Grundlagen der Kohlenstoffchemie

Organische Chemie

Das Kapitel Grundlagen der Kohlenstoffchemie in unserem Online-Kurs Organische Chemie besteht aus folgenden Inhalten:

1. Grundlagen der Kohlenstoffchemie

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie

   

   OCDie Kohlenstoffchemie beschäftigt sich mit dem Aufbau, den Eigenschaften und dem Reaktionsverhalten des Kohlenstoffs und seiner Verbindungen. Ein Synonym für die Kohlenstoffchemie ist auch allgemein die organische Chemie (OC) oder Organik.Die organische Chemie geht auf den Chemiker Friedrich Wöhler zurück, der es als Erster schaffte, aus einer anorganischen Substanz die „belebte“ Substanz Harnstoff herzustellen. Dazu dampfte er eine Lösung des anorganischen ...

2. Orbitalmodell

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Orbitalmodell

   

   Das Orbitalmodell ist ein Atommodell, welches versucht, das Atom in seiner Einheit und seinen Bestandteilen (Protonen, Neutronen, Elektronen) näher zu beschreiben, um so wiederum chemische Vorgänge besser erläutern zu können. Dieses Modell betrachtet vor allem die beweglichen Elektronen; Neutronen und Protonen liegen als mittiger Atomkern vor und bilden die Bezugsachse zu den Elektronen.Der wesentliche Unterschied zu den vorherigen Atommodellen (Dalton, Bohr) ist, dass in diesem ...

3. Überblick und Formen der Orbitale

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Überblick und Formen der Orbitale

   

   Da sich mit zunehmender Entfernung vom Kern und Anzahl an Elektronen verschiedene Einflüsse zeigen, verändert sich auch die Form der Orbitale entsprechend. Ihre räumliche Ausdehnung wird immer vom Nullpunkt in einem 3D-Koordinatensystem betrachtet.NameehemaligeBedeutungNeben-quantenzahlFormAnzahl 2∙l + 1s-Orbitalsharpl = 0kugelsymmetrisch1p-Orbitalprincipall = 1hantelförmig3d-Orbitaldiffusel = 2gekreuzte Doppelhantel5f-Orbitalfundamentall = 3rosettenförmig7g-Orbital(alphabetische ...

4. Grundregeln der Orbitaltheorie

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Grundregeln der Orbitaltheorie

   

   Pauli-Prinzip: Es können keine Elektronen miteinander in einem Orbital verpaart werden, wenn sie in allen 4 Quantenzahlen übereinstimmen, zumindest im Spin müssen sie sich unterscheiden.Hundt-Regel: Alle Orbitale werden zunächst mit Elektronen des gleichen Spins besetzt, dann mit antiparallelem Spin. Ist ein Orbital aus dem Orbitalsatz: s, p, d, f voll, halb oder gar nicht besetzt, ist dieses stabil.Atomorbitale: Orbitale im einzelnen Atom, wenn gleiche Entartung = energetisch ...

5. Verteilung der Elektronen auf die Atome im Grundzustand

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Verteilung der Elektronen auf die Atome im Grundzustand

   

   Das „Auffüllen“ der Orbitale für ein bestimmtes Atom erfolgt nach gewissen Regeln und folgt dabei grob diesem Schema:Will man nun z.B. für ein Natriumatom im Grundzustand die Elektronen verteilen, so geht man folgendermaßen vor:1)Natrium hat die Ordnungszahl 11 und besitzt damit 11 Protonen und im Grundzustand auch 11 Elektronen.2)Die Zahlen, die als Index unten rechts neben der Orbitalbezeichnung stehen, z.B., geben die Gesamtzahl der bis dorthin verteilten Elektronen ...

6. Hybridisierung

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Hybridisierung

   

   Vom Grundzustand angehobene gemischte Orbitale, Linearkombination. Werden Elektronen durch Energiezufuhr, die Promotionsenergie, in einen angeregten Zustand versetzt, so steigen diese in ein energetisch höheres Niveau auf, ihr Aufenthaltsraum (Orbital) wird dabei „mitgenommen“. Das führt zum Zusammenführen mit anderen Orbitalen, zu einem Mischen der Orbitale; durch die neuen Umstände formen sich so aus den vorherigen neue Hybridorbitale. So werden z.B. im Fall der ...

7. Hybridorbitale

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Hybridorbitale

   

   sp³-HybridisierungWird eines der Elektronen aus dem 2s-Orbitaldurch Energiezufuhr angeregt,vier sp-Hybridorbitale.so bilden sich aus diesemangeregten ZustandDen Einfluss auf die räumliche Struktur der Orbitale kann man sich in etwa so vorstellen:Die entstandenen Hybridorbitale zeigen in die Ecken eines perfekten Tetraeders. Man findet diese Form, die sich hier in der sog. Ball-and-Stick-Darstellung präsentiert, im Alkan Methan, Methan als Ball-and-Stick-Modell sp²-HybridisierungAuch ...

8. Übersicht über die Bindungstypen

   Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Übersicht über die Bindungstypen

   

   $\sigma$ = „Sigma“-Bindung: Bindung um die Kern-Verbindungsachse, px-Überlappung/Hybridorbital$\pi$ = „Pi“-Bindung: Bindung seitlich der Kern-Verbindungsachse, py- und pz-Überlappung/Hybridorbital auch möglichÜbersichtEinfachbindung1 x $\sigma$Zweifachbindung1 x $\sigma$, 1 x $\pi$Dreifachbindung1 x $\sigma$, 2 x $\pi$ Streng genommen handelt es sich bei der Hybridisierung um keinen physikalischen oder chemischen Effekt, sie ist ...