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Organische Chemie
Wahr oder falsch: Organische Stoffe bilden sich nur in Lebewesen.
Im Supermarkt finden wir viele Artikel mit dem Wort "organisch" auf dem Etikett. Dabei wird "organisch" verwendet, um ein Produkt "natürlicher" erscheinen zu lassen. In der Chemie hat "organisch" jedoch eine andere – und präzisere – Bedeutung. Ursprünglich verwendeten die Wissenschaftler das Wort, wenn sie Stoffe untersuchten, die von Lebewesen stammten – die Chemie von Organismen. Heute sagen wir, organische Chemie ist das Studium chemischer Verbindungen, die auf Kohlenstoff basieren – egal ob natürlich hergestellt oder nicht.
Alle Lebewesen bestehen hauptsächlich aus organischen Verbindungen... wie Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten. Wir tanken unsere Autos mit organischen Verbindungen, die aus Öl hergestellt wurden. Fast alle Medikamente sind organische Verbindungen. So wie die Kunststoffmaterialien und Kunstfasern, die wir in unserer Kleidung verarbeiten.
Bis zum 19. Jahrhundert dachte man, organische Verbindungen würden nur natürlich auftreten. Heute erzeugen wir viele organische Substanzen im Labor und in Fabriken. Es sind mehr als zehn Millionen Verbindungen bekannt, und etwa 90 % davon enthalten Kohlenstoff. Um den Aufbau organischer Verbindungen besser zu verstehen, schauen wir uns zunächst eine Kette von Kohlenstoffatomen an, die von Wasserstoffatomen umgeben ist.
Diese Kette ist vielleicht gerade, verzweigt oder eine Schleife. Es ist die Länge der Kohlenstoffkette, die den Namen des Moleküls bestimmt. Hier, zum Beispiel, ist die Verbindung Pentan. Der erste Teil des Namens – PENT – stammt von der Länge der Kohlenstoffkette. Fünf Kohlenstoffe in einer Reihe beginnen immer mit einem "PENT".
Der zweite Teil des Namens sagt uns, was an die Kohlenstoffatome gebunden ist. Sind es ausschließlich Wasserstoffatome, so endet der Name der Verbindung mit einem "-AN". PENT AN. Der rechte Teil des Namens ist wie ein Nachname, der uns sagt, welcher Familie – oder Verbindungsklasse – das organische Molekül zugehört. Ersetzen wir nun eines der Wasserstoffatome mit einer anderen Gruppe von Atomen – einer anderen "funktionellen Gruppe" – so erhält das Molekül einen anderen Nachnamen.
Wie dieser Stoff, "PENT ANOL", der zur Familie der Alkohole gehört. Der Name beginnt immer noch mit "PENT", da er eine Kette von fünf Kohlenstoffatomen hat. Die Endung "-ANOL" ist der Familienname für alle Alkohole. Hier haben wir ein weiteres Mitglied der Familie der Alkohole: "ETH ANOL". ANOL sagt uns, dass es ein Alkohol ist.
Der erste Teil des Namens – "ETH" – zeigt, dass in seiner Kohlenstoffkette zwei Kohlenstoffatome sind. Wenn wir organische Chemie studieren, müssen wir lernen, welcher "Vorname" welcher Anzahl von Kohlenstoffatomen entspricht... ...und ebenfalls die Familiennamen ausgewählter Verbindungsklassen. Wenn du die kennst, dann kannst du jeden beliebigen Vornamen kombinieren mit... ...einem beliebigen Familiennamen... ...und erhältst dann den vollständigen Namen der organischen Verbindung.