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Alkohol: Eigenschaften und Reaktionen

Definition von Alkohol

Alkohole sind Hydroxyl-Derivate der Alkane. Sie besitzen die funktionelle Gruppe -OH (Hydroxylgruppe). Diese bestimmt mit ihrem polaren Charakter das Reaktionsverhalten und die Stoffeigenschaften.

Alkoholische Gärung

Die alkoholische Gärung ist ein biochemischer Prozess, bei dem Kohlenhydrate (Glucose) unter anoxischen Bedingungen zu Ethanol und CO2 abgebaut werden. Dies wird beispielsweise bei der Herstellung von Bier genutzt.

Eigenschaften von Alkoholen

Aggregatzustand

• Alkohole haben im Vergleich zu Alkanen gleicher Kettenlänge eine höhere Siede- und Schmelztemperatur.
• Kurzkettige Alkohole sind farblose Flüssigkeiten.
• Zwischen den unpolaren Molekülteilen wirken Van-der-Waals-Kräfte.

Atomstruktur & Elektronenkonfiguration

Quantenzahlen

• n: Hauptquantenzahl (Energieniveaus 1 bis 7)
• l: Nebenquantenzahl (Unterniveaus: s, p, d, f)
• m: Magnetquantenzahl (-l bis +l, z.B. für l=1: -1, 0, +1)
• s: Spinquantenzahl (+1/2 oder -1/2)

Regeln für die Elektronenkonfiguration

1. Aufbauprinzip (Prinzip der geringsten Energie): Elektronen besetzen zuerst die Orbitale mit der niedrigsten Energie.
2. Methoden zur Bestimmung der Energieniveaus:
   • Diagonalenregel
   • n + l Regel
3. Pauli-Prinzip: Kein Elektron in einem Atom kann in allen vier Quantenzahlen mit einem anderen Elektron übereinstimmen. Maximal zwei Elektronen pro Orbital mit entgegengesetztem Spin.
4. Hund'sche Regel (Regel der maximalen Multiplizität): Bei energiegleichen Orbitalen (z.B. p-Orbitale: p_x,

Elemente und Verbindungen

Ein Element ist eine Substanz, die aus gleichen Atomen gebildet wird. Zum Beispiel besteht ein Stück Eisen aus lauter gleichen Eisenatomen. Alle Elemente sind im Periodensystem aufgeführt. Verbindungen entstehen, wenn sich verschiedene Atome miteinander verbinden. Ein Beispiel hierfür ist Wasser (H2O), welches aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen besteht. Jedem Elementsymbol ist ein Buchstabe zugeordnet, was die Untersuchung erleichtert.

Periodensystem

1. Die Elemente sind von links nach rechts in aufsteigender Reihenfolge ihrer Ordnungszahl angeordnet.
2. Elemente mit der gleichen Anzahl von Elektronenschalen befinden sich in derselben Periode. Es gibt insgesamt 7 Perioden.
3. Elemente mit der gleichen Anzahl von Valenzelektronen

Römische Architektur

1. Bauelemente

a) Tragende Elemente: Das römische System erstreckt sich über gewölbte Steinbauten. Folgende Elemente sind charakteristisch:

• Bogen: Radiale Keilsteinsequenz, verwendet in Gewölben, Gängen, Türen und Öffnungen.
• Tonnengewölbe: Oft in zentralen Bereichen verwendet. Verstärkte Bögen teilen das Gewölbe in Wandabschnitte. Die Last ruht direkt auf dicken, festen Mauern, die durch äußere Stützpfeiler verstärkt werden.
• Kreuzgewölbe: Findet sich in eckigen Einschüben der Seitenschiffe. Die Kreuzung von zwei Tonnengewölben bildet Kanten, wobei die Last hauptsächlich auf den vier Ecken des Abschnitts konzentriert ist.
• Kuppeln: Decken kleinere Räume ab. Halbkugelförmige Gewölbe ruhen auf Pendentifs oder

Alkalien (ns¹)

Die Anzahl der Oxidation ist +1.

Eigenschaften:

• Sie sind metallisch und reagieren schnell.
• Sie haben eine niedrige Ionisierungsenergie.
• Sie sind stark reduzierend.
• Sie oxidieren leicht in Wasser und an der Luft.
• Sie reagieren mit Wasser und bilden Hydroxide.

Erdalkalien (ns²)

Die Anzahl der Oxidation ist +2.

Eigenschaften:

• Sie sind metallische Elemente.
• Sie haben ein größeres Potential als die Alkalien.
• Sie kommen nicht frei vor, sondern bilden Verbindungen.
• Beryllium bildet kovalente Bindungen.
• Sie oxidieren an der Luft.
• Sie reagieren mit Wasser unter Abgabe von Wasserstoff und bilden Hydroxide.
• Viele Erdalkalimetallsalze sind in Wasser unlöslich.

Erdmetalle (ns²np¹)

Die Anzahl der Oxidation ist +3, bei Gallium, Indium und Thallium auch +1.... Continue reading "Alkalien, Erdalkalien, Erdmetalle, Kohlenstoff, Stickstoff, Chalkogene, Halogene" »

1.3 Proteine

Proteine sind organische Verbindungen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und in geringerem Maße Schwefel. Sie sind Polymere, die aus kleineren Einheiten, den Aminosäuren, aufgebaut sind. Die Aminosäuren sind durch Peptidbindungen miteinander verknüpft. Verbindungen aus 1 bis 12 Aminosäuren werden als Oligopeptide, aus 12-100 als Polypeptide und ab 100 Aminosäuren als Proteine bezeichnet. Ab einem Molekulargewicht von 5000 g/mol spricht man von Proteinen.

Biologische Bedeutung von Proteinen

Proteine sind die am häufigsten vorkommenden organischen Verbindungen in Zellen. Ihre Bedeutung liegt in der enormen Vielfalt an Funktionen, die sie ausüben:

• Enzymatisch: Enzyme sind Proteine, die den Stoffwechsel der Zelle

Periodensystem: Eigenschaften und Bindungsarten

(1): H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Zn, Ag, F (2): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Cd, O (2A7) Mn (2,3) Fe, Ni, Cl (1,2) Cu, Hg
(2,4) Pd, Pt, C, Si, Ge, Sn, Pb (1,3) Au (3) B, Al, Ga, In, Tl (3,5) N, P, As, Sb, Bi (2,4,6) S, Se, Te, Po
(1,3,5,7) Cl, Br, I, As

Wichtige Eigenschaften im Periodensystem

Ionisationsenergie: Minimale Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus einem gasförmigen Atom in seinem Grundzustand zu entfernen und ein positives Ion zu bilden. Sie nimmt nach rechts und oben im Periodensystem zu.

Elektronenaffinität: Energie, die freigesetzt wird, wenn ein gasförmiges Atom im Grundzustand ein Elektron aufnimmt und ein negatives Ion bildet. Sie nimmt tendenziell nach rechts und oben zu.... Continue reading "Periodensystem: Eigenschaften, Bindungen und Konfigurationen" »

Grundlagen der Chemie

Materie und ihre Zusammensetzung

Die Chemie, einschließlich der organischen Chemie, ist die Wissenschaft von der Materie. Materie kann in verschiedenen Zuständen vorliegen, einschließlich des Plasmazustands, der bei hohen Temperaturen auftritt, wenn Atome ihre Elektronen verlieren.

• Elemente sind reine Stoffe, die aus einer einzigen Atomart bestehen und nicht in einfachere Substanzen zerlegt werden können.
• Verbindungen bestehen aus verschiedenen Atomarten, die in einem konstanten Verhältnis miteinander verbunden sind.
• Homogene Gemische haben eine einheitliche Zusammensetzung und nur eine Phase. Ihre Bestandteile sind nicht unterscheidbar (z. B. H₂O + C₆H₁₂O₆). Sie können durch physikalische Methoden wie Verdampfung oder

Ökologie: Biotische und Abiotische Faktoren

Ernst Haeckel: Der Begriff Ökologie wurde erstmals von Ernst Haeckel geprägt. Die Ökologie ist ein Zweig der Naturwissenschaften, der die Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen (biotische Faktoren) und ihrer nicht-lebenden Umwelt (abiotische Faktoren) untersucht.

Abiotische Faktoren

1. Wasser

Wasser ist ein universelles Lösungsmittel und ein entscheidender Faktor für die Entstehung des Lebens. Es beeinflusst die geografische Beschaffenheit eines Gebiets und ist eine erneuerbare natürliche Ressource, die durch den Wasserkreislauf ständig erneuert wird.

2. Sonnenlicht

Sonnenlicht ist die Hauptenergiequelle. Die Intensität des Sonnenlichts variiert je nach geografischer Lage, Jahreszeit und anderen... Continue reading "Ökologie: Biotische und Abiotische Faktoren im Detail" »

Physik

Physikalische Eigenschaft

Alle Eigenschaften, die Körper haben.

Wissenschaftliche Methode

Die Schritte der wissenschaftlichen Methode sind:

• Beobachtung
• Hypothesenformulierung
• Erprobung (Experimente)
• Kommunikation und Extraktion von Schlussfolgerungen aus Ergebnissen

Physik

Studiert jene Veränderungen in Materialien und Körpern, die Stoffe nicht in andere neue umwandeln.

Chemie

Chemie

Studiert die Umwandlungen, die Stoffe erfahren können, ihre Struktur, Zusammensetzung und Eigenschaften.

Messfehler

Absoluter Fehler

Der Unterschied in absoluten Zahlen zwischen dem ungefähren Wert, der bei der Messung gewonnen wurde, und dem wahren oder genauen Messwert.

Relativer Fehler

Verhältnis des absoluten Fehlers zum wahren Wert oder genauen Messwert.

Elektrizität

Elektrifizierung

Phänomen,... Continue reading "Grundlagen der Physik und Chemie: Wichtige Begriffe" »