dass du das höchst oxidierte C-Atom in der Fischerprojektion möglichst weit oben hinmalen musst (das hast du getan, weil in den drei von dir eingestellten Fällen jeweils die Carboxygruppe mit dem höchst oxidierten C-Atom ganz oben steht).

Und dann musst du das C-Atom betrachten, das einerseits chiral ist (also vier verschiedene Substituenten hat) und andererseits am weitesten vom höchst oxidierten C-Atom entfernt liegt. Das ist das C4-Atom, dessen Hydroxygruppen du jeweils gelb gemalt hast. Aber das ist nicht das „unterste”, denn das wäre die Aldehydgruppe ganz unten, deren C5-Atom aber kein Chiralitätszentrum ist.

Da die Hydroxygruppe als Substituent mit der höchsten Priorität am Chiralitätszentrum dann jeweils nach links zeigt, sind alle diese Moleküle in der L-Form.

Aber allein anhand der D-/L-Nomenklatur kannst du gar nicht herausfinden, wie die anderen Chiralitätszentren konfiguriert sind.

Das kannst du nur über die R-/S-Nomenklatur nach den CIP-Regeln eindeutig bestimmen und benennen.

So wäre beispielsweise das erste Molekül (links in deiner Abbildung)

L-(2S,3S,4S-)Trihydroxy-5-oxopentansäure,

aber in der D-/L-Nomenklatur wäre auch einfach L-Trihydroxy-5-oxopentansäure richtig (wobei dann unklar bliebe, wohin die beiden anderen Hydroxygruppen zeigen).

Nimm als anderes Beispiel Glucose und Galactose.

Von beiden gibt es eine D- und eine L-Form. Die D- und die L-Form jedes einzelnen Zuckers für sich betrachtet sind zueinander Enantiomere. Glucose und Galactose sind dagegen zueinander Diastereomere. Aber allein aus der Angabe D-Glucose bzw. D-Galactose kannst du nicht schließen, wohin die Hydroxygruppen der anderen Chiralitätszentren in der Fischerprojektion zeigen. Dazu brauchst du für die D-Glucose beispielsweise die Zusatzregel „Ta-tü-ta-ta” (Hydroxygruppe rechts, links, rechts, rechts). Das ergäbe für die D-Galactose „Ta-tü-tü-ta”. Aber das müsstest du auswendig lernen, das kannst du nicht anhand der D-/L-Nomenklatur erkennen!

Darum gibt es ja die CIP-Regeln, um die absolute Konfiguration an jedem Chiralitätszentrum eindeutig angeben zu können und damit die Benennung eindeutig zu machen.

LG von der Waterkant

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