Der Begriff „organische Chemie“ brachte den Gedanken zum Ausdruck, dass Stoffe aus der belebten Natur, d.h. aus Tieren und Pflanzen, nur mit Hilfe einer speziellen Lebenskraft hergestellt werden können. Die Synthese der organischen Verbindung Harnstoff aus anorganischen Stoffen durch Friedrich Wöhler(1828) widerlegte diese Auffassung.
Heute versteht man unter „organischer Chemie“ die Chemie der Kohlenstoff Verbindungen. Kohlenstoff ist ein Element, von dem die meisten chemischen Verbindungen bekannt sind. Diese Sonderstellung des Kohlenstoffs beruht auf seiner einzigartigen Eigenschaft, sowohl mit Atomen anderer Elemente als auch mit weiteren Kohlenstoffatomen stabile kovanlente Bindungen einzugehen.
Es werden nur die Strukturen der wichtigsten Stoffe, geordnet nach Verbindungsklassen, vorgestellt:
Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen die nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen bestehen
In Alkanen (früher Paraffine genannt) sind alle C-C – Bindungen Einfachbindungen. Man unterscheidet zwischen kettenförmiger (offenkettige Alkane) und ringförmiger Verknüpfung (Cycloalkane) der Kohlenstoffatome.
Allgemeine Formeln
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Offenkettige Alkane:
CnH2n+2
Methan CH4
Ethan CH3-CH3
Propan CH3-CH2-CH3
Butan CH3-CH2-CH2-CH3
Pentan CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
Hexan CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Heptan CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Octan CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Nonan CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Dekan CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Kurzschreibweise:
Um größere Kohlenwasserstoffmoleküle einfach und schnell aufzuzeichnen, werden oft „Abkürzungen“ verwendet:
· Das C-Atom erscheint als Punkt
· Die chemische Bindung als Strich
· Die H-Atome und C-H –Bindungen werden weggelassen.
Damit können die offenkettigen Alkane so dargestellt werden:
Propan
Butan
Pentan
Hexan
· Cycloalkane: CnH2n
Cyclopropan |
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Cyclobutan |
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Cyclopentan |
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Cyclohexan |
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Nomenklatur: Benennung von Verbindungen
Es gibt die „systematische Nomenklatur“ die auf Grund des Namens Hinweise auf die Struktur der Verbindung gibt. So weisen die Silben Meth-, Eth-, Prop-, But- usw. immer auf die Anzahl der Kohlenstoffatome (1, 2, 3, 4…) hin.
Man spricht von Alkylresten: Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, (-CH3, -CH2-CH3, -CH2-CH2-CH3 …)
Außerdem gibt es viele „Trivialnamen“ die meist keinen direkten Hinweis auf die Struktur der Verbindung geben. Sie stammen aus früheren Zeiten, als es noch keine geordnete Namensgebung für chemische Verbindungen gab; ihre Wahl beruhte oft auf Zufälligkeiten bzw. Vorlieben der Autoren. Viele gängige Organische Verbindungen werden auch heute fast ausschließlich mit ihren Trivialnamen bezeichnet. Beispiele für Trivialnamen „ Ethylen“ für Ethen, „Propylen“ für Propen und „Butylen“ für Buten.
2. Alkene
Alken (früher Olefine) genannt enthalten eine (oder mehrere) C=C Doppelbindungen.
Allgemeine Formel: CnH2n
Ethen (Ethylen)
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Propen (Propylen)
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Buten (Butylen) |
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Penten |
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Hexen |
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Isomere
Isomere sind Verbindungen mit gleicher Summenformel aber unterschiedlichem Aufbau (Anordnung der Atome). Solche Verbindungen unterscheiden sich in ihrem physikalischen und chemischen Eigenschaften. Bei den Verbindungen Buten, Penten und Hexen sind einige ihrer Isomere als Beispiel aufgeführt.
3.Alkine
Alkine enthalten eine oder mehrere C≡C –Dreifachbindungen
Allgemeine Formel: CnH2n-2
Ethin (Acetylen) |
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Propen |
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Butin |
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Pentin |
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Hexin |
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4. Aromaten
Aromatische Kohlenwasserstoffe (heute auch als Arene bezeichnet) enthalten in der Regel das Molekülgerüst des Benzols (heute auch Benzen): C6H6
Der Name „Aromat“ wurde ursprünglich geprägt, weil einige in Pflanzen vorkommende Benzol-Verbindungen „aromatisch“ riechen.
Benzolderivate
In Benzolderivaten, d.h. Abkömmlingen von Benzol, ist eine H-Atom (oder auch mehrere) durch eine anderes Atom oder Gruppe (Rest) ersetzt.
Beispiele:
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Methylbenzol (Toluol) |
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Chlorbenzol |
In Halogenalkanen (auch Alkylhalogenide genannt) sind Wasserstoff Atome durch Halogen-Atome (F, Cl, Br, I) ersetzt (substituiert).
Chlormethan |
CH3Cl |
Dichlormethan |
CH2Cl2 |
Trichlormethan (Chloroform) |
CHCl3 |
Tetrachlormethan (Tetrachlorkohlenstoff) |
CCl4 |
Chlorethan |
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Chlorpropan |
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Alkohole und Phenole enthalten OH-Gruppen.
Alkohole sind Derivate (Abkömmlinge) von Alkanen, wobei ein H-Atom (oder mehrere) durch eine OH-Gruppe substituiert(ersetzt) wurde.
Methanol |
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Ethanol |
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Propanol |
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Phenole sind Benzolderivate, wobei ein H-Atom (oder mehrere) durch eine OH-Gruppe substituiert wurde.
Phenol |
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7. Ether
Ether haben die allgemeine Formel R-O-R
Dimethylether |
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Diethylether |
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Ethylmethylether |
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8.Amine
Amine sind Derivate des Ammoniaks, in denen ein, zwei oder drei H-Atome durch Alkyl- oder Arylgruppen ersetzt sind.
Ammoniak |
NH3 |
Methylamin |
H2NCH3 |
Dimethylamin |
HN(CH3)2 |
Trimethylamin |
N(CH3)3 |
Phenylamin (Anilin) |
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Carbonylverbindungen enthalten alle eine Doppelbindung zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff, eine Carbonylgruppe C=O
Aldehyde die allgemeine Formel
Methanal (Formaldehyd) |
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Ethanal (Acetaldehyd) |
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Propanal |
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Ketone haben die allgemeine Formel
Propanon (Aceton) |
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Butanon |
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Pentanon |
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10. Carbonsäuren und Carbonsäurederivate
Carbonsäuren besitzen am C- Atom der Carbonylgruppe eine
OH-Gruppe:
Methansäure (Ameisensäure) |
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Ethansäure (Essigsäure) |
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Propansäure (Propionsäure) |
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In Carbonsäurederivaten ist die OH-Gruppe durch eine andere Gruppe substituiert.
Carbonsäureester |
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Carbonsäureamide |
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Carbonsäurechloride |
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