Organische Chemie

  1. Alkane
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Alkane
    Alkane
    ... „OZ“ ist ein Maß für die Verbrennungseigenschaften im Vergleich zu reinem Octan (100 Octan = OZ 100 = 100% Octan) 9 Nonan C9H20 Wachse/Tenside 10 Decan C10H22 Wachse Alkan Summen- formel 2D-Struktur 3D-Struktur Methan CH4 Ethan C2H6 Propan C3H8 Strukturformeln einiger Alkane Kugel im Modell Element Kohlenstoff ...
  2. Cycloalkane
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Cycloalkane
    Cycloalkane
    ... wird das Präfix Cyclo- vorangestellt. Eigenschaften: ·      Reaktionsträge wie die Alkane, mit Ausnahme des Cyclopropans und des Cyclobutans, die relativ leicht Reaktionen unter Ringöffnung eingehen à Ringspannung.   ·      Wasserstoffatome der Cycloalkane können durch Alkyl-Gruppen substituiert sein.   ·      Mehrere Cycloalkan-Ringe können zusammengeknüpft werden, die Nomenklatur stützt sich hier oft auf Trivialnamen, man unterscheidet folgende Fälle: o  ...
  3. Eigenschaften der Alkanole
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    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Alkohole > Eigenschaften der Alkanole
    Eigenschaften der Alkanole
    ... -I-Effekt im Ethanolmolekül Durch diese Eigenschaften der OH-Gruppe vermögen Alkohole mit anderen Molekülen, z.B. andere Alkoholmoleküle, Wasser usw. Wasserstoffbrücken auszubilden: Wasserstoffbrückenbindungen zwischen 2 Ethanolmolekülen Wasserstoffbrückenbindungen zwischen einem Wasser und einem Ethanolmolekül Demgegenüber steht die unpolare Alkylgruppe: unpolare Alkylgruppe (grau), hier im Ethanol In der homologen Reihe der Alkanole nehmen der Anteil ihrer Größe ...
  4. Ether
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Ether
    Ether
    ... Ethyl-Isopropyl-ether (asymmetrisch)   Eigenschaften: flüchtig: niedriger Siedepunkt/hoher Dampfdruck können keine Wasserstoffbrückenbindungen bilden $\rightarrow$ Siedepunkte niedriger als bei Alkoholen geringere Dichte, unpolar $\rightarrow$ nicht wasserlöslich gute, unpolare und relativ ungiftige organische Lösungsmittel sehr leicht entzündlich auch in flüssiger Form evtl. explosiv: Neigung zur Bildung von Peroxiden bei Licht und Lufteinwirkung narkotisierende ...
  5. Aldehyde
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Carbonylverbindungen: Aldehyde und Ketone > Aldehyde
    Aldehyde
    ... Hexanal,       Heptanal  usw.   Eigenschaften:       Polarität: Stark polar aufgrund der hohen Elektronegativität des Sauerstoffatoms, bei langkettigen und aromatischen Alkanalen ist der Effekt durch die unpolare Kohlenwasserstoffgruppe geringer.       Redox-Verhalten: partielle Oxidation führt zu einer Alkansäure, Reduktion ist möglich, aber aufwendig.        Keto-Enol-Tautomerie: Anders, als es der Name vermuten ließe, besitzen auch Aldehyde ...
  6. Ketone
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Carbonylverbindungen: Aldehyde und Ketone > Ketone
    Ketone
    ... auch ein geläufiger Syntheseweg (siehe dort). Eigenschaften: kurzkettige Ketone: farblos, angenehmer, leicht aromatischer Geruch, gut wasserlöslich sowie fettlöslich à selbst sehr gute Lösungsmittel Bei größerer Kettenlänge nimmt die Wasserlöslichkeit ab, ab C5 ist diese praktisch nicht mehr vorhanden, die Fettlöslichkeit steigt aber nicht weiter. Sie sind schlecht oxidierbar und wirken daher auch nicht reduzierend.   Reaktionsverhalten:    ähnlich wie bei den Aldehyden, ...
  7. Carbonsäuren
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Carbonsäuren
    ... Von Ihren verschiedenen Arten, ihren jeweiligen Eigenschaften und ihrem Reaktionsverhalten handelt der nächste Abschnitt.
  8. Carbonsäurederivate
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Carbonsäuren > Carbonsäurederivate
    ... Gruppen tragen, die ihnen jeweils besondere Eigenschaften verleihen. Drei wichtige Klassen sind: Hydroxycarbonsäuren Aminosäuren Halogenalkansäuren
  9. Ester: Bildung und Spaltung
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Ester: Bildung und Spaltung
    Ester: Bildung und Spaltung
    ... und Alkohole jeweils sehr unterschiedliche Eigenschaften besitzen, so fallen die Eigenschaften dieser Produkte beiden extrem unterschiedlich aus.  Esterbildung und Esterspaltung Das Wasserstoffatom der Hydroxygruppe eines Alkohols reagiert leicht mit OH-Gruppen anderer Moleküle, z.B. mit den Carboxygruppen der Carbonsäuren. So kommt es beispielsweise unter Wasserabspaltung zur Kopplung von Alkoholen und Säuren. Bei dieser Kondensationsreaktion entstehen neue Verbindungen, die Ester ...
  10. Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur
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    Aromaten – Aromatische Kohlenwasserstoffe > Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur
    Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur
    ... Molekülorbital des Benzols Man nennt diese Eigenschaften aromatisch. Dieses System ist energetisch sehr stabil.   Energetischer Vorteil: delokalisiertes π-Elektronensystem   Cyclische Moleküle lassen sich ferner einteilen in: Homocylen: Eine Sorte von Atomen bildet einen Ring, meist Kohlenstoff. Heterocylen: Mindestens ein Atom im Ring ist nicht identisch mit den anderen. Arene: Derivate des Benzols   Eigenschaften von Benzol lichtbrechend und farblos bei Raumtemperatur ...
  11. Derivate des Benzols
    Aromaten – Aromatische Kohlenwasserstoffe > Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur > Derivate des Benzols
    Derivate des Benzols
    ... Benzols, die Substituenten verändern aber die Eigenschaften dieser Aromaten. Beispielsweise ist Phenol hochgradig toxisch (bereits ca. 1 g oral aufgenommen gilt als tödlich) und wahrscheinlich begünstigt es auch die Entstehung von Krebserkrankungen. Benzaldehyd hingegen wird als Marzipanaroma verwendet, es ist in etwa doppelt so giftig wie Kochsalz (LD50 ca. 70 g für einen Erwachsenen).  
  12. Azofarbstoffe
    Farbstoffe und Farbigkeit > Farbstoffe > Azofarbstoffe
    Azofarbstoffe
    ... Funktionelle Gruppen an den Ringen lassen sich Eigenschaften wie Farbton oder das Färbeverhalten, also die Affinität gegenüber bestimmten zu färbenden Stoffen, beeinflussen. Bekannte Vertreter sind das Anilingelb oder ß-Naphtholorange links: Anilingelb, rechts: ß-Naphtholorange
  13. Chlorophyll
    Farbstoffe und Farbigkeit > Farbstoffe > Chlorophyll
    Chlorophyll
    ... Doch wie sind sie aufgebaut und was sind ihre Eigenschaften? Beginnen wir mit einem kleineren Baustein des Moleküls, dem Pyrrol – Ring: Jeweils vier dieser Pyrrol – Ringe werden biochemisch zu einem sog. Tetrapyrrol verknüpft, dem Porphyrin   Diese Grundstruktur bietet zum einen 8 Möglichkeiten Reste an das Molekül anzuhängen, es also zu Derivatisieren. Diese Derivate nennt man Porphyrine, zu denen nicht nur die Chlorophylle, also der grüne Farbstoff der Pflanzen, sondern ...
  14. Indigo
    Farbstoffe und Farbigkeit > Farbstoffe > Indigo
    Indigo
    ... Säuren unlöslich, was seine besonderen Färbeeigenschaften begründet. Seine tiefblaue Farbe Indigo auf einem Filtrierpapier kennt jeder als klassische Jeansfarbe. Doch Indigo wird nicht erst verwendet, seit es Jeans gibt, vielmehr ist Indigo einer der ältesten organischen Farbstoffe, den man bereits an 4000 Jahre alten ägyptischen Mumien fand. Seit dem Mittelalter wird Indigo auch in Europa genutzt, wozu früher die Färberwaidpflanze verwendet wurde, Die Färberwaidpflanze: „deutscher ...
  15. Elastomere
    Makromoleküle > Kunststoffe > Einteilung der Kunststoffe > Elastomere
    Elastomere
    ... zu weicheren und geschmeidigeren Festigkeitseigenschaften. Andersherum sorgt eine stärkere Vernetzung zu höherer Steifigkeit, weshalb sowohl bei Kautschuk, als auch bei Synthesekautschuken („Kunstgummi“) durch die Vulkanisierung die Festigkeit, aber auch die Sprödigkeit zunimmt. Bei der Vulkanisierung wird nämlich (meist) Schwefel genutzt, um sehr lose oder gar nicht verknüpfte Ketten stärker untereinander zu verbinden Schema der Vulkanisation von Polyisopren   60% der gesamten ...
  16. Silikone
    Makromoleküle > Kunststoffe > Einige wichtige Kunststoffe > Silikone
    Silikone
    ... verleiht ihnen eine Reihe einzigartiger Eigenschaften, die sie von anderen Kunststoffen abhebt. Herstellung: Es werden zunächst Organochlorsilane erzeugt fein gemahlenes Siliciumpulver wir mit Chlormethan und Kupfer als Katalysator bei ca. 300°C zu Dimethydichlorsilan umgesetzt die mit Wasser hydrolysiert werden. Dimethydichlorlsilan hydrolysiert zu Dimethylsilandiol und Chlorwasserstoff Es entstehen Alkylsilanole, die durch Kondensation zu den Silikonen polymerisieren Dimethylsilandiol ...
  17. Polyethylen
    Makromoleküle > Kunststoffe > Einige wichtige Kunststoffe > Polyethylen
    Polyethylen
    ... die Produkte aber sehr unterschiedliche Eigenschaften. Diese beginnen bei einer wachsartigen Konsistenz bei n < 100 (Kerzenparaffin ist chemisch gesehen ein PE mit ca. 12 < n < 32!) und enden bei n ~ 1.000.000 beim PE-UHMW, das z.B. für Bergsteigerseile und Schusssichere Westen verwendet wird. Natürlich haben nicht alle Makromoleküle in einer Kunststoffprobe immer eine identische Kettenlänge, n gibt mehr einen statistischen Mittelwert an! Man unterscheidet:   PE-HD (HDPE, ...
  18. Eigenschaften
    Naturstoffchemie > Fette > Eigenschaften
    Eigenschaften
    Allgemeine Eigenschaften der Fette: Nur die Estergruppe  ist hydrophil: lipophiler Teil überwiegt $\Rightarrow$ hydrophob Nur die Carbonyl – Kohlenstoffatome und die Sauerstoffatome sind polar, der Rest des Moleküls ist unpolar. was sich sogar in Computersimulationen bestätigen lässt, folgendes Bild zeigt in etwa die Moleküloberfläche eines (ungesättigten) Triglycerids: Moleküloberfläche eines Fettes: Die Oberfläche ist entsprechend ihrer Polarität eingefärbt: grau=unpolar, ...
  19. Fetthärtung
    Naturstoffchemie > Fette > Fetthärtung
    Fetthärtung
    ... gewonnen werden, die die technisch günstigeren Eigenschaften besitzen, etwa keine Fähigkeit zur Autoxidation und allgemein bessere Lagerbarkeit, höhere Erhitzbarkeit und höherer Rauchpunkt. Diese Eigenschaften prädestinieren solche Fette für Anwendungen wie Margarine, Frittierfett, Fertiggerichte usw. Doch die Fetthärtung ist nicht ohne Nachteile, neben der Zerstörung von essentiellen Fettsäuren, von denen ein Mindestmaß auf Dauer Überlebensnotwendig ist (früher Sprach man von Vitamin ...
  20. Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine
    Naturstoffchemie > Eiweiße > Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine
    Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine
    ... hier aber noch einmal ihren wichtigsten Eigenschaften:   Die Grundstruktur der am Aufbau von Proteinen beteiligten AS entspricht einer L-$\alpha$-Aminocarbonsäure, die einen Rest trägt: Grundstruktur einer L-$\alpha$-Aminosäure Ähnlich, wie sich Triacylglyceride (Fette) nur in ihren Fettsäurekomponenten unterscheiden und alle das Glyzerin als Alkoholkomponente gemein haben, haben alle AS, die proteinogen sind (also am Aufbau natürlicher Proteine beteiligt sind) die ...
Organische Chemie
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Ladungen und Felder

  1. Elektrische Ladungen und Felder
    Elektrische Ladungen und Felder
    Elektrische Ladungen und Felder
    ... daher sinnvoll, wenn wir die relevanten Eigenschaften der elektrischen Ladung zusammenstellen. Eigenschaften der Ladung Ladungen treten in zwei Arten auf, die man als positiv (+) und negativ (-) bezeichnet. Die Ladung ist eine sogenannte physikalische Erhaltungsgröße. Dies bedeutet, dass Ladung in einem abgeschlossenen physikalischen System weder erzeugt noch vernichtet werden kann; man sagt, dass die Ladung erhalten bleibt. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab und ungleichnamige ...
  2. Radialsymmetrisches Feld
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    Elektrische Ladungen und Felder > Elektrische Feldkonfigurationen > Radialsymmetrisches Feld
    Radialsymmetrisches Feld
    ... ein, so ergibt sich aufgrund der erwähnten Eigenschaften bzw. der mathematischen Form von $\vec{E}$ eine besondere Symmetrie. Rotiert man nämlich das gezeichnete System, so bleibt es unverändert. Man spricht davon, dass das Feld kugel- bzw. radialsymmetrisch ist. Das elektrische Feld einer Punktladung $Q$, die sich im Koordinatenursprung $(0,0,0)$ befindet, besitzt die Form $\vec{E}=\frac{Q}{4\pi\epsilon r^2}\vec{e}_{r}$. Es ist das Paradigma (Musterbeispiel) eines radialsymmetrischen ...
  3. Eigenschaften des elektrischen Feldes
    Elektrische Ladungen und Felder > Eigenschaften des elektrischen Feldes
    Eigenschaften des elektrischen Feldes
    ... ist es nun möglich, einige allgemeine Eigenschaften von elektrischen Feldern zu konstatieren. Die elektrische Kraft $\vec{F}$ wirkt aufgrund des Kraftgesetzes $\vec{F}=q\vec{E}$ stets parallel oder antiparallel zur Feldrichtung von $\vec{E}$, abhängig davon ob die Ladung $q$ positiv oder negativ ist. Aufgrund der Existenz von positiven und negativen Ladungen, die als Ursache elektrischer Felder zu verstehen sind, besitzen elektrische Felder eine Quelle bzw. eine Senke. Davon kann ...
  4. Elektrische Ströme und magnetische Felder
    Elektrische Ströme und magnetische Felder
    Elektrische Ströme und magnetische Felder
    ... diese (neuen) magnetischen Felder weitere Eigenschaften, die sie von elektrischen Feldern unterscheiden. Diese Eigenschaften werden wir in den folgenden Abschnitten genauer betrachten. Wie im Fall des elektrischen Feldes beschreibt man das magnetische Feld durch eine vektorielle Feldgröße. Die vektorielle Feldgröße $\vec{B}$ Das Magnetfeld wird durch die so genannte magnetische Flussdichte $\vec{B}$ beschrieben. Die Einheit, in der diese Größe üblicherweise angegeben wird, ist ...
Ladungen und Felder
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Anorganische Chemie

  1. Ampholyte
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Ampholyte
    Ampholyte sind Verbindungen mit amphoteren Eigenschaften, d.h., sie können sowohl als Säure als auch als Base reagieren. Zwei solcher Verbindungen haben wir schon kennengelernt. In Abbildung 2 hat Wasser (H2O) als Base und in Abbildung 3 als Säure reagiert. Somit ist Wasser ein Ampholyt. In Abbildung 5 hat Hydrogensulfat (HSO4-) als Base in der 1. Dissoziationsstufe und in der 2. Dissoziationsstufe als Säure reagiert. Als was das Teilchen in einer Protolyse fungiert, hängt von der Stärke seines ...
  2. Autoprotolyse des Wassers
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Autoprotolyse des Wassers
    Autoprotolyse des Wassers
    ... festgestellt haben, besitzt Wasser amphotere Eigenschaften und kann somit als Säure oder als Base in Protolysen reagieren. Da stellt sich die Frage, ob auch unter 2 Teilchen Wasser eine Protolyse möglich ist, wie in Abbildung 6 dargestellt. Abbildung 6: Autoprotolyse des Wassers Die Frage kann ganz klar mit ja beantwortet werden. Auch mehrfach destilliertes Wasser (= sehr reines Wasser) besitzt eine spezifische Leitfähigkeit (k = 4*10-8 W-1cm-1), die ohne Vorliegen der Ionen (H3O+ ...
  3. Metalle und Nichtmetalle
    Stoffe und Stoffeigenschaften > Periodensystem der Elemente (Aufbau) > Metalle und Nichtmetalle
    Metalle und Nichtmetalle
    ... haben sie viele unterschiedliche elektrische Eigenschaften, die sie in der Industrie unentbehrlich machen. Die Bindungsverhältnisse zwischen Metallen (= Metallbindungen) werden in dem Kapitel „Chemische Bindungen“ erklärt.
Anorganische Chemie
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Atomphysik und Kernphysik

  1. Kernphysik 1
    Kernphysik 1
    ... gehört auch die Kenntnis der physikalischen Eigenschaften des Atomkerns. Mit den wesentlichen physikalischen Eigenschaften eines Atomkerns wollen wir uns im nun folgenden Kapitel beschäftigen. Überblick- Aufbau der Kernphysik Das Teilgebiet der Physik, das wir nun betreten wollen, ist die Kernphysik. Auf der einen Seite untersucht man in der Kernphysik die Struktur der Atomkerne, auf der anderen Seite beschäftigt man sich mit den Wechselwirkungen der Nukleonen (Kernbausteine) und den ...
  2. Kernkraft
    Kernphysik 1 > Kernphysikalische Grundlagen und Begriffe > Kernkraft
    Kernkraft
    ... Analyse zu geben, lassen sich folgende Eigenschaften auf der Basis experimenteller Beobachtung deduktiv ableiten. Eigenschaften der Kernkraft Offensichtlich muss doch im Kern eine weitere fundamentale Kraft wirksam sein. Man bezeichnet sie als Kernkraft. Sie wirkt zwischen den Nukleonen und ist ladungsunabhängig. Das bedeutet, dass die Kernkraft zwischen Proton-Proton (p-p), Proton-Neutron (p-n) und Neutron-Neutron (n-n) gleich ist. Sie ist deutlich größer als die Coulombkraft. Sie ...
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Quanteneffekte & Struktur der Materie

  1. Entwicklung der Quantentheorie
    Entwicklung der Quantentheorie
    Entwicklung der Quantentheorie
    ... Strahlung neben den üblichen Welleneigenschaften auch Teilcheneigenschaften zeigt. Das Video wird geladen ... Das Video wird geladen ...
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Elektromagnetismus

  1. Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
    Elektromagnetische Wellen > Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
    ... wie alle anderen Wellen folgende fundamentalen Eigenschaften (siehe auch Kapitel Schwingungen und Wellen- Grundlagen): Zusammenfassung bisheriger Ergebnisse Reflexion: Elektromagnetische Wellen können an Oberflächen reflektiert werden. Es gilt dabei das besprochene Reflexionsgesetz. Brechung: Elektromagnetische Wellen werden beim Übergang von einem Medium in ein anderes gebrochen. Es gilt das bekannte Brechungsgesetz. Im Vakuum breiten sich elektromagnetische Wellen mit der Lichtgeschwindigkeit ...
Elektromagnetismus
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Physikalische Chemie

  1. Fundamentale Begriffe der Chemie
    Chemische Thermodynamik > Fundamentale Begriffe der Chemie
    Fundamentale Begriffe der Chemie
    ... Während die Ordnungszahl die chemischen Eigenschaften eines Elements nahezu vollständig definiert, können seine physikalischen Eigenschaften, trotz gleicher Ordnungszahl, variieren. So existieren beispielsweise zwei Isotope von Lithium: 6Li und 7Li. Beide besitzen identische chemische Eigenschaften, so ließen sich aus beiden z.B. Lithiumakkumulatoren konstruieren. 6Li wird zudem noch im Reaktorbau als Neutronenabsorber verwendet. Wie erklärt sich dieser Unterschied? Ganz einfach, die ...
Physikalische Chemie
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