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Chemie: 10. Klasse | Organische Chemie

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Organische Chemie

In der zehnten Klasse ist das Hauptthema die organische Chemie. Es soll hier deshalb erläutert werden, was dies ist und welche Bedeutung ihr im Allgemeinen zukommt.

Was ist die organische Chemie?

Die organische Chemie befasst sich mit den chemischen Verbindungen, die auf Kohlenstoff basieren. Dabei bildet der Kohlenstoff Moleküle mit (hauptsächlich) Wasserstoff sowie mit Sauerstoff, Stickstoff oder auch einzelnen Halogenen.

Durch seine besondere Struktur ist der Kohlenstoff in der Lage – wie kein anderes Element – langkettige und große Moleküle aufzubauen, die die Basis für das komplette, uns bekannte Leben darstellen.

Kohlenstoff als Bindungspartner

Warum der Kohlenstoff ein solch guter Bindungspartner für die anderen Elemente ist, lässt sich gut erkennen, wenn man dessen Elektronenkonfiguration betrachtet:

Elektronenkonfiguration des Kohlenstoffs
                in der Pauling-Schreibweise
Elektronenkonfiguration des Kohlenstoff in der Pauling-Schreibweise; der rote Pfeil zeigt die Anregung des Elektrons an.
Strukturformel von Methan
Strukturformel
von Methan

Nach dieser Darstellung hat der Kohlenstoff zwei halb besetzte Orbitale, die damit kovalente Bindungen ausbilden können. Betrachet man jedoch Moleküle wie Methan (siehe rechts), erkennt man, dass Kohlenstoff vier Bindungen ausbilden kann.

Diesen Zustand kann man jedoch erreichen, indem man ein Elektron des 2s-Orbitals durch Energiezufuhr anregt. Dadurch befindet sich dieses im 2pz-Orbital. Man hat damit also vier halb besetzte Orbitale, die alle Bindungen eingehen können.

Durch diese große Anzahl an Bindungsmöglichkeiten können sich die Kohlenstoffatome mit weiteren zu kettenförmigen oder sogar kugelförmigen Molekülen verbinden.

Sind nicht nur Kohlenstoffatome in einem Molekül vorhanden (wie bei Graphit oder Diamanten), sondern auch unter anderem Wasserstoff, spricht man von Kohlenwasserstoffen. Diese lassen sich wiederum in mehrere Gruppen einteilen, die im folgenden erläutert werden.

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