Einführung in die Organische Chemie

Voraussetzungen

• Grundlagen der allgemeinen Chemie
• Eigenschaften von chemischen Reaktionen
• Atommodelle (Bohr, Schrödinger)
• Grundlagen der Thermodynamik

Themen der Vorlesung

• Grundlagen der organischen Chemie
• Stoffklassen: Alkane, Alkene, Alkine
• Hybridisierung und Eigenschaften
• Orbitalmodell
• Nomenklatur und Darstellungsweisen
• Anwendungsbereiche (z.B. Verbrennung von Alkanen)

Kohlenstoff und seine Verbindungen

• Kohlenstoff (Ordnungszahl 6 im Periodensystem)
• Elektronenkonfiguration: 1s² 2s² 2p²
• Valenzelektronen: 4 (Bindigkeit)
• Hybridisierung von Kohlenstoff (sp³, sp², sp)
• Tetraederstruktur bei sp³-Hybridisierung

Alkane

• Gesättigte Kohlenwasserstoffe, Summenformel CnH2n+2
• Homologe Reihe: Methan, Ethan, Propan, etc.
• Eigenschaften:
  • Unpolare Bindungen
  • Hydrophobie (wasserunlöslich)
  • Einsatz als Energieträger
• Verbrennung von Alkanen

Darstellungsweisen organischer Moleküle

• Lewis-Schreibweise
• Keil-Strich-Formel
• Halbstrukturformel
• Skelettformel

Isomerie

• Strukturisomerie bei Alkanen
• Unterschiedliche physikalische Eigenschaften
• Beispiel: Pentan, Isopentan, Neopentan

Cycloalkane

• Ringförmige Alkane, Summenformel CnH2n
• Eigenschaften ähnlich zu Alkanen
• Wichtige Vertreter: Cyclohexan

Alkene

• Ungesättigte Kohlenwasserstoffe, mindestens eine Doppelbindung
• Summenformel CnH2n
• Elektronendichte an Doppelbindung höher
• Cis-Trans-Isomerie

Reaktionen von Alkanen

• Unreaktiv gegenüber Säuren, Basen
• Reaktion mit Sauerstoff (Verbrennung)
• Reaktion mit Halogenen (Radikalische Substitution)

Elektrophile Addition

• Reaktionen von Alkenen mit Halogenen
• Mechanismus der elektrophilen Addition

Alkine

• Ungesättigte Kohlenwasserstoffe, mindestens eine Dreifachbindung
• Summenformel CnH2n-2
• Reaktiver als Alkene

Zusammenfassung

• Vergleich Alkane, Alkene, Alkine
• Unterschiede in der Reaktivität, Struktur und Anwendungen

In der nächsten Vorlesung werden Organo-Sauerstoffverbindungen behandelt, darunter Alkohole, Aldehyde, Ketone und Carbonsäuren.