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Organische Chemie Teil 2: Mesomerie, Redoxreaktionen und räumliche Struktur von Molekülen

Name: Organische Chemie Teil 2: Mesomerie, Redoxreaktionen und räumliche Struktur von Molekülen
Uploaded: 2021-04-26T15:34:17+00:00
Duration: 1 h 31 min 37 s
Channel: PeterHuy Lab
Description: Mesomerie liegt vor, wenn ein Molekül mehrere Strukturformeln ohne Bindungsbruch besitzt. Verschobene Elektronenpaare erzeugen dabei gegebenenfalls …

PeterHuy Lab1:31:37 5.478 Aufrufe veröffentlicht 26. Apr. 2021 Auf YouTube

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ja meine sehr geehrten damen und herren ich heiße sie hat zum zweiten teil der vorlesung
organische chemie für biowissenschaften und lehramt biologie gestern hatten wir kennen gelernt dass
sich die organische chemie insbesondere mit der chemie kohlenstoff reicher verbindung befasst wir sind dann darauf
eingegangen dass generell elemente in chemischen verbindungen eine edelgas konfiguration anstreben
mit einer mit elektronen voll aufgefüllten bei den schaden das haben wir als ob der regel kennen
gelernt wir hatten dann den wichtigen begriff der elektro negativität diskutiert elektro negativität ist die
kraft von atomen eines elementes elektronen in seinen chemischen verbindungen anzuziehen und eine hohe
elektro negativität wie beim flur der höchstwert von 4,0 bedeutet dass flur in seinen chemischen verbindungen
elektronen sehr stark anzieht und damit die elektronen hülle zu sich polaris niedrige elektro negativität bitte
bedeuten dass wir eine geringe anziehungskraft auf elektronen in chemischen verbindung bei einem
bestimmten element vorliegen haben hier sind dann eingegangen auf die verschiedenen arten der chemischen
bindung einmal die metallische und die ionische bindung die organische chemie eher eine untergeordnete rolle spielen
wichtiger ist die kuh valente bindung bei der elektronen paare zwischen atomen geteilt werden wir hatten dann noch
gesehen welche elemente besonders häufig in der organischen chemie vorkommen das sind neben kohlenstoff auf jeden fall
wasserstoff stickstoff sauerstoff schwefel und die halogene fluor chlor brom und j wir hatten uns angeschaut
oder wieviel valencia lag thronen diese elemente verfügen und daraus dann abgeleitet wie viele bindungen in diese
in ihren chemischen verbindungen aufbauen und auf dieser basis wollen heute
fortsetzen wir haben dann noch verschiedene struktur formeln gezeigt dass ein bisschen geübt und die
sogenannte mesum mary kennengelernt und heute wollen wir hier noch einmal insbesondere auf messungen grenz
strukturen eingehen dann auf reddoxx reaktionen und dann noch auf das sogenannte vsc pr modell aus dem wir uns
geometrien dreidimensionale anordnung von atomen molekülen herleiten können bei teil der folien heute werden wir
dann auf chemische bindungen in der organischen chemie 1 also mesum ii liegt immer dann vor wenn
wir von einem molekül mehrere struktur formel zeichnen können wir sehen hier die struck
von im sogenannten oder kanal und hier können wir zwei weitere
struktur formen zeichnen bei denen wir keine bindungen brechen dass es wichtig für diese messungen grenz formeln dass
wir keine bindung hier vollständig brechen wir können hier dieses freie elektronen
paar verschieben zum nicht dass freie elektronen paar sondern ein elektronen paar der kohlenstoff sauerstoff
doppelbindung können wir zum sauerstoffatom verschieben dann kommen wir zu dieser mehreren grenz formel und
wir können aber auch eines der beiden freien elektronen paris um kohlenstoff verschieben
das hier rechts der fall ist wir haben dann gesehen dass dadurch sogenannte formal ladung entstehen diese formal
ladung hier werden in einen kreis geschrieben und die gehören zu einer molekülstruktur immer dazu die müssen
wir immer angeben und jetzt ist aber so wenn die formalen und 0 ist müssen wir nichts hin
schreiben aber hier dieses kohlenstoffatom dem würden wir für die bestimmung der formal ladung jeweils die
hälfte der binnen elektro hält die hälfte der elektronen der bindenden elektrofahrrad zuordnung also drei
kohlenstoff hat im grundzustand vier valencia lag thronen deswegen würden wir hier eine positive formal ladung
berechnet baustoff hat als vollends elektron konfigurationen bei 2 1 2 und 2 b 416
valencia elektronen und wir können hier einmal diese drei freien elektronen para zuordnen sechs elektronen dann würden
wir hier die zur bindung formal in der mitte brechen und ein elektron dieses binnen elektron passt dem sauerstoff und
dann haben wir berechnen wir die formal ladung aus sechs weniger 7 macht -1 dadurch kommen wir hier auf eine
negative formaler ich es dass die summe bei diesem format ladungen immer der gesamtleitung des moleküls entspricht
denn hier diese formel ist neutral und auch hier haben wir in der summe eine ladung vorliegen das gilt auch hier für
diese rechte der sondern struktur und die tatsächliche elektronen verteilung im chemischen verbindungen würden nun
über allem so mehren grenz strukturen wieder wiedergegeben und ist aber so dass wir hier jetzt
einmal den einzelnen medien grenz formel ein unterschiedliches gewicht einen tatsächlichen elektronen verteilung
zuordnen können wir sehen hier rechts einmal hier haben alle atome einen elektronen oktett eine edelgas
konfiguration am wasserstoff haben wir natürlich keine keine elektronen oktett vorliegen sondern zwei walek thronen was
der edelgas konfiguration des elementes helium entspricht und hier hingegen haben wir einen
elektronen sextett am kohlenstoff hier ein elektronen sextett am sauerstoff also nur sechs valencia lag thronen die
hier um den sauerstoff beziehungsweise kohlenstoff angeordnet sind das heißt diese beiden regionalen
strukturen sind schon mal weniger günstig als diese auf der linken seite und jetzt können wir aber auch noch
zwischen diesen beiden regionalen strukturen unterscheiden und zwar hatten wir gelernt dass eine negative formal
ladung an dem elektro negativeren atom stabiler ist als am elektro positive haben wir eine negative ladung am
kohlenstoff der hat eine geringere elektronen negativität als der sauerstoff und deswegen trägt diese
misere grenz formel deutlich mehr zur verteilung der valencia lag thron in diesem molekül bei als die rechte das
heißt diese rechte struktur die können wir hier vernachlässigt wir hatten dann gesehen dass
die ladungsverteilung über diese formal ladung herleiten können und zwar bezeichnen wir die als so genannte
partial ladung die wir hier durch ein kleines griechisches delta abkürzen und im bereich des sauerstoffs haben wir
hier eine negative überschuss ladung dadurch dass eben der elektro negativere sauerstoff die elektronen zu sich
polarisiert und das können wir eben auch durch dies aus dieser resonanz struktur herleiten wir hatten ja gelernt dass
eine negative formal ladung in eine negative partial ladung übersetzt werden kann wenn sie sich am elektronen
negativeren atom einer bindung befindet also dem sauerstoff beim kohlenstoff wieso hier haben wir eine positive
formal ladung elektro negativität von kohlenstoff ist geringer als die von sauerstoff deswegen würden wir hier eine
positive partial ladung am zeh atom herleiten und diese partiell an um diese später ganz wichtig für die
physikalischen und chemischen eigenschaften von molekülen wir hatten dann gesehen dass hier mehr
grenz formeln hier auch bei nitrat anzeichen können und ebenfalls auch hier bei dem einfach negativ geladenen
phosphat anja und um nun in elektronen fluss zwischen diesen messungen grenz formen zu
verdeutlichen verwenden wir in der organischen chemie sehr gerne so genannte elektronen paar verschiebung
fein ist ein sehr langer name und aber letzten endes ist so dass elektronen paare hier verschoben werden da kommt
der name und das sind teile die nur eine spitze haben und die auf jeden fall gekrümmt sind das ist wichtig um diese
fälle zu unterscheiden von reaktions fallen dass sie die immer gekrümmt zeichnet und sollte ein elektronen paar
verschiebungen der startet entweder an einer negativen normal ladung oder an einem elektron paar das kann hier ein
freies elektron paar sein aber auch ein bindendes elektronen paar und die werden hier noch im laufe der vorlesung üben wo
genau dann dieser fall statt elektronen fluss geht immer zu einer positiv positiven ladung hin also ein
atom mit einer positiven formal ladung und zieht hier auf jeden fall auf den atomkern und nicht auf einen elektronen
gut das ist ganz wichtig wäre dass auch noch üben sie sehen hier unten einmal noch mal die zwei wichtigsten mesum
ehren grenz strukturen von dem molekül mit der summen vom rcc h2o dem formaldehyd und wir würden jetzt diesen
elektronen fluss also die verschiebung eines elektronen passte doppelbindung zum sauerstoff durch diesen elektronen
paar verschiebung style hier andeuten und dadurch haben wir hier die verschiebung dieses einen elektronen
paares normal uns hergeleitet möchte ihn gerne einmal noch ein bisschen leiser deutlicher aufzeichnen
es ist wichtig dass diese elektronen paar verschiebung feile zeichen und das hier genau üben
also wir haben jetzt ein elektron ein paar der cdu doppelbindung was ich jetzt mal in rot
hervorhebe binde die diese beiden grands strukturen über einen mesumer rifai
dass ich dich ein pfeil mit zwei spitzen kein gleichgewichts fall keine reaktion
stylus handelt sich hier um keine chemische reaktion nur eine andere struktur formel für dieselbe chemische
verbinden jetzt befindet sich dieses elektronen paar erobern amt ist sauerstoff
jetzt auch noch in eckige klammern sätze machen wir hier ganz gerne um zu zeigen dass es sich hierbei um trends
strukturen handelt gut das heißt dieses kino also wir gebrochen zum kunststoff hin und diese
elektronen parviz um sauerstoff verschoben und deswegen startet markiert hier einmal die mitte der tu wien und
der elektronen paar verschiebung style staat in dem fall an der unteren hälfte weil hier das sauerstoff das
kohlenstoffatom dieses elektron paar verlieren und endet hier oben am sauerstoffatom
ist da wo wir das elektron paar in der zweiten lesung mehreren grenz formel hier wiederfinden
wir werden das noch zu weiteren gelegenheiten üben diese elektronen traf verschiebung feine
die spielen übrigens nicht nur eine rolle für mesum ihre grenzen sondern auch für den verlauf von chemischen
reaktionen wir werden steht im späteren verlauf der vorlese noch sehen dass chemische reaktionen häufig nicht in
einem einzigen schritt vom staat material zum produkt führen und dass wir mehrere zwischengelagert zwischenstufen
haben als wir haben mehrere teil reaktionen die aufeinander ab folgen und dann das finale produkt liefern und der
elektronen fluss bei diesem teil reaktionen den können wir auch immer durch elektronen paar verschiebung style
nachvollziehen in hier rechts und noch ein gebildetes die beiden meeren grenz
formen die neben gezeichnet haben wo dass elektronen papas verschoben wird einmal in roth hervor rum ist
und wichtig ist dass wir hier nicht von einem elektronen paar klappen sprechen also kein statischer prozess wo jetzt in
elektronen paar klappt und ist ein dynamischer prozess bei dem sich die verteilung der elektronen im molekül
ändert und deswegen sprechen wir hier von einem elektronen auf einer elektronen paar verschiebung oder einem
elektron fluss und die anzahl der elektronen paar verschiebung feile das ist wichtig wie
ist identisch mit der anzahl der neuen und der neu geknüpften und gebrochenen bindungen also immer ein elektron paar
das seine lage verändert benötigt einen elektronen paar verschiebungen wird die zugbindung gebrochen
und das elektron paar ein elektron paar der c und ablehnung mit dem sauerstoff zugeordnet deswegen
der schritt ist ein elektron paar beteiligt brauchen wir nur einen elektronen paar verschiebungen
und jetzt ist es so dass wir haben kennen gelernt induktive effekt ja bestimmte atome oder atom gruppen in
einem molekül ausüben und es gibt auch so genannte meso mehrere effekte also entweder
elektronendichte entziehen das bezeichnen wir als negativen mesum ihren effekt oder - m effekt und auf der
anderen seite gibt es aber auch + m effekte und das heißt wir haben dann ein atom oder einen substituierten vorliegen
elektronen die elektronendichte im molekül erhöht und einen elektronen die binden effekt
diese lesung mehrere effekte sind darauf zu führen auf eine beeinflussung der elektronen verteilung in dem so
genannten bindungssystem eines moleküls die bildungssysteme haben wir immer bei mehrfach bindungen und nicht binden
elektronen plan vorliegen dann werden wir auch noch genauer eingehen in dem nächsten abschnitt über chemische
bindung und miso mehrere effekte werden auch als konjugation bezeichnet und wir haben jetzt tatsächlich wechselwirkungen
zwischen digitalen dabei handelt es sich um digitale und das werden wir wie gesagt im detail noch genauer im zweiten
kapitel erschließen die sind mehrere effekte lassen sich aber auch verstehen durch das einfache
zeichnen von mehreren grenz formen und wir haben hier unten noch mal ein beispiel an gegeben da ist hier sehen
sie das ross brawn die korrespondierende der brühlstraße der essigsäure das zitat an jung und wir
können hier die stabilisierung der in negativen ladung eben durch das zeichnen von mehreren grenz strukturen
verdeutlichen in denen wir die negative ladung hier über mehrere atome verteilen was wir auch als die lokalisieren
bezeichnen und dieser effekt der hier für diese elektronen für die verteilung der
elektronendichte ausschlaggebend ist dampf von dieser carboni gruppe aber nur gruppen hatten sie ihr kennengelernt das
sind doppel bindungen und wir können hier wird eine zweite resonanz struktur zeichnen und da eben
dass ein prozess ist den ich ihnen verdeutlichen möchte werde ich dazu noch einmal an die tafel max
also noch einmal zur orientierung bei ihrer mit trifft wir sind jetzt beim kapitel 1
6 1 wir hier einmal die tour formel
und in albanien das hier wäre die so genannte fed resonanz formel wir haben alle atomen elektronen oktett elgaß
konfiguration aus aufnahme wiederum wasserstoff hier haben wir auch eine edelgas konfiguration aber dafür reichen
21 elektronen aus hier die ca 3 gruppe einmal abgekürzt wir werden uns später auch noch in einem
modell genauer anschauen und hier kennen das hier einfach drei kohlenstoff wasserstoff bindungen einfach bindung
vor und dann können wir jetzt die wir das beim format mit gesehen haben ihr ein
elektronen paar tc und doppelbindung zum sauerstoff verschieden dass es derselbe elektro ein paar verschiebungen nach
denen sie eben schon bei dem molekül mit der summe formel hat zwei gesehen haben ich mag ihr nicht hier noch einmal die
mit und jetzt haben wir hier kohlenstoff drei bände
eine positive format ladung bestimmen sauerstoff hier oben drei freie elektronen paare eine bindung
zu einem kreuzfahrt um negative formal ladung und wir können jetzt auch wieder im raum überprüfen
die summe der formal ladung ist - 1 und das entspricht auch der ladung der gesamtleitung die wir hier bei der
linken struktur finden und ihr könnt es noch ein zweiter mehr grenz vorbezeichneten sehen dass hier
mit der positive ladung ist eher ungünstig wir können jetzt zum beispiel stabilisieren indem wir hier ein freies
elektron paar von dem sauerstoffatom hier und nehmen und darüber eine doppelbindung aufbau zeichnet zunächst
einmal die sicherheitsstruktur an die tafel die elektronen paar verschiebung finale
dieses elektron paar markiere ich einmal in rot und jetzt würden wir hier
bei freien elektronen paaren startet der elektronen ein paar verschiebung style immer in der mitte
und wenn wir jetzt eine doppelbindung aufbauen also aus einer einfach bindung eine doppelbindung machen dann endet der
elektronen klar verschiebung feind hier in der mitte dieser neuen doppel bin ich hier starten und einmal hierüber krümmen
das wäre unser elektronen paar verschiebungen und der zeigt uns dass wir hier nicht eine so einfach
bindung haben und eine c o doppelbindung in der tat ist so dass diese beiden kohlenstoffs der ausstoss bindungen
identisch sind die haben dieselbe bindungswirkung senge verstehen wir die entfernung von zwei miteinander
verknüpften atom kann und wir sehen hier ist haben wir auch bei dieser bindung
einen doppel bindungs charakter das heißt wir haben obwohl hier eine negative ladung wie auch an dem
sauerstoffatom hier oben was sind die negativ geladenen bereiche in diesem molekül
und wir hätten jetzt auch direkt diese resonanz struktur zeichnen können das beziehe ich ihnen einmal noch hier
drunter wieder über ein mesumer rifai mit einer linie und zwei spitzen
zeichen jetzt direkt die zweite studie darunter also die ganz rechts zürich ein
die elektronen paare die hier als warum worden sind und zwar als elektronen paar ein elektronen partner
c/o doppelbindung und die finden wir jeweils hier wieder das heißt wir haben bei elektronen paare die wir hier
verschieben müssen brauchen also zwei elektronen paar verschiebung feile und das ist in der tat ein land diese
elektronen passagier oben und die hier unten die würden dann
ja einen zweiten elektronen paar verschiebung bei anzeichen um diesen elektronen fluss zu dieser visionären
grenz formen hier unten darzustellen als diese struktur formel müssen wir gar nicht angehen dass diese drei struktur
formen aber vergleichen erkennen wir hier dass es die ungünstigste mesum ihre grenzen weil wir hier die meisten formal
ladung haben bei negativer eine positive und zusätzlich hier ein kohlenstoffatom ohne einen elektronen oktett hier liegen
nur wächst und elektronen 5 und bevor ich jetzt noch einmal zu dem vorlesung skript zurückkehre werde ich
kurz noch einen blick in den chat werfen ob in der zwischenzeit noch fragen innerhalb der vorlesung aufgekommen
gut bisher sind keine frage getreten dass ich jetzt keine rücken
komm habe ist auch insofern gut das ist zeigt dass die technik funktioniert das also keine technischen probleme
vorliegen und diese kundengruppe die verringert die elektronendichte an diesem
sauerstoffatom hier und dh die entzieht elektronendichte deswegen bezeichnen wir den effekt dieser zielgruppe hier als
negativen meso mehreren effekt gut und wir haben ja kennengelernt das essigsäure einen pks wert hat also eine
säure stärke von 4,7 wenn wir das mal vergleichen mit der säure stärke von ethanol
haben wir hier ein pks wert von 16 ethanol ist das molekül wohl hier an dem sauerstoffatom ist noch ein
wasserstoffatom befindet das kennen sie auch umgangssprachlich als alkohol das heißt hohe pks wird als geringere
säure stärke und deswegen ist ethanol aufgrund dieses wertes erkennen wir dass ethanol eine schwächere brünn statt
säure ist als essigsäure wir können das jetzt auch begründen durch die stabilisierung der negativen
ladung in der korrespondierenden basel wenn wir bei ethanol ein proton abspalten erhalten wir als
korrespondierende base hier ein ethanol tanjong wir können wir jetzt keine mehreren
grenz formen zeichnen das heißt diese negative ladung ist hier am sauerstoff atome sehr konzentriert und schlecht
tabuisiert anders verhält es sich bei dem arzt an ihren über das eben gesehen haben hier ist die negative ladung durch
einen negativen meso mehreren effekt der karbon öl gruppe sehr gut stabilisiert gut und auch mehrere effekte werden wir
auch noch mal im nächsten abschnitt über chemische bindungen genauer ein gut als nächstes werden wir noch einmal
erholung auf oxidation stufen zu sprechen kommen oxidation stufen werden auch als oxidation zahlen bezeichnet und
es handelt sich dabei um eine formale zuordnung von valek thronen zu einzelnen atomen in chemischen verbindungen also
ist eine gewisse verwandtschaft zur formal ladung da und die oxidation stufen werden aber anders bestimmt als
formaler planung das hatte ich erwähnt müssen angegeben werden wenn sie struktur formel zeichnet oxidation
stufen ist das nicht der fall oxidation stufen müssen sie nicht automatisch zu einer struktur formel dazu zeichnen
oxidation stufen bestimmen wir letzten endes nur wenn wir eine so genannte reddoxx reaktion vorliegen haben bei der
oxidation stufen ändern und um diese reddoxx reaktion ausgleichen zu können müssen wir ihm die
auktions zahlen bestimmen die auch stufen werden üblicherweise als römische zahlen wiedergegeben und haben jeweils
ein negatives oder ein positives vorzeichen die werte liegen hier üblicherweise
zwischen minus sechs und plus acht das heißt die oxidation stufe kann ich hier auch ein wert von null an
sie bestimmen wir die option bei elementen ist das sehr einfach hierbei von wasserstoff aus gehen um bei
elementen ist generell die regel dass wir hier eine option für plus minus null haben als beim zwar zwei moleküle haben
beide wasserstoff atome die oxidation stufe null weisen ein übergangs metall hat den elementaren zustand ebenfalls
von stufe 0 und stoff weder in der modifikation als graffiti amand oder folarin hat die oppositions
gefühl 0 stoff liegt bevorzugt als ensheim olé kühl vor auch hier ist die option stufe
der beiden stickstoffatome 0 eine wichtige modifikation von dem phosphor ist die 4
und auch hier oxidation zu 50 das gleiche gilt auch für ist 8 und das edelgas argon also was keine komponente
bindung eingeht oder keine metallisch bei einer droh millionen ist die bestimmung der aktions stufe durchaus
auch sehr einfach ein atrium kationen liegt die oxidation stufe bei +1 hier entspricht also die oxidation stufe
immer der laden einfach positive ladung ergibt eine positive oxidation stufen das chlor italien ist einfach im negativ
geladen in stufe - 1 calcium 2 plus 1 ehrt alkali metall oxidation zuvor +2 12 -
hier liegt die operationszahlen - zweifel und dem aluminium 3+ katja würden wir hier die option für +3 zu
etwas das bei der bestimmung der oxidation stufen von chemischen verbindungen in
denen also verschiedene elemente vorkommen und die nicht aus ein atomen bestehen
wir ordnen hier war lenz elektronen entsprechend bestimmter regeln zu und generell ist so dass freie elektronen
paare wie auch bei der bestimmung der formale und immer den atom zugeordnet werden an dem sie sich befinden
bei winnenden elektronen paaren wird erfolgt eine zuordnung basierend auf der elektro negativität wenn wir hier zwei
atome haben mit unterschiedlicher elektro negativität werden die binden elektronen paare vollständig im elektro
negativeren atom zugewiesen ist ein formaler prozess und das heißt wir haben ja so genannte hetero lykische bindungs
brüche einer theologischen bindungsbruch wird gedacht dass ich bin ein elektron paare immer einen der beiden
bindungspartner vollständig zugeordnet die ist das entspricht letzte endet einer zerlegung von molekülen in ein
atom millionen format denn die elektro negativität differenz hier bei null liegt anordnen wir jedem
atom jeweils die hälfte der bindenden elektronen zu also ähnlich wie für die bestimmung der formaler und die
oxidation stufe berechnet sich dann aus der anzahl der elektronen eines atoms im grundzustand also der anzahl der
valencia lag thronen im grundzustand - die anzahl der zugeordneten elektronen nach den regeln die wir eben besprochen
habe beim ammonium kathi on energy plus hat hatten sie schon gesehen dass stickstoff
hier eine positive formal ladung beträgt trägt hier haben wir die elektronen der nh bindungen jeweils zur hälfte dem
stickstoff und zur hälfte dem wasserstoff zugeordnet und dadurch resultiert diese positive formal hat und
für das stickstoff atom die zuordnung der binnen elektronen paar für die bestimmung der oxidation stufe
ist anders nixdorf hat hier die höhere elektro negativität deswegen würden wir hier die erbinnen elektronen paare
vollständig im stickstoff zu weisen also wird sie sehen wir zerlegen jetzt dieses molekül in
positiv geladene wasserstoff kationen und einen 3fach negativ geladenes stickstoff an ion als wir tun so als
würde eben dieses elektron paar der bindung vollständig zum stickstoff polarisiert werden als würde hier keine
polare pro palette bindung vorliegen sondern eine rein jüdische bin und jetzt entspricht die ladung dieser ein auto
millionen der oxidation stufe nämlich hier +1 wasserstoff und -3 beim stickstoff und wir können es auch
nochmal berechnen also stickstoff haben wir jetzt 8 elektronen zugeordnet ist oft in fünfter hauptgruppe hat fünf
valence elektronen und das heißt ihr würden wir jetzt entsprechend auf 8 5 - 8 wäre eine option schule von -3
ein wasserstoff ein elektron im grundzustand wir haben kein elektron zugeordnet 10 ergibt eine oxidation
stufe von plus 1 ähnlich wie bei den formal ladung gilt auch hier die summe der oxidation stufen
entspricht der gesamtladung eine einschätzt das ist ganz wichtig dass sie am ende wenn sie auch so stufen bestimmt
haben immer die summe bilden um zu kontrollieren dass die auf der gesamtplanung
also wir haben hier vier mal die oxidation zu fünf plus eins einmal die oxidation stufe - 3 und genau hier
müsste eigentlich ein plus zwischen stehen also viermal plus 1 - 3 wäre plus 1 und das entspricht der gesamtplanung
ist in der vier katjuscha und wir können uns noch schon häufiger oxidation stufen die die
einzelnen elemente in ihren verbindungen haben da haben wir kennen gelernt dass die
elektro negativität der halogene sehr hoch ist und deswegen haben die meistens eine oxidation stufe von -1 sehen hier
eine verbindung mit der summen formel ccl 4 und wenn wir jetzt hier für chlor eine
option stufe von -1 annehmen dann hat kohlenstoff eine muss kurz stoff die obsession zuvor +4 haben damit
diese verbindung neutrales das heißt wir können hier bei diesen einfachen chemischen verbindungen die oxidation
stufen bestimmen ohne die struktur formel zu kennen baustoff kommt überwiegend in seinen
verbindung mit der aktions zahl - zweifel gutes beispiel hierfür ist wasser wenn wir hier aus stoff die
option - zwei annehmen dann hätte muss wasserstoff die aktion schon +1 haben damit das gesamte molekül wieder neutral
ist gut ausnahme hiervon sind verbindung und so genannte peroxide wie
wasserstoffperoxid wo wir eine sauerstoff sauerstoff bin und vorliegen haben
hier würden wir die beiden elektronen der sauerstoff sauerstoff bindung jeweils zur hälfte dem einen
sauerstoffatom und dem anderen zu ordnen deswegen haben wir hier die oxidation zu für -1 vorliegt
ein wasserstoff + 1 ausnahmen werden sie auch noch kennenlernen es gibt auch elemente die
haben eine geringere elektro negativität als wasserstoff wie bohr und aluminium vierte wasserstoff die option für - 1
hier sehen sie rechts ein beispiel bh drei oder auch koran hier jeder pass stoff organisation von -1 aufgrund der
höheren elektro negativität als das element bor muss dann folgerichtig die option für +3 haben damit ein neutrales
teilchen vor nicht doch kommt eigentlich in alle möglichen optionen stufen vor
bis 5 die höchste stufe wie zum beispiel bei dem nitrat an ion nur vom nitrat union haben wir in den
vergangenen stunden uns angeschaut und wir können uns hier aber auch die struktur formeln recht einfach herleiten
und zwar wenn wir für sauerstoff hier eine option stieg von minus bei annehmen muss stickstoff hier eine oxidation
style von +5 haben damit insgesamt in der summe der gesamte ladung von -1 resultiert
sie sehen ja auch wiederum die struktur formel das heißt wir haben hier formal eine verlegung in ein 5 + katrin alle
valencia thron entfernt worden sind und 3 1 2 - an ihm teilen haben wir generell niedrige
elektro negativität 'nen und das führt meistens zu positiven oxidation stufen einen alkane metallen in lithium natrium
kalium und rubidium und medium haben wir überwiegend eine optionszahlung von +1 vorliegen
jetzt alkali metallen magnesium kalzium und kalium dilling bevorzugt mit einer auktions zahl von +2 vor wobei de
valencia elektronen formal abgegeben worden sind und die edelgas konfiguration das nächste dass illegales
was im periodensystem vorher kommt mit der niedrigeren ordnungszahl vorliegt die oxidation stufen des kohlenstoffs
und auch sehr vielfältig die schwanken zwischen minus vier und plus ein beispiel für die aktion zuvor -4
das ist das sogenannte methan ch4 da hatten wir auch die struktur formel schon in den vergangen stunden
gezeichnet dann c2 h4 hier haben wir eine doppelbindung vorlegen die struktur formel sehen sie
hier auf der folie noch einmal hervorgehoben hier würden wir jetzt die elektronen
paare dch bindung in kohlenstoff zu ordnen wir haben hier eine cc doppelbindung
beides mal kohlenstoff identische elektro negativität das heißt die elektro negativität differenz beträgt
hier 0 deswegen würden wir hier formal diese bindung romantisch spalten und jedem
kohlenstoffatom zwei elektronen der crc doppelbindung zuordnen gut dann co2
wir auch schon eine tafel besprochen dass das jetzt ein beispiel für eine verbindung des kohlenstoffs mit der
höchsten option für +4 er hat kohlenstoff formal alle valencia lag thronen abgegeben und liegt dadurch
formal in der ilias konfiguration von helium und essigsäure hatten sie auch schon
kennen gelernt hier ist noch einmal die vollständige struktur formel der 3gruppe ist hier vollständig angegeben
die ihnen eben schon gesagt wir haben hier 3 ch bindungen und bei diesem beispiel müssen wir jetzt in der tat
auch die struktur formel zeichnen weil die beiden kohlenstoff atome hier in einer unterschiedlichen oxidation
stufe vorliegen sie sehen hier wir würden diesen kohlenstoffatom das machen wir noch
einmal hier am visualizer vielleicht um das noch etwas genauer hervorziehen also wir haben
durch formen dass der ist die vollständige struktur euro
und dem kunststoff hier würden wir jetzt die elektronen paare jetzt sie habe nun zu ordnen
die gestrichelten diese bindung trennung und bei der kohlenstoff kohlenstoff bindung würden wir hier eine spaltung
eine formale spaltung der mitte durchführen so dass wir hier sieben elektronen zu ordnen
kohlenstoff hat im grundzustand vier valencia lag tron vier weniger 7 ergibt eine aktions zahl von minus
hier an dem turm der k.box zielgruppe aus hier können wir nur ein einziges
elektron zuordnen die elektronen paare der kohlenstoff sauerstoff bindung werden vollständig
den elektro negativeren sauerstoffatomen über die bestimmung der aktions zahl zu gewiesen
und auch hier haben wir wieder grundzustand vier elektroden -1 ergibt eine oxidation stufe von plus
und wasserstoff hat hier aktion schritt +1 alle wasserstoff atome baustoff beide sauerstoff atome haben hier die
oxidation style von minus 2 und wenn wir jetzt eine summe bilden dann kommen wir hier auch wiederum auf einer gesamt
ladung von 0 essigsäure ist ja ein neutrales eine neutrale chemische verbindung und kein union oder karte
gut diese bestimmung der oxid aktions zahlen im übrigen eine wichtige rolle in der
biochemie da wir viele sogenannte reddoxx reaktionen hier haben bei denen
kohlenstoff oxidiert oder reduziert wird ein wichtiges beispiel dafür ist zum beispiel die glukose also die
stoffwechsel von kohlenhydraten und über den zyklus erfolgt hier eine oxidation von kohlenhydraten und co2 das heißt die
aktion stufe wird hier erhöht auf plus 4 gut von bei einer reduktion sprechen wir wenn die aktions zahl eines atoms in
einer verbindung erniedrigt wird und wir haben hier formal eine aufnahme von elektron substanzen die elektronen
aufnehmen werden auch als oxidationsmittel bezeichnet sie sehen hier ein beispiel natrium die chromat
und das würden wir als oxidationsmittel benennen bei einer aktion wiederum werden
elektronen abgegeben und das heißt die oxidation stufe wird erhöht elektronen abgeben substanzen nennen wir
reduktionsmittel und in dem beispiel hier unten wäre dass das molekül isopropanol
und eine aktion kann nie ohne eine reduktion auftreten oder umgekehrt weil wir in einer reaktions gleichung jetzt
keine ein elektronen mehr am ende drin stehen haben und deswegen sind optionen und reduktionen immer miteinander
kombiniert und wir bezeichnen solche reaktionen als reddoxx die aktionäre dogs die aktion das sind chemische
informationen bei denen eine änderung von oxidation zahlen stattfinden ich bin dir unten oxidation von
isopropanol mit natrium chromat in wässriger schwefelsäure und dabei entsteht hier zu tun und dieses beispiel
wollen wir uns gerne einmal genauer eine tafel anschauen bevor wir hier die aktions zahlen genauer bestimmen und
diese reaktions gleichung ausgleich also wir befinden uns jetzt 1 folie einreisten
gut gebe ich jetzt mal an nach steht aus zwei männer fluss katja und einem 10 42 - an ihm haben uns hier
einmal kurz die struktur formel die ist verwandt mit dem ausfahrt die u 4 3 - und auch mit dem sulfat an
ios 4.2.1 ich zeichne ihn zunächst einmal die struktur des die sulfat anja uns an das
kennen sie wahrscheinlich schon aus ihrer vorlesung über die allgemeine chemie und das ist die korrespondierende
base der schwefelsäure h2s offen drei sauerstoff bindungen und wenn wir jetzt die
aufträge streng einhalten resultiert diese struktur form das heißt sauerstoff diese
aus stoff atome tragen jeweils eine negative formal ladungs schwefel dem würden wir für die bestimmung der formal
hat und hier lediglich ein elektron zuordnen dh der wäre zweifach positiv geladenen elektronen zu
ordnen für die bestimmung der formal ladung und für valencia thron im grundzustand schon
sechs mal ins elektronen 6 weniger 4 macht +2 eine grenze formen wir können hier aber auch eine zweite
lesung ihre grenze zeichnen bei der wir zwei doppelbindung zeichnen und dadurch verringern wir die anzahl
der formal wir haben jetzt noch zwei negative formal ladungen und nicht mehr vier negativen formal ladung und zwei
positive die verletzten allerdings bei dieser struktur formel die aufträge im schwefel ist es aber erlaubt
gut für die bestimmung der oxidation stahel die eine geringe elektro negativität als
sauerstoff das heißt dem würden wir jetzt da kein elektronen gar keine elektronen zu ort
und schwefel hat im grundzustand sechs elektronen 6 weniger 0 ergibt eine optional von plus 6
baustoff jetzt aus der atom- hier würden wir acht elektronen zu ordnen das heißt sie sauerstoff atome haben hier alle
eine option studie von minus 2 und wenn wir jetzt mal die mit der aktion zahlen berechnet plus 6 - 8 mal zwei ergibt im
minus 2 und das entspricht hier ja auch der gesamtplanung des sulfat an gut dass chrome artagnan ist ganz
ähnlich aufgebaut ersetzen eigentlich nur dass schwefel atom durch ein romand um ist eine
übergangs metalls steht in der mitte des periodensystems und chrom verfügt über sechs valencia liegt
jetzt hier einmal die struktur formel an mit zwei chrome in sauerstoff doppelbindung die könnten aber auch hier
hingehen und die lesung begrenzt formel zeichnung wo wir viel chrom sauerstoff einfach den frühling haben bestimmung
der aktions zahl wiederum identisch ihre hier plus 6 sind -
noch einmal unser weitere reaktions komponente anisotropen die ca drei gruppen schreibe ich hier
nicht aus weil hier bei der chemischen reaktion eine veränderung stattfinden solche moleküle wo ein seat mit einer
gruppe verbunden ist bezeichnen wir im übrigen als alkohol und diese
von hier nennen wir hüten rockergruppe roxy gruppe
haben sie auch schon bei den carbon sollen kennengelernt eine karbon server besteht aus einer carbon
gruppe die mit einer hütte roxy gruppe verknüpft ist bei alkohol hingegen haben wir nur eine große gruppe die mit einem
kohlenstoffatom verknüpfte dieses kohlenstoffatom hat keine weitere bindung zu anderen etoro atomen das ist
ganz wichtig für die unterscheidung von ab und waren von alkohol und bei der reaktion
wieder das start materie heute ja eigentlich nach produkt zeichnet
wir eine c bindung eine karbon öl gruppe über die schon kennengelernt haben und der name
dieses moleküls der trivial name wäre abzutun aston kennen sich vielleicht auch das
rückt als im entfernen von nagellack verwendet und bei dieser reaktion ändert sich
jetzt die oxidation zahl an diesem kohlenstoffatom dem wir da einmal die option stufe also elektronisch wurden
wir hier jetzt in kohlenstoff zu ort bei der c/o bindung schreiben wir den sauerstoff dass elektronen parkplätze
owens als auch elektro negatives und stoff kohlenstoff bindung elektro negativität differenz 0
hier würden wir jeweils ein elektron moderatoren der mitte zuordnen und eines dem kohlenstoff atomen der ca 3 gruppe
das heißt wir können hier vier elektronen zu ordnen wir haben alles elektronisch
grundzustand beim kohlenstoff viel weniger 4 macht plus minus null jetzt beim produkt
wir nur zwei elektronen zuordnung dh wir haben 42 brück sich immer für die rechnung der
aktions zahl und kommen hier dann auf +2 das heißt diese chemische verbindung verliert ein elektronen part zwei
elektronen daneben schreiben und 2
das wäre jetzt unsere reduktions gleichung und naja bei diesen gleichungen können wir auch wiederum
kontrollieren ob alles stimmt indem wir die summe der ladungen will dieses tiere alkohol hier ist ein neutrales molekül
das heißt die gesamte ladung auf der linken seite dieser reaktions gleichung die ist 0
rechten seite aktion ist ein neutrales molekül wir haben zwei elektronen zwei negative ladung bei proton hier fehlt
noch die zwei davor bei positive ladung fest in der summe ist auch hier die gesamtladung 0 das zeigt uns dass diese
reaktions gleichung richtig ist dass wir hier auch die option stufen korrekt bestimmt haben
bevor ich jetzt zurückkehre mit dem skript werde ich noch einmal einen blick in den chat werfen ob der
neue frage aufgekommen kam die frage auf ob bei struktur partial ladung gezeichnet werden müssen
und das heißt patienten gehören nicht zu einer struktur formeln dazu ähnlich wie bei oxidation stufen
das heißt sie müssen partial ladungen nicht automatisch mit angeben wenn sie zum beispiel eine negative partial
ladung zeichnen wie bei den arzt an ion als das auch nicht dass sie automatisch eine positive partielle heilung ein
zeichen müssen wenn sie eine negative partielle ahnung haben uns klar es gibt auch irgendwo eine moleküle eine stelle
dies positiv partial geladen aber sie müssen nicht immer beide angeht meistens so dass man eine partiell
ladung mithin schreibt wenn man eine chemische reaktion hat und die reaktivität eines moleküls erklären
möchte durch partielle dann gibt man die platzierung für ein besseres verständnis mit an
die ich hatte eben reduktion gesagt ich muss mich korrigieren die umsetzung von im alkohol hierzu aceton das ist
natürlich eine oxidation weil sich die option stufe hier von null auf im plus bei erhöht
und bei der wir haben hier gleichzeitig eine reduktion roman jahren hier 10 42 - die hatten wir organisation bestimmt + 6
wird reduziert zu krumme 3+ ist die oxidation stufe jetzt wiederum sehr leicht bestimmt wir haben ein ei
nato-mission vorliegen und das heißt die aktion stufe entspricht der ladung dieses katja +3
und in dem fall ist so dass wir also drei elektronen aufnehmen müssen um die oxidation zahl von plus 6 auf +3 zu
erniedrigen gleichzeitig werden hier noch diese viel sauerstoff atome freigesetzt und in dem
fall hätten wir jetzt zunächst erst mal 42 - an e on in dieser reaktions gleichung stehen wir überprüfen kurz
noch einmal ob die summe der ladung und stimmt wir haben auf der linken seite zwei negative ladungen drei negative
ladung also gesamtplanung aller teilchen auf der linken seite ist - haben wir drei plus 8 x - also in der summe haben
wir hier negative überschuss ladungen das heißt es am planung auf beiden seiten die reaktions gleichung ist
korrekt gut nun ist so dass o2 an ihm nicht wirklich in einer wässrigen
lösung vorliegen und in dem fall ist so die reaktion findet in verdünnter schwefelsäure stadt hat zwei ist vier
wie viel säure ist eine starke grünstadt säure und dh hier wird bei der reaktion aus co2 - wasser ist dieses minus ist
eine starke basis wir könnten o2 - formal auch einmal proton ihren mann dann du mit oxid anja und hydroxyl an
jungen sind starke rundstedt basel ii würden also auch sofort mit der starken wochenstart säure hat zwei so4 reagieren
so dass wir hier im sauren immer wasser als nebenprodukt und nicht um - erzeugt wenn sie eine redaktion haben die in
einem basischen reaktions milieu verläuft also wo der ph wert größer 7 ist dann darf keine protonen in der
reaktions gleichung auf tausche auftauchen wenn protonen bei einer reaktion freigesetzt werden werden die
durch - neutralisiert reaktion im sauren wie das hier der fall ist es umgekehrt bilden wir hero 2 - wird das abgefangen
durch h + 21 reaktion in einem sauren reaktions medium mit einem ph-wert kleiner 7 darf kein ohr - in der
reaktions gleichung auftaucht und um jetzt 42 - aion in vier wassermoleküle zu überführen brauchen
wir insgesamt acht protonen die wir hier dann links hinzufügen die gesamtplanung möchten wir kurz hier
auf der linken seite hätten wir jetzt 5 negative acht positive ladung das heißt dreifach positive gesamtplanung auf der
linken seite rechts wasser ist neutral und ein chrome 3 plus katja und das heißt hier haben wir auch eine
überschuss nahm von 3 plus das heißt die gesamtladung auf beiden seiten ist wiederum identisch
und jetzt haben wir bei der oxidation die abgabe von zwei elektronen bei der reduktion haben wir die abgänge aufnahme
von drei elektro das heißt die anzahl elektronen abgegeben und aufgenommen werden sind nicht identisch und wir
wollen jetzt aus der oxidation und der reduktion eine gesamt reaktions gleichung aufstellen und deswegen müssen
wir jetzt die beiden reaktions gleichung von der studio metro her auf das kleinste gemeinsame vielfache bringen
das heißt in dem fall wenn wir auf der einen seite zwei elektronen abgeben auf der anderen seite 3 elektronen
konsumieren das kleinste gemeinsame vielfache sechs die auktions reaktions gleichung hier
müssen wir alle reaktions komponenten mitte drei multiplizieren während bei der reduktion ihr wenn ihr
drei elektronen frei geben müssen wir alle teilchen mit 2 x können wir das wiener mathematik aufsummieren ich
schreibe hier alle komponenten die auf der webseite stehen nach links von dieser gesamt reaktions gleichung und
alle komponenten die auf der produktseite auftauchen hier nach rechts guten jetzt fällt uns auf dass zum einen
die elektronen vorkommen hatte er gesagt in einer ausgeglichenen reaktions gleichgekommen keine werden keine
elektronen erzeugt oder konsumiert und deswegen ist so dass wir jetzt die komponenten die auf beiden seiten der
reaktionszeiten auftauchen zunächst kürzen können wir einfach entfernen weil hier auf der einen seite ist die rein
auf der anderen seite werden die wiederum und das muss ich nur noch die richtige
form finden mein rechner etwas belastet also wir entfernen sie diese sechs
elektronik können wir aus streichen dann haben wir links 16 pro tonne stehen rechts sechs abschluss das heißt hier
verbleiben sechs protonen auf der rückseite das heißt jetzt haben wir die eigentlich vollständige reddoxx
gleichung aufgestellt das einzige was jetzt noch fehlt ist dass wir gegen jungen hinzufügen wenn ja nicht roma hat
an ihm als oxidationsmittel sondern atrium kommen wir noch zweimal in der plus zu was sie in rot hervorgehoben
ich schreibe ihnen noch kurz einmal den namen von diesem cr viert - anja auf den united hatte ich eine tafel jetzt noch
nicht gemacht also dr 4 2 - das ist gleich wird als chromat bezeichnet
und naja bei den protonen jetzt noch einmal sulfat an ion als gegen jung hinzu die stamina von der
schwefelsäure lösung in der die aktion stattfinden gut und dann erzeugen wir hier müssen
wir entsprechend hier auch die sulfat anionen einfach negativ geladen einmal als gegen jahren zu den drei plus kation
aufführen und dann wird hier noch formal natrium kathrin frey vier stück und hier können
wir diese ladung auch kompensieren und sulfat an ihren freund der schwefelsäure so dass ich jetzt nur neutrale chemische
verbindung in der reaktions gleichung auftritt was man am ende immer machen sollte ist dass man nicht nur die
gesamtladung konzentriert sondern auch kontrolliert ob die anzahl der atome auf der linken seite den reaktions gleichung
mit denen auf der rechten seite übereinstimmt denn sie unten wir haben 34 mal wasserstoff dreimal kohlenstoff
zweimal chrome einen reizstoff ein atrium fünfmal schwefe dass es auf beiden seiten ident
vor oben ist noch einmal die oxidation und diese moleküle isopropanol wird die aktions zahl dieses kohlenstoffatoms von
plus minus null auf plus 2 erhöht ein atrium chromat sinkt die oxidation zahl von chrome von +6 auf +3 deswegen
handelt es sich hier um eine reduktion und jetzt ist so dass hier sozusagen einmal isopropanol und abzutun ein
sogenanntes airbox paar bilden diese pro panel ist die reduzierte form als toni oxidierte von und das ganze trifft auch
zu auf den natrium chromat die reduzierte form von natrium chromat wäre in dem fall
chrome 3.0 hat und das heißt genauso wie bei den säure base reaktionen können wir hier auch paare von rea kanten
identifizieren und jetzt zum abschluss ersten
bitte möchte ich gerne noch auf ein sehr einfaches modell eingehen um die
dreidimensionale anordnung von atomen molekülen zu bestimmen und dieses modell hatte ich schon am
anfang der vorlesung erwähnt bezeichnen wir als vst pr modell oder auch als tepee r wie und die geht davon aus dass
die elektronen paare die um ein atom angeordnet sind die eine möglichst große entfernung
zueinander einigen wollen elektronen paare sind negativ geladen das heißt wir haben zwischen den
elektronen karen eine elektrostatische abstoßung und deswegen haben wir hier abhängen abhängigkeit von der anzahl der
nicht binnen elektronen paare und der anzahl der bindungen bestimmte anordnung der atome im raum vorliegen
und ja vcp ist die abkürzung valencia lag schon per wie passion deutsch talents schalen elektronen paar
abstoßung mutter wir betrachten dabei nur die elektronen in der ballettschule die hier für die
geometrie dieser nämlich in verbindung ins heim natürlich erwähnt dass die binnen- und
nicht binden elektronen paare einen maximalen abstand einen maximalen winkel zueinander bevorzugen und das führt dann
zu einer anordnung dieser valencia lag thronen paare in charakteristischen uli edel und jeder das sind verschiedene
also geometrische körper und die räumliche anordnung wird definiert durch die anzahl der linden
der bindungen und der nicht binnen elektronen paar wichtig ist es ist die anzahl der bindungen und nicht der
bindenden elektronen paar war eine doppelbindung hat ungefähr denselben raum anspruch wie eine einfache
die geometrien die wir uns jetzt hier anschauen werden das sind linear wie geplant estrich und pentagon aldi
pyramidal wenn wir jetzt zwei bindung haben dann haben wir bevorzugt eine lineare
anordnen gute beispiele hierfür sind kohlenstoff dioxid davon hatten wir die struktur
formen ja schon gezeichnet und c2 h2 was wir nennen gegen kurz einmal die moleküle modelle
ich auf den visual eiser das hier wäre ein modell für co2 spart diese kugel symbolisiert kohlenstoffatom rot während
die sauerstoff atome und wir haben hier hat eine lineare anordnung das heißt alle atome liegen auf einer geraden und
dadurch haben wir einen bindungs winkel zwischen den beiden atome es zwischen den beiden c doppelbindung von 180 8
und diese geometrie finden wir ebenfalls bei c 2 h2 dieses molekül nennen wir
hier haben wir jetzt eine cc dreifach bin eine sehr einfach bindung zwei bindungen und deswegen eine lineare
geometer gut gehen wir über zwei bindungen beziehungsweise freien elektronen paaren
wir liegen jetzt die atome auf den ecken eines dreiecken wir sprechen deswegen von einer tribunal
kanaren an orten signal bedeutet dreiecken und planer in einer ebene der winkel zwischen den bindungen beträgt
hier jetzt 120 km gute beispiele sind bh 3 moran sie eben schon gesehen ein mal kurz bei der besprechung der oxidation
stufen et formaldehyd und essig soll das sind beispiel wie gesagt die haben wir uns schon im rahmen der vorlesung
kulturformen hier vorangeht die noch einmal ein modell auf von 3 das molekül modell für koran dh 3
violett wäre jetzt das buch die weißen kugeln das sind wasserstoffatom wir kennen jetzt wir
haben jetzt einen winkel zwischen den bohr wasserstoffbildung von 120 grad sie können hier auch sehr gut jetzt
diese dreieckige und fläche erkennen haben jetzt quasi eine anordnung in einem gleichzeitigen dreieck
dass die wasserstoffatome hier in einer ebene vorliegen wenn ich das molekül einmalig auf die seite drehen wenn sie
kennen das alle atome innerhalb von einer ebene folie wiederum betrachten wir beide
kohlenstoffatomen jedes kohlenstoffatom hat eine doppelbindung 2 1 verbindung also
insgesamt drei bindungen und das spricht eben auch für eine tribunal planare anordnung hier haben wir jetzt einen
ebenfalls ein bildungs links von 120 grad und hier auch
weg eichen zu das wäre jetzt ein molekül modell für it
an die endung en dass die vereine eine c c doppel bin
ich drehe dieses molekül modell einmal auch auf die seite hier können sie wieder erkennen
alle atome liegen in einer ebene gut ich werde noch ein kleines geheimnis verraten die bindungs winkel hier sind
nicht genau 120 grad der raum anspruch der ccs etwas größer und hier werden wir uns aber noch einmal die ganz genau
anbindungs winkel in dem kapitel über chemische bindungen anschauen aber ernährungsweise können wir hier von 120
grad ausgehen hier sehen sie auch noch einmal solche dreidimensionalen kugel modelle von bhm
vorne und das porto mist hier gelb hervor gegeben oben und von etc 24 im hintergrund
wir sind einmal noch molekül modelle angegeben für formaldehyd hier haben wir schon mehr grenz formeln gesehen und für
essigsäure auf der rechten seite hier sind die sauerstoff atome rot eingefärbt und hier sind auch noch die freien
elektronen paare durch seine violette kugeln angegeben und das haben wir uns auch noch mal zur
verdeutlichung durch modell also dieses modell entspricht jetzt eigentlich sehr genau
ordnung die sie auch der folie gesehen haben das wäre form alte
um ein formel caa2 und ich zeichne jetzt noch die freien elektronen paare 1 die würde ich hier jemals baustoff auch in
einem 120 grad winkel in anderen bindungen vorliegen ich zeichne ich jetzt noch durch zwei entgegengesetzten
fall jeweils diese elektronen para bei den modellen sind im regelfall diese freien elektronen paare nicht
berücksichtigt aber sie können die jetzt auch schön nochmal visualisieren und das heißt der stoff ist jetzt journal plant
von den elektronen paaren umgeben die anordnung allerdings ist linear daher hier nur verknüpfung zu einem
weiteren atom vorliegt das heißt alle atome die hier mit dem sauerstoff verbunden sind befinden sich auf einer
linie und stoff 4 eine doppelbindung zum sauerstoff bei einfach bindung auch eine tribunal
planare an wenn sie ein molekül modell für die essigsäure
und hier können wir der box hoppe
drei bindung der anordnung thome und das benachbarte
kohlenstoffatom befinden sich auf der ecke von eines einer eines dreiecks wenn es ein unterschied bei dem zweiten
kohlenstoffatom dass sie irgendwie dreidimensional aus das ist kein flaches molekül haben wir hier entlang der ebene
der k.box zielgruppe heißt hier ist jetzt so dass sauerstoff die beiden kohlenstoffatome
hier und dieses sauerstoffatom unten die linke alle in einer ebene 2 wasserstoffatom ist es aber nicht der
fall und das heißt sie haben wir eine andere geometrie sie bezeichnen wir als einen etwa äda ein tetraeder dass es ein
körper mit einer gleichseitigen dreiecken besteht versuche das einmal hier drunter zu
zeichnen wir haben ja hmm jeder hier ebenen
und diese 43 ecke und das ist ein sehr eine sehr wichtige koordinationsprobleme in der organischen chemie
gut und das heißt wenn vier bin und vorliegen haben oder freie elektronen paare dann haben wir eine
tierische anordnung der winkel zwischen den elektronen paaren beträgt dann 109 5 grad diese 109,5 grad bezeichnen ja sz
jeder winkel ein gutes beispiel aber jetzt schon bei der es sich soeben gesehen bei dieser dem zentrum der c3
gruppe ein sehr einfaches beispiel das wäre 4 methan
sie gut erkennen als sich nicht um ein molekül bei dem sich alle atome in einer ebene befinden
und hier schauen sie jetzt direkt auf eine dreiecks fläche darauf von der die vier wasserstoffatomen aufbauen und
das führte wasserstoffatom das liegt hier im hintergrund also jetzt ein gutes beispiel für eine tägliche anordnung der
atome hier um einen kohlenstoff eine tätliche anordnung von elektronen pan finden sie auch wieder beim ammoniak
nh3 hier haben wir drei end haben und ein freie elektronen paar
insgesamt sind diese elektronen sprache ebenfalls in die ecken eines täters ausgerichtet
aber die molekülstruktur ansicht die ist jetzt nicht mehr traurig wenn wir haben eine 3 eine pyramide mit einer
dreieckigen grundfläche wenn sie hier wäre hier das stickstoff atom und sie sehen anders als beim bh
drei liegen hier die wasserstoffatome jetzt nicht in einer ebene sondern diese atome bauen eine tribunale
biete eine tribunale pyramide wichtige unterschied ist freie elektronen paar würde ich jetzt
senkrecht nach oben gut also haben wir hier jetzt ja 4 und nr 3
bei pasta hat 2 so haben wir an dem sauerstoffatom bei freie elektronen paare und bei zwei
einfach bindungen zu wasserstoffatom heißt wir haben wiederum eine tetra irische geometrie die alex elektronen
paare um das aus stoff atom die tatsächliche struktur wäre hier aber so v förmig oder winkel
das können sie hier an diesem modell ist jetzt sogar so dass über ein wasserstoffatom und das sauerstoffatom
wiederum in einer ebene vorliegen und die beiden elektronen paare würden jetzt hier nach oben und nach unten zeigen
und sie können jetzt erkennen hier sind jeweils die die bindungs winkel angegeben
wir haben jetzt hier zwischen den sie haben einen idealen tetraeder winkel von 109,5 grad
das ändert sich jetzt beim ammoniak erste winkel kleiner 107,3 grad und das liegt daran dass wir hier ein
freies elektron paar weiß elektronen paar hat einen größeren raum anspruch als bindende elektron paar
lässt sich darauf zurückführen dass ein blindes elektronen paar zwischen zwei atomen angeordnetes während ein freies
elektron paar sich nur an einem einzigen atom befinden und wenn ich jetzt hier ein
in hat bezeichnet dann liegt das freie elektronen paar in
einem spital vor was sehr dicht angeordnet ist am stickstoff diese orbitale werden wir noch im zweiten
kapitel der vorsaison genauer eingehen und deswegen ist hier die abstoßung zu den inneren elektronen größer als die
abstoßung der bindenden elektronen partner untereinander ist so haben wir hier eher eine verteilung die sich genau
zwischen den einzelnen thom liegt und ich zeichne es vielleicht noch einmal etwas deutlicher darunter also einmal
haben wir hier als elektroniker und hier sind die elektronen er so mit sich
das ding sagt der winkel zwischen dem freien ein paar und den binnen- elektronen
paaren der in verbindung und deswegen haben wir hier einen bildungs winkel zwischen den
der wasserstoff bindung von 107,3 grad im wasser haben wir zwei freie elektronen paare
deswegen sinkt der bildungs winkel ich in den beiden baustoff wasserstoff einfach bindungen auf 104,5
das heißt die geometrie der elektronen paare verändert sich nicht aber der winkel
zwischen den elektronen paaren da wird etwas modifiziert durch die größere abstoßung hier zwischen bisschen elektro
narren und binnen elektron gut kommen wir noch einer dritten koordination
zwar für den fall dass wir hier insgesamt fünf bindungen und freie elektronen partner vorlegen
und dann ist so dass wir quasi also eine dreieckige grundfläche vorliegen haben und oberhalb und unter dieser drei
kirchen grundfläche ist jeweils noch ein atom angeordnet das heißt wir haben zwei pyramiden mit dreieckigen grundflächen
die jeweils diese grundfläche teil sprechen wir hier von einer tribunal die pyramide ahlen anordnung oder einer
regionalen beyond und wir haben jetzt unterschiedliche winkel zwischen den binden elektronen panzer freien
elektronen band sehen hier einmal ein kugel modell von pc 11 5 von phosphor pentagon mit und da können sie erkennen
ganz deutlich diese drei atome die bilden diese dreieckige grundfläche wir haben hier eine pyramide nach oben ist
es pro atom steht oberhalb dieser dieser 30 grundfläche das andere hier unten und das wir haben jetzt ein bildungs winkel
oz vor den elektronen paaren der phosphor bindung hier in einer ebene mit den senkrecht stehenden phosphor
verbindungen von 90 grad und zwischen den binnen- elektronen partnerin innerhalb des dreiecks ebene
von 120 auch noch einmal kurz an einem modell genauer falsch
also dass sie wäre das für pcl 5c olet wäre hier der phosphor und grün in die kreuzung
wir schauen jetzt hier genau entlang der dreieckigen grund ebene das heißt wir haben eine pyramide nach
hier oben nach unten jetzt ein die dreiecke grundfläche drauf schauen
wenn wir hier wie bei bh drei einen winkel von unter 20 grad ecken
ein recht großer bindung ski entlang der grund ebene hier dann wird
ein 90 grad winkel deutlich sichtbar und jetzt
denn sie sich natur der hier so ein komisches molekül ausgewählt das enthält ja noch nicht mal
kohlenstoff was hat das überhaupt mit anorganischer mit organischer chemie zu tun
nun in der tat haben wir solch eine regionale pyramide vorliegen
bei einem übergangszustand von sogenannten sn zwei reaktionen es sind zwei welten reaktionen ist ein
bestimmter reaktions typ ein bestimmter reaktionsmechanismus und dieser übergangszustand der staat die stadt
material mit dem produkt verbindet da haben wir solch eine tribunal pyramide koordination von einem kohlenstoffatom
vorliegt deswegen weil ich das hier beim vcp r modell schon sie damit vertraut machen
na und jetzt sechs bindungen beziehungsweise freie elektronen paare an einem atom
vorliegen haben dann wird bevorzugt eine optische anordnung eingenommen ich spielte in der organischen chemie
aber keine wichtige rolle die es eher wichtig in der anorganischen chemie wenn es gerade um komplexe geht von metallen
und deswegen wären wir hier im rahmen der vorlesung das jetzt nicht mehr genauer besprechen
haben jetzt das erste kapitel mit den grundlagen aus der allgemeinen und anorganischen noch einmal im detail
besprochen ich werde kurz noch einmal einen blick in den chat werfen ob in der
zwischenzeit noch fragen aufgekommen sie kommen noch eine frage zu den redox reaktionen und zwar ob gegen ionen immer
hinzugefügt werden müssen im prinzip und wenn sie eine reddoxx gleichung aufstellen müssen sie nicht
unbedingt auch noch die gegen ionen berücksichtigen die nehmen an der reaktion selber nicht teil so dass wir
teilweise in klausuren gezielt fragen stellen sie eine reddoxx reaktion für die folgende chemische transformation
auf eine redaktions gleichung und fügen sie gegen ihren hinzu das heißt wir würden das in einer klausur extra mit
rein schreiben wenn sie gegen ionen mit angemessen wenn das in der aufgabenstellung nicht drin steht auch
sie die gegen ihnen auch nicht mit zu berücksichtigen und damit haben jetzt den ersten
abschnitt der vorlesung erfolgreich abgeschlossen wir werden jetzt im zweiten teil der
vorlesung auf chemische bindungen eingehen sie sehen dass wir über diese diskussion
der chemischen bindungen hier durchaus auch die moleküle auf dieselben molekül geometrien gelangen
das bei dem vcb am modell der fall war und haben uns das einmal im geteilt und bevor wir uns eingehen auf die
chemischen bindungen in organischen molekülen endlich ist es einmal noch wichtig sich
mit der fragestellung zu beschäftigen warum kohlenstoff ein so wichtiges element ist nicht nur
in der organischen chemie sondern eben auch in der belebten natur also dem tieren engine und in pflanzen raum sind
belebte organismen gerade auch mit dem element kohlenstoff aufgebaut wir hatten gesehen dass kunststoff hier in der
hauptgruppe im periodensystem steht ist hier noch einmal angehoben die vierzehnte gruppe wenn wir hier in
neben gruppen mit berücksichtigt wir haben hier eine elektronen konfiguration vorliegen von 12 und auf der walz schale
von 2 ist 22 p2 das heißt wir haben insgesamt vier valencia lag thronen und es fehlen somit noch vier valencia
elektronen um eine edelgas konfiguration zu erreichen das wäre dann die des edelgases neon was
hier in der zweiten periode ganz rechts im periodensystem und und
wie macht das sehr er baut besonders gerne vier bindungen auf und das können jetzt ihr einfach
bindung sein da hatten wir schon sehr viel als ein beispiel gesehen aber wir haben auch die
doppelbindung die vom kohlenstoff ausgehend cc doppelbindung wie bei meteo doppelbindung wie das bei der essigsäure
oder zitronen oder den formal tritt der fall ist wird sich finden wir hier auch dreifach bin
gut und diese vielfalt chemischen bindungen sowohl die 1 verbindung eine einfach
bindung zwei doppelbindung zwei doppelbindung eine einfach bindung und 13 verbindung ist ein grund
warum das leben an sich auf dem element kohlenstoff basiert vielfältigen in not und ja wenn wir das ganze mal
vergleichen mit der anzahl der bindung mit der billigkeit der benachbarten elemente im periodensystem dick stoff
ist bevor zu drei bands beispiele und hat drei oder ammoniak aus vor ebenfalls drei bindungen
wenn wir zum sauerstoff gehen hilft ihr noch zwei elektronen ohne gas konfiguration zu erreichen und deswegen
liegt sauerstoff in seinen chemischen befinden verbindungen bevor zu zwei bin ich noch weniger bindung konstruieren
die halogen das heißt das ist ein weiterer vorteil das kohlenstoff tatsächlich eine hohe anzahl von bindung
aufbaut und sich viele bindungspartner sucht dadurch lassen sich komplexe moleküle moleküle sehr leicht
konstruieren und silizium wäre jetzt auch vier bin ich die frage ist warum passiert das eben nicht auf dem element
situation und die antwort ist relativ einfach elemente der dritten periode irgendwo
oder höherer perioden bilden bevorzugt einfach bin das heißt mehrfach bin einfach doppelbindung an denen silizium
beteiligt sind sind sehr instabil es handelt sich um solche bei solchen molekülen hoch reaktive verbindungs
silizium ist einfach nicht vielfältig was verschiedene bildungsstrukturen angeht wünscht
und deswegen das sind eigentlich dann diese zwei gründe warum hier kohlenstoff im zentrum
millionen systems das schlüsselelement für das leben ist und dann ein weiterer grund ist die
er rate elektro negativität die liegt bei kohlenstoff bei 2,6 vergleichen wir jetzt wiederum mit den elementen hier in
unmittelbarer nachbarschaft von von kunst nur hat eine sehr hohe elektro
negativität baustoff ebenfalls und elemente mit einer ohne elektro negativität sind sehr reaktiv wollen
bindungs elektronen an sich reißen deswegen ist flur im elementaren zustand f2 eine hoch reaktives gas aus stoff
liegt in o2 molekül vor ist ein reaktives gas wir haben zum beispiel verbrennungs putz
schauen wir auf die linke seite niedrige elektro negativität bei aluminium und silizium und bor die sind niedriger als
beim wasserstoff vor deswegen ist auch hier so dass diese elemente deutlich reaktiver sind weil sie ganz
bereitwillig elektronen abgeben kohlenstoff hingegen moderate elektro negativität kohlenstoff gibt relativ
ungerne elektronen abnimmt relativ ungerne elektronen auf und deswegen haben das können wir auch
nochmal hier einem vergleich sehen dass wir hier von kowa lenton bindungen aus element wasserstoff verbindungen das
heißt aus chemischen verbindung die jeweils aus einem bestimmten element und dem element wasserstoff bestehen
wir haben jetzt ch4 als einfachsten kohlenwasserstoff wir haben eine geringe elektro
negativität differenz das heißt die ch bindung ist nur ganz äußerst schwach polarisiert wir haben eine sehr leichte
positive partial ladung hier in diesem wasserstoffatom und diese geringen partial ladung führen auch zu einer
geringeren reaktiviert anders ist es zb bei hf hier ist die verbindung wird er stark polarisiert was dort hat eine so
positive partial adhs ist schon eine schwache säure und gibt ihr ein proton bereitwillig ab
kommt hinzu dass auch wasser und ammoniak freie elektronen paare haben auch dieses ph drei fahren hat ein
freies elektron paar das heißt wir haben hier eine hohe negative ladungs dichte und dieses
dieser freien elektronen paare machen diese verbindung auch zu sehr reaktive molekül
wenn wir jetzt zu allen aluminium h3 übergehen silan sch 4 und boran bh 3 dabei handelt es sich ebenfalls um re
aktive moleküle die elektro negativität dieser elemente ist niedriger als wasserstoff als wasserstoff hat hier
nicht nur eine negative oxidation stufe und dann über den fact
ist angrenzenden bohrinsel lithium oder aluminium atoms auch eine hohe elektronendichte und damit eine negative
partiell dhb haben hier ist zum wasserstoff polarisiert und immer wenn wir wasserstoff atome in verbindung
vorliegen haben mit negativen partial ladung reagieren die wie ein hybrid an ihren das heißt ein wasserstoff atomen
im freien elektronen das heißt diese verbindungen reagieren bereitwillig mit wasser
und können sich sogar an der luft alleine entzünden also gehen heftig mit sauerstoff und methan ist da im
vergleich zu gegen sehr sehr reaktiv das heißt diese ch bindungen sind sehr sehr stabil
die fahrt sendung von kohlenwasserstoffen dieses hochgradig extern sehen hier die
umsetzung und ch4 mit sauerstoff dabei geht co2 hervor wird eine eine energie dabei frei von 8 - 8 190 kilo
das heißt handelt sich eine hochgradig externe reaktion nun ist die frage stellen wir menschen
bestehen überwiegend aus kohlenstoff warum verbrennen wir nicht spontan der thermodynamik günstiger wenn alles in
der belebten natur als co2 und karbonat salze vor nicht und der grund ist hier eine hohe aktivierungs energie um diese
verbrennung zu initiieren das heißt wir müssen erst energie hinein stecken kohlenwasserstoffe zu verbrennen
ein gutes beispiel dafür ist eine kerze kerzenwachs besteht auch überwiegend aus kohlenwasserstoffen und wenn wir den
kerzenwachs verbrennen wollen dann brauchen wir ein feuer eine zündquelle in einer hohen temperatur und diese hohe
temperatur sorgt dafür dass diese reaktion startet denn danach läuft von alleine weiter aber wir brauchen hier
die zufuhr von thermischer energie um diese verbrennung in gang zu setzen und das heißt wir bezeichnen diese
organischen verbindungen als kinetik stabil eben aufgrund der hohen aktivierung finden
und die hohe genetische stabilität also dass wir hier erst einiges an energie reinstecken müssen um eine verbrennung
zu initiieren erst einmal zurückzuführen auf die geringe polarisierung der ch bindungen
die hatten wir eben schon angesprochen und zusätzlich aber auch darauf dass die sie haben sehr kurz ist der kohlenstoff
bei kohlenwasserstoffen und die kohlenstoff atome sind sehr gut durch die wasserstoffatome abgeschirmt und
deswegen finden muss die reaktionen erst einem wasserstoffatom stattfinden bevor eine chemische reaktion mit den
kohlenstoff atomen stattfinden gut damit haben sie erkannt warum
kohlenstoff ist für die im aufbau des lebens auf der erde und wir werden dann in der
folgenden stunde noch genauer auf die natur der chemischen bindungen in organischen molekülen eingehen damit
möchte ich mich für heute für ihre aufmerksamkeit bedanken ich werde mich gleich auch noch mal im
meeting anmelden um noch eventuelle fragen zu beantworten gut vielleicht für ihre aufmerksam