Grundlagen der Organischen Chemie: Bindungsbruch, Reagenzien und Reaktionsklassifizierung
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Grundlagen der Organischen Chemie
Bindungsbruch bei Anleihen (Bindungen)
a) Homolytische Spaltung: Dies geschieht, wenn jedes Atom ein Elektron aus der Bindung behält, wodurch freie Radikale gebildet werden. Dies kann zur Bildung eines Carbokations oder Carbanions führen.
b) Heterolytische Spaltung: Eines der Atome nimmt beide Elektronen der Bindung auf, wodurch ein Anion und ein Kation entstehen.
Training und Reaktionspartner
Substrat: Der organische Reaktionspartner, der umgewandelt wird (Zielart).
Reagenz: Die chemische Spezies, die die Transformation verursacht (Angreifer).
Klassifizierung der Reagenzien
a) Nukleophiles Reagenz: Diese Spezies besitzt eine hohe Tendenz, Elektronen abzugeben. Sie haben entweder einen Elektronenüberschuss (negative Ionen) oder Elektronenpaare in ihrer Umgebung.
b) Elektrophiles Reagenz: Elektronenarme Spezies, entweder weil sie positiv geladen sind oder weil ihnen Elektronen fehlen, um das Elektronenoktett zu erreichen.
Verbindungen zwischen Molekülen (Intermolekulare Kräfte)
a) Dipol-Dipol-Wechselwirkungen: Die Wechselwirkung zwischen Polen entsteht in polaren Molekülen. Das Sauerstoffatom (O) hat eine höhere Elektronegativität (EN) und bildet den negativen Pol (-), während das Kohlenstoffatom (C) den positiven Pol (+) bildet.
b) Van-der-Waals-Kräfte: Diese treten in unpolaren Molekülen wie Kohlenwasserstoffen auf (z. B. Benzin, Petroleum). Die EN von C und H sind ähnlich, weshalb sie unpolar sind. In diesen Molekülen erzeugt die Elektronenbewegung eine momentane Polarität, die es ihnen ermöglicht, sich kurzzeitig zu verbinden. Ein Kohlenstoffatom wird positiv, weil seine Elektronen zu einem benachbarten Kohlenstoff verschoben werden, wodurch dieser negativ wird.
c) Wasserstoffbrückenbindungen: Die Bindung erfolgt zwischen dem Wasserstoffatom (H) eines Moleküls und einem elektronegativen Atom eines benachbarten Moleküls (typischerweise N, O oder F, die freie Elektronenpaare besitzen).
Elektrische Ladungsdichte
Dies ist die elektrische Ladung, die auf ein Einheitsvolumen verteilt ist.
Klassifizierung Organischer Reaktionen
a) Substitution (Ersatz): Ein Atom oder eine Atomgruppe wird durch ein anderes ersetzt.
b) Eliminierung: Moleküle verlieren zwei Atome oder Gruppen von benachbarten Kohlenstoffatomen.
c) Addition: Ein Atom oder eine Atomgruppe wird an eine Mehrfachbindung addiert.