Schwache Wechselwirkungen, Bindungen, Strukturen und Nomenklatur

To-Do: Bilder der funktionellen gruppen, Proteine, slides bis 52 fertig

Was ist ein Atomorbital?

Der Raum in dem sich ein Elektron mit hoher Wahrscheinlichkeit befindet (durch Wellenfunktion beschrieben).

Was sind die Quantenzahlen eines Atoms?

Quantenzahlen sind mathematische Kennzahlen, die den Zustand eines Elektrons in der Atomhülle eindeutig beschreiben. Sie setzen sich zusammen aus der Hauptquantenzahl(n) (gibt an in welcher Schale sich das Elektron befindet und dadurch auch das Energieniveau (1-4)), der Nebenquantenzahl(l) (für die Orbitalform (l < n)), der Magnetquantenzahl(m) (für die räumliche Ausrichtung des Orbitals) und der Spinquantenzahl(s) (für den Eigendrehimpuls des Elektrons). Zusammen dienen sie als exakte „Adresse“, da sich nach dem Pauli-Prinzip kein Elektron im selben Atom in allen vier Zahlen gleichen darf.

Welche Formen haben s- und p-Orbitale und was ist ihre Nebenquantenzahl?

s-Orbitale sind kugelförmig und haben daher die Nebenquantenzahl(l) 0. p-Orbitale sind Hantelförmig und haben daher die Nebenquatentenzahl(l) 1.

Wie sind Atome aufgebaut?

Atome bestehen aus einem Atomkern, der Protonen und Neutronen enthält, sowie einer Elektronenhülle. Die Elektronen befinden sich auf verschiedenen Energieschalen (im Grundzustand gibt es bis zu 7 Schalen), deren Elektronenverteilung präzise mittels Orbitalen beschrieben wird.

Wie viele Orbitale und wie viele Elektronen hat jede Unterschale?

s: 1, 2 e⁻; p: 3, 6 e⁻; d: 5, 10 e⁻; f: 7, 14 e⁻

Welche Orbitaltypen gibt es? Beschreibe sie.

Die Anzahl der Orbitaltypen steigt mit jeder Schale: Die erste Schale besitzt nur ein s-Orbital, die zweite s- und p-Orbitale, die dritte s-, p- und d-Orbitale und die vierte s-, p-, d- und f-Orbitale. Geometrisch sind s-Orbitale kugelförmig, p-Orbitale hantelförmig, d-Orbitale verhalten sich meist wie gekreuzte Doppel-Hanteln, während f- und g-Orbitale hochkomplexe Formen mit mehreren Keulen und Ringen aufweisen.

Wie viele p-Orbitale gibt es und wie sind sie orientiert?

Es gibt 3 (p_x, p_y, p_z), die im 90°-Winkel zueinander stehen und sie liegen jeweils an der x, y und z achse wobei der ursprung der Atomkern ist.

Was ist ein Knoten (node)?

Das ist ein Bereich mit Elektronendichte null, welcher entsteht wenn sich zwei Orbitale mit unterschiedlichen Vorzeichen (x/-) eines Atoms destruktiv überlappen, löschen sie sich gegenseitig aus.

Was ist eine Unterschale?

Eine Unterschale fasst alle Orbitale einer bestimmten Form auf einer Hauptschale zusammen.

Was ist Elektronegativität?

Die Elektronegativität eines Atoms misst die Eigenschaft wie stark es Elektronen anzieht.

Was ist Periodizität?

Die Periodizität beschreibt die generelle Beziehung zischen der Stelle des Atoms auf dem Periodensystem und ihrer Elektronegativität. (von links nach rechts = zunehmende Elektronegativität, von oben nach unten = abnehmende Elektronegativität)

Was sagt die Elektronegativitätsdifferenz (ΔEN) über die Bindungsart aus?

ΔEN < 0,5 → unpolar kovalent (Elektronen geteilt); 0,5 < ΔEN < 1,7 → polar kovalent (Elektronen geteilt, aber ungleich angezogen); ΔEN > 1,7 → ionisch (Elektronenübergang/Transfer, kein „Austausch"). Die 1,7-Grenze ist eine Faustregel, kein scharfer Wert.

Wie entsteht eine Ionenbindung und welche Energiebeiträge bestimmen ihre Stabilität?

Reduktionsmittel (Elektronendonator) wird oxidiert, Oxidationsmittel (Elektronenakzeptor) wird reduziert; die Ionen erreichen idealerweise Edelgaskonfiguration. Die Stabilität des Salzes wird durch den Born-Haber-Zyklus beschrieben: Sublimation (ΔH_sub) + Dissoziation (½ΔH_Diss) + Ionisierung (ΔH_Ion) + Elektronenaffinität (ΔH_EA) + Gitterenergie (ΔH_Gitter) = Bildungsenthalpie (ΔH_f). Die Gitterenergie ist der entscheidende stabilisierende Beitrag.

Was ist ein Ionengitter?

Ein Ionengitter ist eine regelmäßige, dreidimensionale Anordnung aus positiven und negativen Ionen, die sich elektrostatisch anziehen. Salze sind deshalb fest, kristallin und haben hohe Schmelzpunkte.

Was ist ein Dipol?

Ein elektrisch neutrales Molekül, in dem die Ladungsschwerpunkte von positiven und negativen Ladungen nicht zusammenfallen. Es entsteht eine positiver und negativer Pol.

Was sind σ-Bindungen?

Entstehen durch frontale (end-on) Überlappung zweier Atomorbitale entlang der Kernverbindungsachse. Die Elektronendichte liegt zwischen den Kernen. σ-Bindungen sind Einfachbindungen und frei um ihre Achse drehbar.

Was ist ein σ*-Orbital?

Das σ*-Orbital ist das antibindende Gegenstück zum σ-Orbital. Es entsteht durch gegenphasige lineare Überlappung zweier Orbitale, hat einen Knoten zwischen den Kernen und liegt energetisch höher als die Ausgangsorbitale. Elektronen in diesem Orbital schwächen die Bindung.

Erkläre die LCAO-MO Theorie.

LCAO steht für Linear Combination of Atomic Orbitals. Molekülorbitale entstehen aus einer Linearkombination (Addition/Subtraktion) der Atomorbitale. Wenn zwei Atomorbitale kombiniert werden erhält man zwei Molekülorbitale. Diese können eine gleichphasige (= bindende σ-Orbital) oder gegenphasige (antibindende σ*-Orbital) Kombination sein. Sie sind aber nur Modelle, die die Elektronen in einem Molekül beschreibt, und keinen tatsächlichen Bindungen.

Was sind σ-Orbitale (bindend)?

Entsteht durch gleichphasige Überlappung (Addition) zweier Atomorbitale. Die Elektronendichte ist zwischen den Kernen konzentriert, und das Orbital liegt energetisch tiefer als die Atomorbitale. Elektronen darin stabilisieren die Bindung.

Was sind σ*-Orbital (antibindend)?

Entsteht durch gegenphasige Überlappung (Subtraktion) zweier Atomorbitale. Zwischen den Kernen liegt ein Knoten ohne Elektronendichte, und das Orbital liegt energetisch höher als die Atomorbitale. Elektronen darin schwächen die Bindung. Bei H₂ ist es unbesetzt.

Was ist ein HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital)?

Das energetisch höchste Molekülorbital, das noch mit Elektronen besetzt ist. Bei H₂ ist das das σ-Orbital.

Was ist ein LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)?

Das energetisch niedrigste Molekülorbital, das nicht mit Elektronen besetzt ist. Bei H₂ ist das das σ*-Orbital.

Wan ist ein Stoff paramagnetisch?

Paramagnetisch sind Stoffe mit mindestens einem ungepaarten Elektron (↑ = Spin bleibt übrig). Sie werden von einem Magnetfeld schwach angezogen. (z.B. Radikale)

Wan ist ein Stoff diamagnetisch?

Diamagnetische Stoffe haben nur gepaarte Elektronen (↑↓ = Spins sind entgegengesetzt, gleichen sich aus) und werden schwach abgestoßen.

Was ist ein Diradikal?

Ein Diradikal ist ein Radikal mit zwei ungepaarten Elektronen, sind paramagnetisch , wenn beide Spins parallel stehen (↑ ↑, Triplett-Zustand), und meistens sehr reaktiv. Ein Beispiel dafür wäre das Triplett-0₂.

Was ist ein Doppelbindungscharakter?

Eine formale Einfachbindung verhält sich teilweise wie eine Doppelbindung, weil π-Elektronen(= Elektronen eines π-Orbitals) delokalisiert sind. Sie ist kürzer als eine normale Einfachbindung und schwer drehbar. Beispiel: die C–N-Bindung in Amiden.

Wie berechnet man die Bindungsordnung und was sagt sie aus?

BO = (bindende e⁻ − antibindende e⁻) / 2. Höhere BO = stärkere Bindung, kürzerer Abstand. BO 0 = keine Bindung, 1 = Einfach-, 2 = Doppel-, 3 = Dreifachbindung. Beispiel O₂: 8 bindende − 4 antibindende e⁻ → BO = 2, aber die letzten 2 e⁻ sitzen entartet in π-Orbitalen → Triplett-Diradikal, paramagnetisch.*

Was sagt die Bindungsordnung einer Bindung über sie aus?

Um so höher die Bindungsordnung ist um so stärker ist der Doppelbindungscharakter der Bindung ausgeprägt. (0 = keine Bindung,…, 3 = Dreifachbindung)

Was sind Hybridorbitale und wozu gibt es sie?

In der organischen Chemie reichen die s- und p-Orbitale nicht aus um alle Strukturen erklären zu können. Weshalb ein Hybridorbital eine Mischung aus s- und p-Orbitalen ist, wobei man von sp³-(= 4 Hybride in den Ecken eines Tetraeder) , sp²-(= 3 hybride in der form eines Dreiecks und 1 p waagerecht in der Mitte) und sp-(= 2 hybride in einer Linie und 2 p überkreuzt im rechten Winkel zu den Hybriden)Hybridorbitalen unterscheidet

Wie erfolgt die Hybridisierung?

Bei einer Hybridisierung werden immer ein s- und drei p-Orbitale gebraucht. Zunächst findet die Promotion statt wobei ein Elektron aus dem s-Orbital entnommen wird und einem leeren p-Orbital dazugegeben wird. Danach folgt die Rekombination, wobei das s-orbital mit den drei p-Orbitalen gemischt wird (= Linearkombination). Es entstehen vier gleichwertige sp³-Hybridorbitale. (Die Hybride sp² und sp entstehen indem bei der Rekombination nur 3 oder 2 p-Orbitale beteiligt sind wobei die übrigen p-Orbitale übrig bleiben)

Wie sind Doppel- und Dreifachbindungen aufgebaut?

Doppelbindung = 1 σ + 1 π. Die π-Bindung entsteht durch seitliche (side-on) Überlappung paralleler p-Orbitale über und unter der σ-Achse. Keine freie Drehung → planare Struktur. Dreifachbindung = 1 σ + 2 π (zwei senkrecht zueinander stehende π-Bindungen) → röhrenförmige Struktur, linear (180°).

Was sind reaktive Intermediate?

Sie sind kurzlebige, energiereiche Teilchen, die in einem mehrstufigen chemischen Prozess entstehen und sofort wieder zu einem Folgeprodukt oder Endprodukt umgesetzt werden.

Was für reaktive Intermediate gibt es?

Carbokation/Carbenium= Positiv geladene Kohlenstoff-Teilchen mit einem leerem p-Orbital; Radikale= Neutrale Teilchen in dessen p-Orbital ein ungepaarten Elektron liegt; Carbanion= Negative Teilchen in dessen Hybrid-Orbital(sp³,sp² oder sp) ein freies Elektronenpaar ist

Was sind Kohlenstoffmodifikationen?

Sie sind verschiedene Erscheinungsformen desselben Elements Kohlenstoff, wobei sie sich nur in ihrer Anordnung im Raum unterscheiden und dadurch drastisch unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Kristallgitter (Tetraeder) = ist extrem hart, ein Isolator, Transparent; flachen Sechsecken (wie Bienenwaben)= sehr weich, leitet Strom, Schwarz-grau; Fußballförmige Hohlkugeln oder Röhren (Nanoskala)= variable aber Molekül stabil, Halbleiter, dunkles Pulver

Was ist die Kristall-/Ligandenfeldtheorie?

Sie sind Modelle der Anorganischen Chemie und erklären wie Liganden Übergangsmetalle energetisch Aufspalten und dadurch ihre Farbe, Magnetismus und die Struktur bestimmen.

Wie spalten sich die d-Orbitale im oktaedrischen Ligandenfeld auf?

Der Ablauf der energetischen Aufspaltung beginnt beim freien Übergangsmetall, dessen fünf d-Orbitale energetisch völlig gleichwertig sind. Nähern sich nun Liganden an, erzeugen sie ein elektrisches Feld um das Metallion. Da die fünf d-Orbitale räumlich unterschiedlich ausgerichtet sind und sich die Liganden entlang der x,y,z-Achsen bewegen, werden sie von den herannahenden Liganden ungleich stark abgestoßen. Diese unterschiedliche Abstoßung(von den Orbitalen die sich auf den Achsen der Liganden befinden) hebt die energetische Gleichwertigkeit auf, sodass die Orbitale in zwei getrennte Energieniveaus aufspalten.

Beschreibe die Folgen der energetischen Aufspaltung von Übergangsmetallen laut der Kristall- / Ligandenfeldtheorie.

Diese Aufspaltung hat zwei zentrale Folgen: Zum einen führt sie zur charakteristischen Farbe der Komplexe, da Licht absorbiert wird, um Elektronen über diese neue Energielücke anzuregen (d-d-Übergang). Zum anderen bestimmt die Größe dieser Lücke das magnetische Verhalten, da sie darüber entscheidet, ob sich die Elektronen auf den Niveaus verteilen (High-Spin) oder sich paaren (Low-Spin).

Was ist ein Übergangsmetallion?

Es ist ein elektrisch geladenes Teilchen (ein Ion), das entsteht, wenn ein Übergangsmetall-Atom(= Atomgruppe vom Periodensystem) eines oder mehrere seiner Elektronen abgibt.

Was ist ein Ligand?

Es ist ein Ion oder Molekül, das ein freies Elektronenpaar besitzt.

Was ist eine Wasserstoffbrückenbindung?

Es ist eine attraktive Wechselwirkung (Anziehungskraft) zwischen zwei Komponenten: Ein H-Brücken-Donor (ein positiv polarisiertes Wasserstoffatom, das kovalent an ein stark elektronegatives Atom wie O, N oder F gebunden ist) wird von einem H-Brücken-Akzeptor (einem negativ polarisierten Atom mit einem freien Elektronenpaar) elektrostatisch angezogen.

Beschreibe die Struktur von Eis

Jedes Wassermolekül interagiert tetraedrisch mit vier anderen Wassermolekülen.

Welche funktionellen Gruppen bilden Wasserstoffbrücken-Bindungen mit Wasser? Verbinde sie mit dem gegebenen Bild.

Hydroxylgruppen(a), Ketogruppen(b), Carboxylgruppen(c) und Ammoniumionen(d)

Beschreibe die kovalenten und nichtkovalenten Wechselwirkungen in Enzymen.

Nichtkovalente Wechselwirkungen (v. a. Wasserstoffbrücken der katalytischen Triade) bilden das Enzym-Substrat-Gerüst, halten das Substrat fest und senken die Aktivierungsenergie. Kovalente Wechselwirkungen sind die eigentliche chemische Reaktion: Das Enzym geht eine echte Bindung mit dem Substrat ein (z. B. Acyl-Enzym) und spaltet es (Hydrolyse). Kurz: Nichtkovalent bereitet vor, kovalent spaltet.

Beschreibe die Dipol-Dipol Wechselwirkung.

Eine nichtkovalente Wechselwirkung die entsteht wenn die Dipole von Molekülen sich gegenseitig abstoßen oder anziehen (z.B. Wasserstoffbrückenbindungen (Anziehung)).

Beschreibe die Ionen-Dipol und Ionen-Ionen Wechselwirkung.

Die Ionen-Dipol-Wechselwirkung findet zwischen einem geladenen Ion und einem neutralen, aber polaren Molekül (Dipol) statt. Das Ion zieht den entgegengesetzt geladenen Pol des Dipols an (z. B. Na⁺ und Wasser). Die Ionen-Ionen-Wechselwirkung entsteht zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Ionen (z. B. Na⁺ und Cl⁻). Beide Wechselwirkungen sind sehr stark (nichtkovalent) und spielen eine wichtige Rolle bei der Löslichkeit von Salzen und im Aufbau von Kristallgittern.

Beschreibe die London- (Dispersions-) Kräfte.

Schwache anziehende Kräfte zwischen unpolaren Molekülen aufgrund spontaner Polarisierung eines Teilchens. Die spontan entstehende negative Seite des Moleküls führt zu einem Domino-Effekt, wobei Nachbar-Moleküle sich wie temporäre Dipole verhalten. (=> Grund weshalb sich unpolare Moleküle gegenseitig anziehen)

Was sind metallische Bindungen und wie sind sie aufgebaut?

In Metallen liegen die Metallatome als Ionen vor, da sie ihre Außenelektronen aufgrund der niedrigen Ionisierungsenergie und Elektronegativität leicht abgeben und als Kationen(= oxidierte Metallatome) zusammengepackt sind und vom umgebenden Elektronengas (freie Elektronen) zusammengehalten werden (die Molekülorbitale sind delokalisiert) → Entstehung eines kontinuierlichen Energiebandes

Ab wann sind Metallbände Leiter, Isolatoren oder Halbleiter?

Entscheidend für die Leitfähigkeit ist, wie das Valenzband (besetzt) und das Leitungsband (unbesetzt) zueinander liegen: Beim Leiter überlappen sich die Bänder oder das Valenzband ist nicht voll besetzt, sodass sich Elektronen frei bewegen können. Beim Isolator liegt zwischen beiden Bändern eine große verbotene Zone, die Elektronen nicht überwinden können. Der Halbleiter hat nur eine sehr kleine verbotene Zone, bei Energiezufuhr (z. B. Wärme) springen Elektronen ins Leitungsband und der Stoff wird leitfähig.

Was ist die Grundidee der systematischen IUPAC-Nomenklatur und warum gibt es mehrere Namen für eine Struktur?

Es gibt offizielle, systematische Namen (IUPAC) und alte, historische Namen (Trivialnamen). Zu einer Struktur können mehrere Namen passen (z.B. Essigsäure = Ethansäure), aber ein Name gehört immer nur zu genau einer Struktur.

Wie werden die C-Gerüste bei Alkanen, Alkenen und Alkinen benannt (Grundgerüst vs. Substituent)?

• Alkane(nur Einfachbindungen, sp³): Grundgerüst = -an, Substituent = -yl.

• Alkene (mind. 1 Doppelbindung, sp²): Grundgerüst = -en, Substituent = -enyl.

• Alkine (mind. 1 Dreifachbindung, sp): Grundgerüst = -in, Substituent = -inyl.

Wie finde ich die Hauptkette (Stammsystem) und was bestimmt die Endung des Namens? Benenne das Beispiel.

Suche die längste ununterbrochene C-Kette. Bei Gleichheit: nimm die Kette mit den meisten Doppelbindungen oder Verzweigungen (Substituenten). Die wichtigste funktionelle Gruppe bestimmt das Suffix (Endung). (Bsp.: 4-Ethyloctan)

Wie wird die Hauptkette nummeriert (Lokanten)? Benenne das Beispiel.

So, dass die wichtigste funktionelle Gruppe (Suffix) und danach die Anhängsel (Substituenten) die kleinstmöglichen Zahlen bekommen. (Bsp.: 2,2,4-Trimethylpentan, nicht 2,4,4-).

Wie werden Anhängsel (Substituenten) sortiert und benannt? Benenne das Beispiel.

Sie werden alphabetisch sortiert. Vorsilben wie di-, tri-, tetra- (für die Anzahl) zählen für die Alphabetisierung nicht mit. (Bsp.: 3-Methyl-4-propylheptan: M vor P).

Was hat Vorrang: ein Ring oder eine offene Kette? Benenne das Beispiel.

Der Ring hat Vorrang und wird das Grundgerüst (mit Vorsilbe "Cyclo-"). Die offene Kette wird zum Substituenten. (Bsp: Hexylcyclohexan, nicht Cyclohexylhexan).

Wie werden Doppel- und Dreifachbindungen benannt und positioniert? Benenne das Beispiel.

Doppelbindungen enden auf -en, Dreifachbindungen auf -in. Die Position wird mit einer Zahl angegeben (außer bei C1). Ungesättigte Systeme werden bevorzugt als Hauptkette gewählt. (Bsp.: 4-Propyloct-2-en)

Welche Regeln gelten für Benzolringe und deren Substituenten?

Häufig Trivialnamen (Benzol). Als Anhängsel heißt der Benzolring Phenyl-. Bei zwei Anhängseln nutzt man ortho (1,2-), meta (1,3-) und para (1,4-). (Bsp.: 1-Ethyl-3-isopropylbenzol)

Wie unterscheidet man kondensierte, verbrückte und Spiro-Verbindungen?

• Kondensiert (Bicyclus): Ringe teilen sich eine Bindung (z.B. Bicyclo[4.4.0]decan).

• Verbrückt: Ringe teilen sich mehr als eine Bindung (z.B. Bicyclo[2.2.1]heptan).

• Spiro: Ringe teilen sich genau ein Atom (kleinerer Ring zuerst nummeriert, z.B. 2-Methylspiro[4.5]decan).

Welche Priorität haben Heteroatome(= Fremdatome/nicht C-Atome) in Ringen und wo startet die Nummerierung? Benenne das Beispiel.

Die Reihenfolge der Wichtigkeit der Fremdatome ist: Sauerstoff (O) > Schwefel (S) > Stickstoff (N). Die Nummerierung startet beim Fremdatom. (Bsp.: Pyridin)

Wie entscheidet man, welche funktionelle Gruppe das Suffix (Endung) und welche das Präfix (Vorsilbe) bekommt? Benenne das Beispiel.

Die ranghöchste Gruppe bestimmt das Suffix. Alle anderen Gruppen werden als Präfix vorangestellt. (Bsp: 3-Oxo-butansäure: Carbonsäure = Suffix -säure; Keton = Präfix Oxo-).

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Carbonsäure, -säure, (ist sauer, stark polar, bilden Wasserstoffbrückenbindungen und in Säuren auffindbar)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Ester, -oat, (ist hydrophob, in Fetten und Ölen auffindbar)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Amid, -amid, (ist sehr stabil und polar, neutral (nicht basisch), kommt in Proteinen als Verknüpfung zwischen Aminosäuren vor)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Anhydrid, -anhydrid, (ist hochreaktiv, entstehen bei Kondensation → hydrolysieren schnell zu ihren entsprechenden Säuren zurück)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Acylhalogenid, -ylhalogenid, (ist extrem reaktiv, reagieren stark mit Wasser unter Abspaltung von Halogenwasserstofsäuren)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Nitril, -nitril, (ist polar und linear, relativ stabil)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Aldehyd, -al, (ist leicht oxidierbar (reagieren schnell weiter zu Carbonsäure))

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Keton, -on, (ist weniger reaktiv als Aldehydgruppe, lässt sich nicht leicht oxidieren)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Alkohol, -ol, (ist polar, bildet Wasserstoffbrückenbindungen)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Thiol, -thiol, (ist weniger polar als Alkohole, bilden kaum Wasserstoffbrückenbindungen)

Benenne die funktionelle Gruppe, nenne ihren Suffix(= Endung) und ihre wichtigsten Eigenschaften.

Amin, -amin, (ist basisch und nukleophil, können Wasserstoffbrückenbindungen bilden, kommen in Proteinen vor)

Wie entwickelt sich der Siedepunkt wenn die Folgenden strukturellen Eigenschaften steigen?: Kettenlänge, Molekülgewicht, Gerüstverzweigung, Wasserstoffbrückenstärke/anzahl, Dipolmoment, Halogenatom-Größe

SP steigt, SP steigt, SP sinkt, SP steigt, SP steigt, SP steigt,

Was ist die radikofunktionelle Nomenklatur und wie funktioniert sie?

Eine alternative Benennungsart, bei der zuerst die Kohlenwasserstoff-Reste (Alkyle) genannt werden, gefolgt von der funktionellen Gruppe als eigenes Wort. (Bsp: Diethylether, Ethylmethylketon, Ethylalkohol).

Was schreibt die Nomenklatur bezüglich der räumlichen Anordnung (Stereochemie) vor?

Es müssen Stereodeskriptoren (wie R/S, E/Z, cis/trans) angegeben werden.

Welche Rollen nehmen Proteine an?

In Enzymen, Strukturproteine, Regulatoren der Genexpression

Beschreibe den Aufbau von proteinogene Aminosäuren.

Eine AS besitzt ein Alpha-C-Atom(= C-Atom mit vier verschiedenen Bindungspartnern) in ihrem Zentrum. Dieses hat Bindungen mit einem H-Atom, Rest(=Seitenkette), einer Aminogruppe und einer Carboxylgruppe. Wobei sich die beiden Funktionellen-Gruppen gegenüber von einander befinden. Alle Aminosäuren unterscheiden sich mit den Eigenschaften hydrophob/ hydrophil, groß/klein, sauer/basisch, geladen/ungeladen und polar/apolar. Für jede Aminosäure gibt es einen Ein-Buchstoben-Code

Beschreibe den Aufbau von Proteinen in ihrer Primärstruktur.

Proteine bestehen aus 20 unterschiedlichen proteinogene Aminosäuren welche mittels Peptidbindungen lange Ketten bilden können. Die Sequenz von Aminosäuren nennt man Primärstruktur. Kurze Protein-Ketten nennt man Peptide längere Ketten dann Polypeptide. Die Ketten haben einen partiellen Doppelbindungscharakter da freie Drehbarkeit nur um die Alpha-C-Atome möglich ist.

Beschreibe die Sekundärstruktur von Proteinen.

Die Sekundärstruktur beschreibt die Faltung von Polypeptidketten, wobei die wichtigsten Faltungsarten die alpha-Helix und das beta-Faltblatt. Das Rückgrat der Helix beschreibt eine schraubige Windung, welche durch H-Brücken(zwischen CO- und NH-Gruppen) stark stabilisiert werden. Die Seitenketten zeigen vom Zylinder nach außen. Außerdem können sich mehrere alpha-Helices aneinanderlegen und Kanalproteine bilden. Das beta-Faltblatt wird durch H-Brücken(zwischen dem H und O der Peptidbindung) zwischen parallel verlaufenden Polypeptidketten gebildet.

Beschreibe die Tertiärstruktur von Proteinen.

Die Tertiärstruktur ist die dreidimensionale Konformation eines Proteins, wobei sich die Strukturen der Sekundärstruktur zu einem komplexen System bildet. Die alpha-Helices und und die beta-Faltblätter werden durch Wasserstoffbrückenbindungen, Ionenbindungen, hydrophobe Bindungen im Inneren des Moleküls und Disulfidbrücken zusammengehalten.

Beschreibe die Quartärstruktur von Proteinen.

Die Quartärstruktur beschreibt die Struktur wobei sich mehrere Proteine zusammengesetzt haben um als ein Konstrukt zu arbeiten.