Grundlagen Biochemie 2

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Questions and Answers

Was ist die allgemeine Summenformel für Alkane?

  • CnH2n-2
  • CnH2n+2 (correct)
  • CnH2n+1
  • CnH2n

Welche der folgenden Verbindungen ist ein Beispiel für ein Alkan?

  • Benzol
  • Ethanol
  • Ethen
  • Propan (correct)

Welche Aussage über Methan ist korrekt?

  • Es hat eine polare Bindung.
  • Es ist ein Dimer.
  • Es enthält Doppelbindungen.
  • Es hat eine unpolare Bindung. (correct)

Was ist ein Spezialfall in der chemischen Bindung?

<p>Delokalisierte Bindung (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über Alkyl-Reste ist falsch?

<p>Alkyl-Reste sind immer stabil. (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Alkan hat die Summenformel C4H10?

<p>Butan (D)</p> Signup and view all the answers

In welchem der folgenden Moleküle treten delokalisierte Bindungen auf?

<p>Benzol (D)</p> Signup and view all the answers

Welche funktionelle Gruppe wird durch die Strukturformel R-CH3 dargestellt?

<p>Methylgruppe (B)</p> Signup and view all the answers

Was bedeutet Oxidation im allgemeinen chemischen Kontext?

<p>Abgabe von Elektronen (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Werte repräsentiert die Elektronegativität von Kohlenstoff?

<p>2.5 (A)</p> Signup and view all the answers

Wie entstehen organische Verbindungen durch Kondensation?

<p>Durch das Verknüpfen zweier Moleküle unter Abspaltung von Wasser (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Redoxreaktion ist korrekt?

<p>Ein Partner wird oxidiert, der andere reduziert (B)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden ist kein Beispiel für eine funktionelle Gruppe in der Biochemie?

<p>Kohlenhydratgruppe (D)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht während der Oxidation in kovalenten Bindungen?

<p>Verschiebung von Elektronen zum elektronegativeren Partner (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Carboxygruppe?

<p>R-COOH (B)</p> Signup and view all the answers

Eine Thiolgruppe ist auch bekannt als?

<p>Sulfhydrylgruppe (C)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt der Begriff Elektronegativität?

<p>Die Tendenz eines Atoms, Elektronen anzuziehen. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Bindungsarten ist typischerweise verantwortlich für höhere Schmelz- und Siedepunkte in Verbindungen?

<p>Ionische Bindungen (B)</p> Signup and view all the answers

Wie viele Elektronen kann Kohlenstoff in einer Bindung maximal abgeben oder aufnehmen?

<p>4 (B)</p> Signup and view all the answers

Welche funktionellen Gruppen sind im Stoffwechsel am wichtigsten?

<p>Aminosäuren und Carbonsäuren (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine wichtige Eigenschaft polare kovalente Bindungen?

<p>Sie führen zur Bildung von Dipolen. (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt der Begriff Oxidation in der Biochemie?

<p>Die Abgabe von Elektronen. (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine besondere Eigenschaft des Kohlenstoffs in Bezug auf seine Bindungen?

<p>Kohlenstoff kann lange Ketten von Atomen bilden. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie können wir die Oxidationszahlen biologisch wichtiger Atome in Verbindungen bestimmen?

<p>Durch Vergleich der Elektronegativitäten in der Verbindung. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie verändert sich die Elektronegativität im Periodensystem innerhalb einer Periode von links nach rechts?

<p>Sie nimmt zu. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptgrund, warum die Elektronegativität in einer Hauptgruppe von oben nach unten abnimmt?

<p>Die Entfernung der Außenelektronen vom Kern nimmt zu. (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher Wert für die Differenz in der Elektronegativität (Δ EN) zeigt eine ionische Bindung an?

<p>Δ EN ≥ 1.7 (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Eigenschaft einer polaren kovalenten Bindung?

<p>Die Partner ziehen die Elektronen ungleichmäßig an. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches Beispiel zeigt eine unpolare kovalente Bindung?

<p>O2 (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein Merkmal der Polarität in Molekülen?

<p>Es gibt eine positive und eine negative Teilladung. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie wird die relative Elektronegativität auf einer Skala angegeben?

<p>Sie hat keine Einheit. (A), Sie liegt zwischen 0.9 und 4.0. (B)</p> Signup and view all the answers

Was passiert, wenn der Unterschied in der Elektronegativität (Δ EN) zwischen Bindungspartnern gering ist?

<p>Es entsteht eine unpolare kovalente Bindung. (B)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht im Schritt 2 der Oxidationsstrasse?

<p>Alkanol wird zu Alkanal oder Alkanon oxidiert. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein sechswertiger Alkohol?

<p>Ein Alkohol mit sechs OH-Gruppen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche funktionelle Gruppe kennzeichnet eine Amidgruppe?

<p>R-CO-NH2 (C)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht bei der Oxidation in Bezug auf Elektronen?

<p>Elektronen werden zum elektronegativeren Partner verschoben. (B)</p> Signup and view all the answers

Was wird im Schritt 3 der Oxidationsstrasse gebildet?

<p>Alkansäure wird aus Alkanal gebildet. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Reduktion korrekt?

<p>Wasserstoff wird von einem anderen Molekül aufgenommen. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie wird der Kohlenstoff im Beispiel oxidiert?

<p>Durch Abspaltung eines Wasserstoffatoms. (D)</p> Signup and view all the answers

Was sind Disulfidbrücken in Proteinen?

<p>Verbindungen zwischen zwei Thiolgruppen. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie lautet die allgemeine Definition einer Oxidation?

<p>Verlust von Elektronen. (A)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Alkohole ist ein primärer Alkohol?

<p>Butan-1-ol (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine Kohlenstoffdioxid-Emission in der Oxidationsstrasse?

<p>Das Endprodukt der Oxidation von Alkansäure. (C)</p> Signup and view all the answers

Was charakterisiert tertiäre Alkohole?

<p>Sie haben eine Hydroxylgruppe, die an ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist. (B)</p> Signup and view all the answers

Was resultiert aus der Verschiebung von Elektronen zum weniger elektronegativen Partner?

<p>Es findet eine Oxidation statt. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Gruppen ist eine Stickstoffhaltige funktionelle Gruppe?

<p>Aminogruppe. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie nennt man Alkohole, die nur eine Hydroxylgruppe enthalten?

<p>Einwertige Alkohole (B)</p> Signup and view all the answers

Was passiert, wenn ein Wasserstoffatom aus einem Molekül abgegeben wird?

<p>Der Prozess wird als Oxidation bezeichnet. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Redoxreaktion

Eine chemische Reaktion, bei der Elektronen zwischen Atomen oder Ionen ausgetauscht werden.

Oxidation

Die Abgabe von Elektronen durch ein Atom oder Ion.

Reduktion

Die Aufnahme von Elektronen durch ein Atom oder Ion.

Redox-Paar

Ein Paar aus einem oxidierten und einem reduzierten Zustand eines Atoms oder Ions.

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Polare kovalente Bindung

Eine kovalente Bindung, bei der die Elektronen stärker zum elektronegativeren Atom gezogen werden.

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Primärer Alkohol

Ein Alkohol mit einer OH-Gruppe an einem primären Kohlenstoff.

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Sekundärer Alkohol

Ein Alkohol mit einer OH-Gruppe an einem sekundären Kohlenstoff.

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Tertiärer Alkohol

Ein Alkohol mit einer OH-Gruppe an einem tertiären Kohlenstoff.

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Einwertiger Alkohol

Ein einwertiger Alkohol enthält eine OH-Gruppe pro Molekül.

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Dreiwertiger Alkohol

Ein dreiwertiger Alkohol enthält drei OH-Gruppen pro Molekül.

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Sechswertiger Alkohol

Ein sechswertiger Alkohol enthält sechs OH-Gruppen pro Molekül.

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Oxidationsstraße

Die "Oxidationsstraße" beschreibt eine Reihe von Reaktionen, bei denen ein Alkanol schrittweise oxidiert wird.

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Schritt 2 der Oxidationsstraße: Alkanol → Alkanal/Alkanon

Das Alkanol wird zu einem Alkanal oder Alkanon oxidiert, was einem Aldehyd oder Keton entspricht.

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Schritt 3 der Oxidationsstraße: Alkanal → Alkansäure

Der Alkanal (Aldehyd) wird zu einer Alkansäure oxidiert.

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Schritt 4 der Oxidationsstraße: Alkansäure → CO2 + Rest

Die Alkansäure wird zu CO2 und einem Restmolekül oxidiert.

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SH-Gruppe (Thiol-/Sulfhydrylgruppe)

Eine Thiolgruppe (Sulfhydrylgruppe) ist eine funktionelle Gruppe, die aus einem Schwefelatom und einem Wasserstoffatom besteht.

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Funktionelle Gruppe

Eine chemische Gruppe, die an ein Kohlenstoffatom in einem organischen Molekül gebunden ist und dessen chemische und physikalische Eigenschaften beeinflusst.

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Methylgruppe

Eine Gruppe von Atomen, die an ein Kohlenstoffatom in einem Molekül gebunden ist.

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Hydroxylgruppe

Eine chemische Gruppe, die ein Sauerstoffatom und ein Wasserstoffatom enthält, und an ein Kohlenstoffatom eines organischen Moleküls gebunden ist.

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Carbonylgruppe

Eine Gruppe, die aus einem Kohlenstoffatom und einem Sauerstoffatom besteht, die doppelt gebunden sind.

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Carboxylgruppe

Eine chemische Gruppe, die ein Kohlenstoffatom, zwei Sauerstoffatome und ein Wasserstoffatom enthält.

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Thiolgruppe

Eine chemische Gruppe, die enthält ein Schwefelatom gebunden an ein Wasserstoffatom.

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Aminogruppe

Eine chemische Gruppe, die ein Stickstoffatom enthält, das an zwei Wasserstoffatome gebunden ist.

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Amidgruppe

Eine chemische Gruppe, die ein Kohlenstoffatom, ein Sauerstoffatom und ein Stickstoffatom enthält.

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Elektronegativität

Ein Mass für die Fähigkeit eines Atoms, in einer chemischen Bindung Elektronenpaare zu sich hinzuziehen.

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Faktoren, die die Elektronegativität beeinflussen

Die Elektronegativität eines Atoms hängt von seiner Kernladungszahl und seinem Atomradius ab.

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Trend der Elektronegativität: Periode

Innerhalb einer Periode im Periodensystem steigt die Elektronegativität von links nach rechts, da die Kernladungszahl zunimmt.

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Trend der Elektronegativität: Hauptgruppe

Innerhalb einer Hauptgruppe im Periodensystem nimmt die Elektronegativität von oben nach unten ab, da die Aussenelektronen auf weiter vom Kern entfernten Schalen kreisen.

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Polarität der Bindung

Je grösser die Differenz in der Elektronegativität zwischen den Bindungspartnern, desto polarer ist die Bindung.

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Faustregel für Bindungstypen

Eine Faustregel, um festzustellen, ob eine Bindung ionisch, polar kovalent oder unpolar kovalent ist.

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Besonderheit des Kohlenstoffs

Kohlenstoff ist in der 4. Hauptgruppe und hat deshalb dieselbe Tendenz, 4 Elektronen abzugeben oder aufzunehmen.

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lange Ketten zwischen C-Atomen

Kohlenstoff kann lange Ketten aus C-Atomen bilden, da er mit sich selbst kovalente Bindungen eingehen kann.

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Bindungsart und Elektronegativität

Die Art der Bindung zwischen zwei Atomen hängt von deren Elektronegativitätsunterschied ab.

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Ionische Bindung

Eine Bindung, die durch elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen entsteht.

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Alkanderivate

Verbindungen, die sich von Alkanen durch den Austausch eines oder mehrerer Wasserstoffatome gegen andere funktionelle Gruppen unterscheiden.

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Methan (CH4)

Methan ist eine Verbindung mit einem Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen (CH4). Die Bindungen zwischen den Atomen sind unpolar, da der Elektronegativitätsunterschied zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff gering ist (0.3).

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Delokalisierte Bindung

Eine delokalisierte Bindung tritt in Ringmolekülen auf, die abwechselnd Einfach- und Doppelbindungen aufweisen. Die Elektronen in den Doppelbindungen sind nicht lokalisiert, sondern verteilen sich über den gesamten Ring.

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Alkane

Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, d.h. sie enthalten nur Einfachbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen. Ihre allgemeine Summenformel lautet CnH2n+2.

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Alkylrest

Der Alkylrest wird aus einem Alkan abgeleitet, indem ein Wasserstoffatom entfernt wird. Er wird oft mit einem 'R' abgekürzt und als Substituent in anderen organischen Verbindungen verwendet.

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Methyl-Rest

Methyl ist der kleinste Alkylrest. Er besteht aus einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen (CH3).

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Ethyl-Rest

Ethyl ist ein Alkylrest, bestehend aus zwei Kohlenstoffatomen und fünf Wasserstoffatomen (CH2-CH3).

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Skelettformeln von Alkanen

Skelettformeln von Alkanen werden vereinfacht dargestellt, indem die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome nicht explizit gezeichnet werden. Die Kohlenstoffatome werden durch Eckpunkte und die Wasserstoffatome durch Striche an den Eckpunkten dargestellt.

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Study Notes

Lernziele

  • Die Studierenden können den Begriff Elektronegativität und seine Bedeutung bei der Entstehung verschiedener Bindungsarten erklären und daraus beispielhaft die Bindungsart von Molekülen ableiten.
  • Sie können die ersten zehn Alkane benennen und Derivate daraus ableiten.
  • Die Studierenden kennen die wichtigsten funktionellen Gruppen im Stoffwechsel.
  • Sie können die Begriffe Oxidation und Reduktion erklären und anwenden.
  • Die Studierenden kennen die Oxidationszahlen von biologisch wichtigen Atomen und können sie in Verbindungen berechnen.
  • Sie können Beispiele von einfachen Verbindungen mit den wichtigsten funktionellen Gruppen nennen und ihre Struktur erklären.

Besonderheit des Kohlenstoffs

  • Kohlenstoff gehört zur 4. Hauptgruppe des Periodensystems.
  • Er hat die gleiche Affinität, sowohl Elektronen abzugeben als auch aufzunehmen, und richtet sich nach seinem Bindungspartner.
  • Er kann deshalb lange Ketten zwischen C-Atomen bilden.

Was bedeutet Elektronegativität (EN)?

  • Elektronegativität ist ein relatives Mass für die Fähigkeit eines Atoms, in einer chemischen Bindung Elektronenpaare zu sich zu ziehen.
  • Sie hängt von der Kernladung und dem Atomradius ab.
  • Im Periodensystem nimmt die Elektronegativität innerhalb einer Periode von links nach rechts zu und innerhalb einer Hauptgruppe von oben nach unten ab.
  • Der Unterschied in der Elektronegativität der Bindungspartner bestimmt die Polarität der Bindung.
  • Die relative Zahl der Elektronegativität liegt im Bereich von ca. 0.9 bis ca. 4.0.

Repetition Bindungsarten

  • Die Art der Bindung hängt vom Bindungspartner und dessen Elektronegativität im Verhältnis zum anderen Partner ab.

Was ist eigentlich Elektronegativität (EN)?

  • Elektronegativität ist ein relatives Mass für die Fähigkeit eines Atoms, in einer chemischen Bindung Elektronenpaare zu sich zu ziehen.
  • Sie ist abhängig von der Kernladung (Anzahl der Protonen) und dem Atomradius (Entfernung der Außenelektronen vom Kern).
  • Im Periodensystem nimmt die Elektronegativität innerhalb einer Periode von links nach rechts zu und innerhalb einer Hauptgruppe von oben nach unten ab.
  • Je größer der Unterschied in der Elektronegativität der Bindungspartner, desto polarer ist die Bindung.

Ionische Bindung, polare oder unpolare kovalente Bindung?

  • Faustformel zur Unterscheidung von Bindungstypen:
    • ΔEN ≥ 1.7: Ionische Bindung
    • ΔEN > 0.5 bis 1.6: Polare kovalente Bindung
    • ΔEN 0 bis 0.5: Unpolare kovalente Bindung

Elektronegativitätswerte von in der Biochemie wichtigen Atomen

  • Tabellen mit den Elektronegativitätswerten verschiedener Atome.

Polare vs. unpolare kovalente Bindung

  • Polare kovalente Bindung: Die Partner teilen sich die gemeinsamen Elektronen ungleichmäßig. Wasser ist ein Beispiel.
  • Unpolare kovalente Bindung: Die Valenzelektronen werden von beiden Partnern gleich stark angezogen. Methan ist ein Beispiel.

Reaktionen von O-haltigen Verbindungen untereinander

  • Beispiele der Reaktionen von Alkoholen, Säuren, Ethern, Estern und Säureanhydriden.

Schwefelhaltige funktionelle Gruppen

  • Thiole, Disulfide, Thioether und Thioester.

Stickstoffhaltige funktionelle Gruppen

  • Aminogruppe (primär, sekundär, tertiär, quartär).
  • Säureamidgruppe (Glutamat, Glutamin).

Die Peptidbindung

  • Die Peptidbindung ist ein Spezialfall der Säureamidbindung. Sie entsteht durch die Reaktion von zwei Aminosäuren.

Allgemeine Informationen zu den Inhalten

  • Überblick über die Themen der Vorlesung „Grundlagen für die Biochemie 2“.
  • Lernziele zur Biochemie.
  • Besonderheiten des Kohlenstoffs.
  • Elektronegativität und ihre Bedeutung.
  • Diverse Bindungstypen und die beteiligten Atome.
  • Reaktionen von organischen Verbindungen.
  • Funktionelle Gruppen.
  • Aufgaben und Videos als Lernhilfen.

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