Grundwissen 10.Klasse NTG 1 Grundwissen 10.Klasse NTG 1. Grundwissen 10.Klasse NTG 2 Grundwissen 10.Klasse NTG 2
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- Luisa Geisler
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1 Grundwissen 10.Klasse NTG 1 Grundwissen 10.Klasse NTG 1 Homologe Reihe: Reihe von Kohlenwasserstoffen, bei der jedes Molekül eine CH 2 -Gruppe mehr enthält als das vorhergehende. Gesättigte Kohlenwasserstoffe Alkane: Allg. Summenformel C n H 2n+2 (Endung -an) Enthalten ausschließlich Einfachbindungen; Tetraedrische Anordnung mit Bindungswinkel 109,5 Bsp.: Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan Cycloalkane: Allg. Summenformel C n H 2n Ringförmige Verbindungen; Vorsilbe Cyclo- Grundwissen 10.Klasse NTG 2 Grundwissen 10.Klasse NTG 2 Alkene: Allg. Summenformel C n H 2n (Endung -en) Alkene besitzen mindestens eine C-C-Doppelbindung Trigonale, planare Struktur (Beispiel Ethen) Ungesättigte Kohlenwasserstoffe Alkine: Allg. Summenformel C n H 2n-2 (Endung -in) Alkine besitzen mindestens eine C-C-Dreifachbindung Lineare Struktur (Beispiel Ethin) Grundwissen 10.Klasse NTG 3 Grundwissen 10.Klasse NTG 3 Moleküle, die bei gleicher Summenformel unterschiedliche Atomverknüpfungen haben. Konstitutionsisomerie Beispiele: Geradkettig: n-butan Verzweigt: 2Methylpropan (= Iso-Butan, i-butan) Isomere Verbindungen unterscheiden sich in ihren physikalischen Eigenschaften. Grundwissen 10.Klasse NTG 4 Grundwissen 10.Klasse NTG 4 Bei der E/Z-Isomerie ist die räumliche Anordnung der Atome verschieden. Die Molekülteile sind nicht um die Bindungsachse drehbar, da keine freie Drehbarkeit um die C-C- Doppelbindung besteht. E/Z-Isomerie Bsp.: Z-But-2-en Z: Atome mit der höheren Priorität stehen auf der gleichen Seite. E: Atome mit der höheren Priorität stehen entgegen E-But-2-en Merkhilfe: Z zusammen, E entgegen
2 Grundwissen 10.Klasse NTG 5 Grundwissen 10.Klasse NTG 5 Typische Reaktionsweise gesättigter Kohlenwasserstoffe z.b. mit Halogenen. Radikalische Substitution Radikale: besitzen mindestens ein ungepaartes Elektron und sind deshalb sehr reaktionsfreudig Substitution: Ersetzen einzelner Atome (Atomgruppen) durch andere Atome (Atomgruppen 1.Startreaktion (Licht): Bildung der Radikale 2.Kettenreaktion: Reaktion von Radikalen unter Angriff einer Einfachbindung (C-H oder Br-Br) und Bildung neuer Radikale 3.Abbruchreaktion: Zwei Radikale reagieren miteinander Grundwissen 10.Klasse NTG 6 Grundwissen 10.Klasse NTG 6 Typische Reaktionsweise ungesättigter Kohlenwasserstoffe (Alkene/Alkine) z.b. mit Halogenen. Elektrophil: Teilchen, das Elektronen liebend ist. Nucleophil: Teilchen, das Kern liebend ist. Elektrophile Addition Bsp.: 1.Polarisierung des Halogenmoleküls durch die Doppelbindung 2.Elektrophiler Angriff des Halogenkations an der Doppelbindung Bildung eines Carbokations 3.Nukleophiler Rückseitenangriff des Halogenid-Ions auf das Carbokation Grundwissen 10.Klasse NTG 7 Grundwissen 10.Klasse NTG 7 Die funktionellen Gruppen bestimmen das Reaktionsverhalten der organischen Verbindungen. Funktionelle Gruppen Grundwissen 10.Klasse NTG 8 Grundwissen 10.Klasse NTG 8 Typische Reaktionsweise von Carbonylgruppen nucleophiler Teilchen (Begriff s. Elektrophile Addition) Bsp.: Ethanal reagiert mit Ethanol (Säurekatalyse) Nukleophile Addition 1.Protonierung 2.Nucleophiler Angriff der Hydroxygruppe an das Carbokation 3.Deprotonierung (= Rückbildung des Katalysators) Produkt: Halbacetal
3 Grundwissen 10.Klasse NTG 9 Grundwissen 10.Klasse NTG 9 Je länger der Alkylrest im Molekül einer sauerstoffhaltigen Verbindung ist, desto höher ist die Siedetemperatur und desto geringer ist die Löslichkeit in Wasser. Eigenschaften: Löslichkeit und Siedetemperaturen sauerstoffhaltiger organischer Verbindungen Die Siedetemperaturen steigen mit zunehmender Oberfläche, da die Anziehungskräfte zwischen den Alkylresten (Van-der- Waals- Wechselwirkungen) stärker werden. Je mehr Hydroxygruppen bzw. Carboxygruppen im Molekül vorkommen, desto höher ist die Siedetemperatur und desto besser ist die Wasserlöslichkeit, da sich Wasserstoffbrücken/Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zwischen den Molekülen ausbilden. Grundwissen 10.Klasse NTG 10 Grundwissen 10.Klasse NTG 10 Nachweisreaktion für Aldehyde mit Hilfe von Fehling I (= Kupfersulfat-Lösung) und Fehling II (= alkalische Lösung) Fehlingprobe Positiver Nachweis: Rotfärbung (Cu 2 O) Negativer Nachweis: keine Farbänderung (vgl. Oxidierbarkeit von Alkoholen GW10-11) Grundwissen 10.Klasse NTG 11 Grundwissen 10.Klasse NTG 11 Oxidierbarkeit von Alkoholen: Alkohol Carbonylverbindung Carbonsäuren Grundwissen 10.Klasse NTG 12 Grundwissen 10.Klasse NTG 12 Funktionelle Gruppe: Carbonsäuren Carbonylgruppe Hydroxygruppe Carboxygruppe Acidität: Wegen der Mesomeriestabilität des Carboxylations sind Carbonsäuren schwach sauer.
4 Grundwissen 10.Klasse NTG 13 Grundwissen 10.Klasse NTG 13 Esterbildung (1): Ester entstehen bei der Reaktion von Carbonsäuren mit Alkoholen unter Abspaltung von Wasser. Die Veresterung ist eine Gleichgewichtsreaktion. Ester (1) (2) Esterhydrolyse (2): Spaltung von Estern mit Hilfe von Wasser Grundwissen 10.Klasse NTG 14 Grundwissen 10.Klasse NTG 14 Fette sind Ester aus dem dreiwertigen Alkohol Glycerin (Propan-1,2,3-triol) und langkettigen Carbonsäuren. Fette Gylcerin Fettsäure Fett Grundwissen 10.Klasse NTG 15 Grundwissen 10.Klasse NTG 15 Kohlenhydrate: Monosaccharide z.b. Glucose Glycosidische Bindung Disaccharide z.b. Saccharose Glycosidische Bindung Polysaccharide z.b. Stärke -D- Glucose offen Halbacetal- Bildung vgl. GW10-8 -D- Glucose Ringform Grundwissen10.Klasse NTG 16 Grundwissen 10.Klasse NTG 16 Die 20 natürlich vorkommenden AS haben eine gemeinsame Grundstruktur. Sie unterscheiden sich nur durch ihre Reste R. Sie sind durch Peptidbindungen zu Polypeptiden verknüpft. Aminosäuren (AS) und Proteine Aminosäure Peptidbindung Bei mehr als 100 AS spricht man von Proteinen. Organisationsebenen eines Proteins: Primärstruktur Sekundärstruktur Tertiärstruktur (AS-Sequenz) (funktionsbestimmend)
5 Grundwissen 10.Klasse NTG 17 Grundwissen 10.Klasse NTG 17 Grundwissen 10.Klasse NTG 18 Grundwissen 10.Klasse NTG 18 Grundwissen 10.Klasse NTG 19 Grundwissen 10.Klasse NTG 19 Grundwissen 10.Klasse NTG 20 Grundwissen 10.Klasse NTG 20
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