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Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen

Aliphatische Verbindungen

Die sogenannten aliphatischen Verbindungen (von griechisch: aleiphar = Salbenöl, Fett) bestehen aus langkettigen oder verzweigten Kohlenwasserstoffen, die unterschiedliche funktionelle Gruppen tragen können.

Sie decken sich damit mit den acyclischen Verbindungen, mit denen sie gleichgesetzt werden können.

Dem gegenüber stehen die cyclischen Verbindungen, jene also, die mindestens einen Ring beinhalten, mit ihrer Untergruppe der Aromaten.

Beispiele für aliphatische Verbindungen:

  • Alkane (-)

Propan, ein Alkan

Propan, ein Alkan

  • Alkene (=)

Propen, ein Alken

Propen, ein Alken

  • Alkine (≡)

Propin, ein Alkin

Propin, ein Alkin

  • Alkohole (-OH)

Ethanol

Ethanol, bekanntester Vertreter der (einwertigen) Alkohole

  • Mehrwertige Alkohole

image005-24

Der Zuckeraustauschstoff Xylitol, ein Pentanpentol

  • Ester (R-COO-R)

image006-22

Essigsäureethylester, ein wichtiges Lösungsmittel

  • Ether (R-O-R)

image007-17

Diethylether

  • Aldehyde und Ketone (R-CHO, R-COR)

image008-11

links: Formaldehyd (Methanal), rechts: Acetaldehyd (Ethanal)

image009-5

Das Keton Aceton (Propanon, Dimethylketon, „Nagellackentferner“)

  • Carbonsäuren (R-COOH)

image010-6

Die Carbonsäure Essigsäure (Ethansäure)

  • Fette und Öle

image011-2

Fett aus Caprylsäure und Glycerin

  • Kohlenhydrate/Zucker

image

Das Kohlenhydrat D-Glucose in der Fischer-Projektion („Ta ta ta“)

  • Aminosäuren/Proteine

image013-2

L-Alanin, einfachste chirale Aminosäure in L-Konfiguration

Cyclische Verbindungen

Die zweite große Stoffklasse in der organischen Chemie bilden die cyclischen, also ringförmigen Verbindungen. Diese können, müssen aber nicht aromatisch sein.

Die Atome oder einige der Atome im Molekül sind so verbunden, dass daraus ein Ring entsteht.

Beispiele für cyclische Verbindungen:

  •  Cycloalkane
  •  Aromaten als aromatische:
  •  Kohlenwasserstoffe
  •  Alkohole (Phenole)
  •  Aldehyde
  •  Carbonsäuren
  •  Amine

Im folgenden Abschnitt werden diese Verbindungen näher besprochen. Es soll geklärt werden, welche Arten es gibt und welche Eigenschaften sie besitzen, wozu sie verwendet werden und was ihre typischen Reaktionen sind. Dieser Abschnitt legt die Basis für alle weiteren Kapitel.

Mögliche Formelschreibweisen

Nachfolgend sei beispielhaft das Alkan Propan in verschiedenen Schreibweisen aufgeführt, die unterschiedliche Informationen enthalten und, je nach Anwendung, Vor- und Nachteile besitzen können.

Summenformel

Strukturformel nach Lewis

Halbstrukturformel

C3H8

image014-1

image015-1

Kurzschreibweise

Ball-und-Stick-3D-Modell

Space-Filling-3D-Modell

image016-1

image017-0

image018-0

Kugel im Modell

Element

image019

Kohlenstoff C

image020

Wasserstoff H

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Organische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Grundlagen der Kohlenstoffchemie
    • Einleitung zu Grundlagen der Kohlenstoffchemie
    • Orbitalmodell
    • Überblick und Formen der Orbitale
    • Grundregeln der Orbitaltheorie
    • Verteilung der Elektronen auf die Atome im Grundzustand
    • Hybridisierung
    • Hybridorbitale
    • Übersicht über die Bindungstypen
  • Nomenklatur nach IUPAC
    • Einleitung zu Nomenklatur nach IUPAC
  • Labormethoden
    • Einleitung zu Labormethoden
    • Vorbeugendes Gefahrstoffrecht
  • Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen
    • Einleitung zu Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen
    • Alkane
    • Typen von Kohlenstoffatomen
    • Wichtige Reaktionstypen der Alkane: radikalische Substitution
    • Cycloalkane
    • Alkene
    • Sonderfall Doppelbindung
    • Isomerisierung zu Cycloalkanen
    • Typische Reaktionen: Elektrophile Addition
    • Halogenalkane
    • Eliminierungsreaktion E
    • Polyene
    • Alkine
    • Alkohole
      • Einleitung zu Alkohole
      • Mehrwertige Alkohole
      • Eigenschaften der Alkanole
      • Kohlenstoff-Partner-Konstellationen
      • Bildung von Alkanolen durch eine nucleophile Substitution
      • Oxidationszahlen
      • Partielle Oxidation von Alkoholen
      • Andere typische Reaktionen der Alkohole:SN1&SN2
    • Ether
      • Einleitung zu Ether
      • Synthese von Ethern
    • Carbonylverbindungen: Aldehyde und Ketone
      • Einleitung zu Carbonylverbindungen: Aldehyde und Ketone
      • Aldehyde
        • Einleitung zu Aldehyde
        • Nachweisreaktion der Aldehyde
        • Wichtige Aldehyde
      • Ketone
      • Reaktionen von Aldehyden und Ketonen
        • Einleitung zu Reaktionen von Aldehyden und Ketonen
        • Keto-Enol-Tautomerie
        • Hydratisierung
        • Halbacetalbildung
        • Acetalbildung
        • Aldolbildung
    • Carbonsäuren
      • Einleitung zu Carbonsäuren
      • Monoalkansäuren
      • Mehrwertige Carbonsäuren
      • Carbonsäurederivate
        • Einleitung zu Carbonsäurederivate
        • Hydroxycarbonsäuren
        • Aminosäuren
        • Halogenalkansäuren
    • Ester: Bildung und Spaltung
      • Einleitung zu Ester: Bildung und Spaltung
      • Verseifung
  • Aromaten – Aromatische Kohlenwasserstoffe
    • Einleitung zu Aromaten – Aromatische Kohlenwasserstoffe
    • Das aromatische System
    • Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur
      • Einleitung zu Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur
      • Derivate des Benzols
    • Mesomerie = mesomere Grenzstrukturen
    • Typische aromatische Reaktionen
      • Einleitung zu Typische aromatische Reaktionen
      • Elektrophile aromatische Substitution
      • Übersicht der Arten der elektrophilen aromatische Substitution
      • Zweitsubstitution
      • Dirigierender Effekt
    • Acidität: Anilin und Phenol im Vergleich mit Aliphaten
  • Reaktionstypen in der organischen Chemie
    • Einleitung zu Reaktionstypen in der organischen Chemie
    • Einfluss der Molekülstruktur auf das Reaktionsverhalten
  • Isomerie
    • Einleitung zu Isomerie
    • Stereochemie
    • Zentrale Begriffe der Isomerie
    • Darstellungsformen
    • Achirale Meso-Verbindungen
    • EPA-Modell
  • Farbstoffe und Farbigkeit
    • Einleitung zu Farbstoffe und Farbigkeit
    • Licht
    • Farbwahrnehmung
    • Farbmischung
    • Farbstoffe
      • Einleitung zu Farbstoffe
      • Chromophore
      • Auxochrome
      • Cyanin-Farbstoffe
      • Azofarbstoffe
        • Einleitung zu Azofarbstoffe
        • Generelle Synthese von Azofarbstoffen
        • Erzeugung von Anilingelb
        • Azofarbstoffe als Indikatoren
      • Triphenylmethanfarbstoffe
        • Einleitung zu Triphenylmethanfarbstoffe
        • Synthese der Triphenylmethanfarbstoffe am Beispiel des Phenolphthaleins
        • Indikatorwirkung von Phenolphthalein
      • Chlorophyll
      • Indigo
  • Makromoleküle
    • Einleitung zu Makromoleküle
    • Kunststoffe
      • Einleitung zu Kunststoffe
      • Einteilung der Kunststoffe
        • Einleitung zu Einteilung der Kunststoffe
        • Thermoplaste
        • Elastomere
        • Duroplaste
      • Kunststoff – Synthesen
        • Einleitung zu Kunststoff – Synthesen
        • Radikalische Polymerisation
        • Anionische Polymerisation
        • Kationische Polymerisation
        • Polykondensation
        • Polyaddition
      • Einige wichtige Kunststoffe
        • Einleitung zu Einige wichtige Kunststoffe
        • Silikone
        • Kohlenstofffasern
        • Polyethylen
        • Polyvinylchlorid
      • Recycling von Kunststoffen
  • Naturstoffchemie
    • Einleitung zu Naturstoffchemie
    • Nachweisreaktionen
    • Elementaranalyse
    • Fette
      • Einleitung zu Fette
      • Gewinnung
      • Unterteilung
      • Essentielle Fettsäuren
      • Eigenschaften
      • Reaktionen von Fetten
      • Bedeutung von Fetten im Organismus
      • Fetthärtung
      • Biodiesel
      • Palmöl
      • Tenside
        • Einleitung zu Tenside
        • Grenzflächenaktivität
        • Seife
        • Tensid – Typen
        • Waschwirkung
        • Tyndall-Effekt
    • Kohlenhydrate
      • Einleitung zu Kohlenhydrate
      • Unterteilung der Kohlenhydrate und ihre Projektionen
      • Stichpunkte zur Stereochemie der Kohlenhydrate
      • Nachweisreaktionen für Kohlenhydrate
    • Eiweiße
      • Einleitung zu Eiweiße
      • Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine
        • Einleitung zu Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine
        • Unterteilung der Aminosäuren
        • Essenzielle Aminosäuren
        • Säure-Base-Verhalten
        • Säure-Base-Titration der Aminosäuren
        • Funktionen der Aminosäuren im Körper
        • Nachweise
        • Strukturebenen der Proteinfaltung
    • Nukleinsäuren
      • Einleitung zu Nukleinsäuren
      • Nukleinsäuren: DNA
      • Nukleinsäuren: RNA
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