Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Chemie

Kohlenhydrate: Aufbau und Klassifizierung

Kohlenhydrate sind organische Verbindungen, die hauptsächlich aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) bestehen. Ihre allgemeine Formel ist C_n(H₂O)_n. Sie leiten sich von Polyalkoholen ab und enthalten entweder Aldehydgruppen (Aldosen) oder Ketogruppen (Ketosen).

Einteilung der Kohlenhydrate

• Monosaccharide: Bestehen aus einem Molekül mit 3-7 Kohlenstoffatomen. Sie sind süß, wasserlöslich und kristallisierbar (Zucker).
• Disaccharide: Entstehen durch die Bindung von zwei Monosaccharid-Molekülen.
• Oligosaccharide: Bestehen aus mehreren Monosaccharid-Molekülen (typischerweise 3-10 oder 12).
• Polysaccharide: Bestehen aus Tausenden von Monosaccharid-Molekülen.

Oligo- und Polysaccharide sind im... Weiterlesen "Biomoleküle: Aufbau, Funktionen und Klassifizierung" »

Aminosäure-Eigenschaften und Klassifizierung

Polare Aminosäuren

Polare neutrale Aminosäuren

• Enthalten polare funktionelle Gruppen.
• Können Wasserstoffbrückenbindungen bilden.

Polare basische Aminosäuren

• Besitzen positiv geladene Seitenketten.

Polare saure Aminosäuren

• Besitzen negativ geladene Seitenketten.

Proteineigenschaften und Lebensmittelverarbeitung

Hydrodynamische Eigenschaften

• Abhängig von den Wechselwirkungen von Proteinen mit Wasser (H2O).
• Beispiele: Wasseraufnahme und -speicherung.

Funktionelle Eigenschaften

• Beispiele: Schäumen, Emulsionsbildung, Oberflächenaktivität.

Veränderungen von Proteinen in der Lebensmittelverarbeitung

Auswirkungen

• Veränderung der Textur.
• Verlust der Funktion.
• Verlust der ernährungsphysiologischen Qualität.
• Entwicklung

Säure-Base-Theorien

Arrhenius (1883)

• Säure: Ein Stoff, der in wässriger Lösung H⁺-Ionen (Protonen) freisetzt.
• Base: Ein Stoff, der in wässriger Lösung OH⁻-Ionen (Hydroxid-Ionen) freisetzt.

Nachteile der Arrhenius-Theorie:

• Beschränkt auf wässrige Lösungen.
• Erklärt nicht die basischen Eigenschaften von Stoffen ohne Hydroxid-Ionen (z. B. NH₃).
• Isolierte Protonen (H⁺) existieren im Wasser nicht (sie bilden H₃O⁺).

Brønsted-Lowry (1923)

• Säure: Eine Spezies, die die Tendenz hat, ein H⁺ (Proton) abzugeben (Protonendonator).
• Base: Eine Spezies, die die Tendenz hat, ein H⁺ (Proton) aufzunehmen (Protonenakzeptor).

Lewis (1923)

• Säure (Lewis-Säure): Eine Spezies, die Elektronenpaare akzeptieren kann (Elektronenpaarakzeptor).
• Base (Lewis-

Orbitale und Quantenzahlen

Orbital

Ein Orbital ist der Raumbereich um den Atomkern, in dem die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron einer bestimmten Energie zu finden, hoch ist.

Quantenzahlen

• n (Hauptquantenzahl): Nimmt ganzzahlige Werte (1, 2, 3, ...) an und bestimmt die Größe und Energie des Orbitals.
• l (Nebenquantenzahl oder Azimutalquantenzahl): Nimmt Werte von 0 bis n-1 an und steht im Zusammenhang mit dem Bahndrehimpuls und der Form des Orbitals (l=0: s-Orbital, l=1: p-Orbital, l=2: d-Orbital, l=3: f-Orbital).
• m_l (Magnetquantenzahl): Nimmt Werte von -l bis +l an (einschließlich 0) und steht im Zusammenhang mit der räumlichen Orientierung des Orbitals.
• m_s (Spinquantenzahl): Nimmt Werte von +½ und -½ an und steht im Zusammenhang mit dem Elektronenspin.

Materie und ihre Erscheinungsformen

Materie kann in heterogenen und homogenen Materialsystemen vorliegen. Heterogene Systeme weisen in verschiedenen Teilen des Systems unterschiedliche Eigenschaften auf. Diese Unterschiede können entweder mit bloßem Auge oder mikroskopisch erkannt werden. Homogene Materialsysteme hingegen besitzen in allen ihren Teilen die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften. Ihre unterschiedlichen Teile können nicht einmal unter dem Mikroskop unterschieden werden.

Heterogene Gemische

Ein heterogenes Materialsystem, das aus verschiedenen Substanzen besteht, wird als heterogenes Gemisch bezeichnet.

Trennung von Komponenten mit unterschiedlichen Aggregatzuständen

Zur Trennung heterogener Gemische, bei denen... Weiterlesen "Materie und ihre Eigenschaften: Gemische, Lösungen, Elemente" »

Grundlagen der Atomstruktur

Was ist ein Atom?

Ein Atom ist die kleinste Einheit eines chemischen Elements, die dessen charakteristische Eigenschaften und Identität beibehält. Es ist nicht möglich, Atome durch chemische Prozesse zu verändern oder zu zerlegen.

Elektronen und Energieniveaus

Elektronen befinden sich in bestimmten Energieniveaus, die auch als Schichten oder Schalen bezeichnet werden. Jedes dieser Niveaus besitzt eine unterschiedliche Energielücke.

Elektronen-Unterschalen und Besetzungsreihenfolge

Innerhalb der Energieniveaus gibt es Unterschalen, die eine maximale Anzahl von Elektronen aufnehmen können:

• Die 's'-Unterschale fasst bis zu 2 Elektronen.
• Die 'p'-Unterschale fasst bis zu 6 Elektronen.
• Die 'd'-Unterschale fasst bis zu 10

Grundlagen der Elektrochemie

Oxidation und Reduktion

Oxidation ist der Gewinn von Sauerstoff, der Verlust von Wasserstoff oder der Verlust von Elektronen. Reduktion ist der umgekehrte Prozess.

• Ein Oxidationsmittel ist ein Element oder eine Verbindung, die eine andere Substanz oxidiert und dabei selbst reduziert wird.
• Ein Reduktionsmittel ist ein Element oder eine Verbindung, die eine andere Substanz reduziert und dabei selbst oxidiert wird.

Oxidationszahlen (OZ)

Die Oxidationszahl ist eine hypothetische Ladung, die ein Atom in einer Verbindung hätte, wenn die Elektronen vollständig übertragen würden.

• Elemente in ihrem natürlichen, elementaren Zustand haben eine Oxidationszahl von null.
• Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationszahl der Ionenladung.

Alkohole: Physikalische Eigenschaften

Die ersten Glieder sind Flüssigkeiten, höhere Glieder sind Feststoffe. Sie sind weniger dicht als Wasser. Ihre Siedepunkte (PEB) sind höher als die der entsprechenden Alkane. Die Löslichkeit in Wasser (Solubilität) sinkt mit zunehmender Anzahl von Kohlenstoffatomen.

Wichtige Alkohole

CH3OH (Methanol)
CH3CH2OH (Ethanol)

Alkohole: Chemische Eigenschaften

Alkohole unterliegen Oxidationsreaktionen. Die Produkte unterscheiden sich je nachdem, ob es sich um primäre, sekundäre oder tertiäre Alkohole handelt.

Oxidation primärer Alkohole

Primäre Alkohole oxidieren zu Aldehyden mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen.

Beispiel:
CH3CH2OH (Ethanol) --Oxidation--> CH3CHO (Ethanal, ein Aldehyd)

Oxidation sekundärer

Elementgruppen des Periodensystems: Eigenschaften & Vorkommen

Alkalimetalle (Gruppe 1)

Die Alkalimetalle (Gruppe 1, außer Wasserstoff) besitzen ein Elektron in ihrer äußersten Energieschale, was sie hochreaktiv macht. Sie kommen in der Natur nicht elementar vor, sondern bilden stabile Verbindungen wie Halogenide, Hydroxide, Oxide und Silikate.

Erdalkalimetalle (Gruppe 2)

Zu den Erdalkalimetallen gehören Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium. Ihre Ionisierungsenergie ist niedrig, aber höher als die der Alkalimetalle in derselben Periode. Ihre Ionen sind deutlich weniger reaktiv. Berylliumverbindungen sind weniger ionisch. Sie weisen eine geringere Dichte auf und sind weich. Ihre Löslichkeit ist geringer als die der Alkalimetalle.... Weiterlesen "Elementgruppen des Periodensystems: Eigenschaften & Vorkommen" »

Das Periodensystem der Elemente

Hier ist eine Übersicht der Elemente des Periodensystems mit ihren Symbolen und Atomgewichten:

• Wasserstoff H 1,0079
• Helium He 4,0026
• Lithium Li 6,941
• Beryllium Be 9,0122
• Bor B 10,811
• Kohlenstoff C 12,0107
• Stickstoff N 14,0067
• Sauerstoff O 15,9994
• Fluor F 18,9984
• Neon Ne 20,1797
• Natrium Na 22,9897
• Magnesium Mg 24,305
• Aluminium Al 26,9815
• Silizium Si 28,0855
• Phosphor P 30,9738
• Schwefel S 32,065
• Chlor Cl 35,453
• Argon Ar 39,948
• Kalium K 39,0983
• Kalzium Ca 40,078
• Scandium Sc 44,9559
• Titan Ti 47,867
• Vanadium V 50,9415
• Chrom Cr 51,9961
• Mangan Mn 54,938
• Eisen Fe 55,845
• Cobalt Co 58,9332
• Nickel Ni 58,6934
• Kupfer Cu 63,546
• Zink Zn 65,39
• Gallium Ga 69,723
• Germanium Ge 72,64
• Arsen As 74,9216
• Selen Se 78,96
• Brom Br 79,904
• Krypton Kr 83,8
• Rubidium Rb 85,4678
• Strontium