Chemie.

Präsentation zum Thema: "Chemie."—  Präsentation transkript:

1 Chemie

2 Chemie ist… Wissenschaft von den (Grund-)Elementen, ihren Eigenschaften und ihren Verbindungen

3 Heute am Programm: Anorganische Chemie (2h) Organische Chemie (2h)
Atombau Bindungsarten Säuren und Basen Organische Chemie (2h) Funktionelle Gruppen Proteine Kohlenhydrate Experimente und Präsentationen (2h)

4 Was ist ein Atom? Chemisch nicht teilbar  (griechisch ἄτομος‚ unteilbar) Kleinsten Teilchen der Elemente Durchmesser ungefähr ein Zehnmillionstel Millimeter

5 Atombau Protonen (positiv) Kern Neutronen (nicht geladen)
Elektronen (negativ) Kern Äußere Schalen, bewegt,

6 Der Rutherford´sche Streuversuch

7 Kernteilchen und ihre Eigenschaften
Name Ort Ladung Bewegung (ja/nein) Masse (ja/nein)

8 Kernteilchen und ihre Eigenschaften
Name Ort Ladung Bewegung (ja/nein) Masse (ja/nein)  Protonen Kern Positiv Nein Ja  Neutronen Keine  Elektronen Schalen/Orbitale Negativ

9 Periodensystem der Elemente
Atome eines Elements haben die gleiche Protonenzahl Können sich aber in den Neutronen unterscheiden Isotope

10 Elektronenkonfiguration
Anzahl der Protonen= Anzahl der Elektronen 18 Elektronen 2 Elektronen 8 Elektronen

11 Beispiele Wasserstoff Chlor Protonenzahl= Elektronenzahl Massenzahl=
Protonen+ Neutronen

12 Jetzt ihr!

13 Periodensystem der Elemente

14 Flammenfärbung Vaenzelektronen werden in höhere Schale gehoben und springen zurück Dabei geben sie Energie (Licht) ab Charakteristisch für ein Element

15

16 Welche 4 Aussagen sind richtig?
Elektronen sind für die Masse eines Atoms verantwortlich Nur Protonen sind für die Masse eines Atoms verantwortlich Je mehr Neutronen, desto stabiler ist ein Atom Elektronen kreisen um den Atomkern Elektronen und Protonen sind ungefähr gleich groß Neutronen und Protonen haben eine Masse Der Kern macht volumsmäßig den Großteil eines Atoms aus Die Anzahl der Elektronen eines Atoms lässt sich aus dem Periodensystem ablesen Isotopen unterscheiden sich durch ihre Masse Es gibt immer gleich viele Neutronen wie Protonen Atome kann man nicht teilen Isotopen unterscheiden sich durch ihre Ordnungzahl Die Massenzahl eines chemischen Elements ist immer eine ganze Zahl Die Ladungen sind gleichmäßig über das ganze Atom verteilt

17 Diese 4 Aussagen sind richtig?
Elektronen sind für die Masse eines Atoms verantwortlich Nur Protonen sind für die Masse eines Atoms verantwortlich Je mehr Neutronen, desto stabiler ist ein Atom Elektronen kreisen um den Atomkern Elektronen und Protonen sind ungefähr gleich groß Neutronen und Protonen haben eine Masse Der Kern macht volumsmäßig den Großteil eines Atoms aus Die Anzahl der Elektronen eines Atoms lässt sich aus dem Periodensystem ablesen Isotopen unterscheiden sich durch ihre Masse Es gibt immer gleich viele Neutronen wie Protonen Atome kann man nicht teilen Isotopen unterscheiden sich durch ihre Ordnungzahl Die Massenzahl eines chemischen Elements ist immer eine ganze Zahl Die Ladungen sind gleichmäßig über das ganze Atom verteilt

18 Chemische Bindungen Jedes Atom will eine volle äußere Schale haben (Oktettregel) Gehen Atome Bindungen ein, entstehen Moleküle

19 Ionische Bindung Ein Atom gibt ein Elektron ab,
Das andere nimmt ein Elektron auf Dabei entstehen geladene Ionen

20 Eigenschaften von Salzen
Hart, spröde Sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte Lösungen leiten elektrischen Strom

21 Kovalente Bindung Die Valenzelektronen werden geteilt
Elektronenverteilung hängt von der Elektronegativität ab

22 Eigenschaften kovalenter Bindungen
Variieren stark Starke Bindungen, können aber durch chemische Reaktionen aufgebrochen werden

23 Metallische Bindung Positive Atomrümpfe Delokalisierte Elektronenwolke

24 Eigenschaften von Metallen
Elektrisch leitfähig Biegbar Glänzend

25 Wasserstoffbrückenbindung
Schwächer als kovalente Bindungen Wirken zusammen Bestimmen die Struktur großer Moleküle

26 Welche 8 Aussagen sind richtig?
Zwischen Metallen bildet sich eine kovalente Bindung Bei der kovalenten Bindung wird ein Elektronenpaar geteilt Ein Salz ist als Kristall ein schlechter elektrischer Leiter, als Lösung oder Schmelze jedoch ein guter Bei der Ionenbindung bleiben die chemischen Eigenschaften eines Elements (z.B Reaktionsfreudigkeit) unverändert. Salze bestehen aus Ionen Bei der Ionenbindung entsteht aus Metall und Nichtmetall ein Salz Die elektrische Leitfähigkeit von Metallen steigt mit der Temperatur Ein Ion bildet sich durch Abgabe/Aufnahme eines Elektrons Eine Wasserstoffbrückenbindung ist eine sehr starke chemische Bindung Bei der Metallbindung liegen die Elektronen als freie Wolke (delokalisiert) vor und werden von allen Atomen geteilt Wasserstoffbrückenbindungen stabilisieren die Struktur großer Moleküle Alle Ionen sind Salze Kovalente Bindungen können nur mit extremem Energieaufwand aufgebrochen werden Bei der Ionenbindung wird ein Elektronenpaar geteilt Die meisten Reaktionen in der (Bio-)chemie basieren auf Veränderungen kovalenter Bindungen

27 Diese 8 Aussagen sind richtig?
Zwischen Metallen bildet sich eine kovalente Bindung Bei der kovalenten Bindung wird ein Elektronenpaar geteilt Ein Salz ist als Kristall ein schlechter elektrischer Leiter, als Lösung oder Schmelze jedoch ein guter Bei der Ionenbindung bleiben die chemischen Eigenschaften eines Elements (z.B Reaktionsfreudigkeit) unverändert. Salze bestehen aus Ionen Bei der Ionenbindung entsteht aus Metall und Nichtmetall ein Salz Die elektrische Leitfähigkeit von Metallen steigt mit der Temperatur Ein Ion bildet sich durch Abgabe/Aufnahme eines Elektrons Eine Wasserstoffbrückenbindung ist eine sehr starke chemische Bindung Bei der Metallbindung liegen die Elektronen als freie Wolke (delokalisiert) vor und werden von allen Atomen geteilt Wasserstoffbrückenbindungen stabilisieren die Struktur großer Moleküle Alle Ionen sind Salze Kovalente Bindungen können nur mit extremem Energieaufwand aufgebrochen werden Bei der Ionenbindung wird ein Elektronenpaar geteilt Die meisten Reaktionen in der (Bio-)chemie basieren auf Veränderungen kovalenter Bindungen

28 Säuren und Basen

29 Definition nach Arrhenius
Säuren geben Protonen (H +) ab HCl+ H2O -> H+ + Cl - Basen geben OH - ab NaOH+ H2O -> Na+ + OH -

30 Definition nach Brönsted
Säuren geben H+ ab, Basen nehmen H + auf Wasser kann als Base wirken und wird zu H3O+ Beispiel: Ammoniak (NH3)

31 Neutralisation von Säuren
X-H + Y-OH -> Y+X- und H2O Salz und Wasser entstehen

32 Lückentext Säuren sind als Substanzen definiert, die in Wasser ……………….. abgeben. Der Molekülrest ist danach ……………..……. geladen. Für Basen gibt es zwei Definitionen sie können ………………..…. abgeben oder ………….…… aufnehmen. Wenn eine Säure mit einer Base reagiert, entstehen …………..…. und ……… Eine kovalente Bindung tritt dabei nur bei der Bildung von …………….. auf.

33 Lückentext Säuren sind als Substanzen definiert, die in Wasser Protonen (H+) abgeben. Der Molekülrest ist danach negativ geladen. Für Basen gibt es zwei Definitionen sie können Hydroxylionen (OH-) abgeben oder Protonen (H+) aufnehmen. Wenn eine Säure mit einer Base reagiert, entstehen Salz und Wasser Eine kovalente Bindung tritt dabei nur bei der Bildung von Wasser auf.

34 Starke und schwache Säuren
Unterscheiden sich im Dissoziationsgrad (= wie stark zerfallen) Essigsäure in Wasser 99% Essisäure und 1% H+ und Acetat Salzsäure in Wasser 1% Salzsäure und 99% H + und Chlorid

35

36 Mehrprotonige Säuren Manche Säuren können mehr als ein Proton abgeben
z.B: Schwefelsäure, Phosphorsäure Jede Stufe hat eine eigene Säurestärke

37 Der pH Wert Sauer (<7), neutral (7) oder basisch (>7)
Faktor 10 (Logarithmus) zwischen den Zahlen pH+ pOH= 14

38 10er Potenzen H+ Konzentration [mol/L] 10er Potenz Schreibweise pH
0, 10^-7 7 0,000001 10^-6 6 0,00001 10^-5 5 0,0001 10^-4 4 0,001 10^-3 3 0,01 10^-2 2 0,1 10^-1 1 10^0

39

40 Welche 6 Antworten sind richtig?
Je saurer eine Lösung ist, desto höher ist ihr pH Ein pH von 7 ist neutral Jede Säure ist für den menschlichen Körper gefährlich Essigsäure ist eine starke Säure Von einem pH Wert auf den nächsten verzehnfacht sich die jeweilige H+ bzw. OH- Konzentration Schwache Säuren dissoziieren (zerfallen) in Wasser vollständig Nur Stoffe, die eine OH Gruppe enthalten können eine Base sein Säuren können auch mehr als ein Proton abgeben Ein pH über 7 ist basisch Mit einem Molekül Säure kann man immer ein Molekül Base neutralisieren Man bezeichnet die pH Wert Skala als logarithmisch Von einem pH Wert auf den nächsten verdoppelt sich die jeweilige H+ bzw. OH- Konzentration Salzsäure ist eine starke Säure

41 Welche 6 Antworten sind richtig?
Je saurer eine Lösung ist, desto höher ist ihr pH Ein pH von 7 ist neutral Jede Säure ist für den menschlichen Körper gefährlich Essigsäure ist eine starke Säure Von einem pH Wert auf den nächsten verzehnfacht sich die jeweilige H+ bzw. OH- Konzentration Schwache Säuren dissoziieren (zerfallen) in Wasser vollständig Nur Stoffe, die eine OH Gruppe enthalten können eine Base sein Säuren können auch mehr als ein Proton abgeben Ein pH über 7 ist basisch Mit einem Molekül Säure kann man immer ein Molekül Base neutralisieren Man bezeichnet die pH Wert Skala als logarithmisch Von einem pH Wert auf den nächsten verdoppelt sich die jeweilige H+ bzw. OH- Konzentration Salzsäure ist eine starke Säure

42 Oxidation und Reduktion
Rosten von Eisenteilen Batterien Biologische Stoffwechselprozesse

43 Redoxreaktionen Oxidation = Elektronenabgabe
Reduktion = Elektronenaufnahme Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der ein Reaktionspartner Elektronen auf den anderen überträgt. Hierbei finden also eine Elektronenabgabe durch einen Stoff sowie eine Elektronenaufnahme statt

44 Anode und Kathode

45 Redoxprozesse Elektronenaufnahme Elektronenabgabe Anode Kathode
Elektronenaufnahme Elektronenabgabe Anode Kathode Oxidation Reduktion

46 Redoxprozesse Merksatz: In Oxford sind die Elektronen fort
Elektronenaufnahme Elektronenabgabe Anode Kathode Oxidation  x Reduktion Merksatz: In Oxford sind die Elektronen fort

47 Organische Chemie

48 Kohlenstoff Baut organische Materie auf Hat in Summe immer 4 Bindungen
Kann 1-, 2- und 3-fach Bindungen eingehen

49 Kohlenstoff

50 Einfach, Zweifach und Dreifachbindung
Alkan Alken Alkin

51

52 Was wir heute besprechen

53 Priorität der funktionellen Gruppen

54 Priorität der funktionellen Gruppen II

55 IUPAC Regeln Längste Kohlenwasserstoffkette mit der funktionellen Gruppe der höchsten Priorität bestimmen Die Anzahl der Kohlenstoffatome (Alkan, Alken, Alkin oder En-in) ergibt den Stammnamen Funktionelle Gruppe wird als Endsilbe angehängt Z.B Hex-3-en Oktan

56 Seitenketten Funktionelle Gruppe der höchsten Priorität = niedrigste Positionsziffer Gibt es keine (oder sie ist in der Mitte), wird so nummeriert dass die Summe der Positionsziffern aller anderen Substituenten möglichst klein ist

57 Trivialnamen Abkürzungen oder wurden auf der Grundlage von Eigenschaften der Stoffe, deren Vorkommen, als Erinnerung an deren Entdecker gebildet oder sie wurden aus ursprünglichen Warenzeichen übernommen Viele systematische Namen sind sehr lang und kompliziert Beispiel: Aminosäuren

58

59 Alkane

60 Eigenschaften Unpolar, nicht wasserlöslich
Anziehungskräfte zwischen den Molekülen eines Alkans sehr schwach Niedrige Schmelz- und Siedepunkte Geringe Viskosität und Dichte Sehr reaktionsträge

61 Nomenklatur Seitenkette: -yl Alkan: -an Alken: -en Alkin: -in

62 Alkene Enthalten eine C=C Doppelbindung
Ungesättigte Kohlenwasserstoffe

63 Alkene Eine oder mehrere Doppelbindungen zwischen zwei Kohlenstoffatomen. können sich dabei an beliebiger Position befinden ungesättigte Verbindungen Kommen in kleinen Mengen im Erdöl vor, in der Natur werden sie als Signalstoffe verwendet Alkene bilden eine homologe Reihe mit der allgemeinen Summenformel CnH2n beginnend mit dem Ethen

64 Eigenschaften Die Alkene sind von Ethen (C2H4) bis Buten (C4H8) gasförmig und damit leichtflüchtig Von C5 bis C15 sind die Alkene flüssig > C15 sind Alkene fest In Wasser sind Alkene unlöslich, sie verbrennen mit rußender Flamme

65 cis-trans (Z/E) Isomerie
Doppelbindung ist nicht frei drehbar, daher kommt es zu cis-trans (Z/E) Isomerie Z= Zusammen E= Entgegen

66 Ermittle die Formel des jeweiligen Alkans und Alkens (C1-C6) durch Anwenden der allgemeinen Summenformel Anzahl der Kohlenstoffe (n) Formel des Alkans Name Formel des Alkens 1 2 3 4 5 6 Alkane: CnH2n+2 Alkene:CnH2n

67 Ermittle die Formel des jeweiligen Alkans und Alkens (C1-C6) durch Anwenden der allgemeinen Summenformel Anzahl der Kohlenstoffe (n) Formel des Alkans Name Formel des Alkens 1 CH4  Methan  / 2 C2H6  Ethan C2H4 Ethen  3 C3H8  Propan C3H6 Propen 4 C4H10  Butan C4H8 Buten 5 C5H12  Pentan C5H10 Penten 6 C6H14  Hexan C6H12 Hexen Alkane: CnH2n+2 Alkene:CnH2n

68 Amine=Organische Verbindungen des Ammoniaks (NH3)

69 Alkohole

70 Alkohole Funktionelle Gruppe= eine oder mehrere Hydroxy-Gruppen (OH-Gruppen) Primärer, sekundärer und tertiärer Alkohol

71 Physikalische Eigenschaften
Werden wesentlich von der OH-Gruppe bestimmt Schwach sauer und bildet mit elementarem Natrium Salze Die hohe Elektronegativität des Sauerstoffs führt zu einer Polarisierung der C-O- und der O-H-Bindung und damit zu einem hohen Dipolmoment Kurzkettige Alkohole sind (teils unendlich) in Wasser löslich

72 Ether

73 Allgemeines Veraltet Äther
Funktionelle Gruppe: Sauerstoffatom mit zwei organischen Resten (R1–O–R2) In der Umgangssprache bezeichnet Ether oft auch den Diethylether (H5C2O–C2H5), einen der wichtigsten und einfachsten Ether. Ether kommen in der Natur vor allem in etherischen Ölen vor

74 Eigenschaften Großer Unterschied zu den Eigenschaften der entsprechenden Alkohole mit ähnlichem Molekulargewicht. besitzen keine O-H-Protonen bilden keine stabilen Wasserstoff-Brücken aus. Die Schmelz- und Siedepunkte der Ether sind daher erheblich niedriger als die der vergleichbaren Alkohole. Die hohe Elektronegativität des Sauerstoffs bestimmt jedoch ähnlich wie bei den Alkoholen wesentlich die Eigenschaften der Ether.

75 Carbonylverbindungen

76 Wichtige Verbindungen mit Carbonylkohlenstoff
Aldehyde Ketone Säurederivate Ester Amide (Säurehalogenide, Anhydride,..)

77 Allgemeines Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindung als Baugruppe
C=O-Gruppe: Carbonyl-Gruppe Die Bindungswinkel zwischen den benachbarten Atomen betragen im Idealfall jeweils 120° Durch das elektronegativere Sauerstoff-Atom ist die Bindung stark polarisiert (Positivierung des Carbonyl-C-Atoms)

78 Ordne die Verbindungen den Gruppen zu
OH Aldehyd/Keton C=O Alkohol COOH Amin NH2 Ether C-O-C Carbonsäure

79 Ordne die Verbindungen den Gruppen zu
OH Aldehyd/Keton C=O Alkohol COOH Amin NH2 Ether C-O-C Carbonsäure

80 Aromatische Verbindungen

81 Benzol Ist ein Aromat Cyclische Verbindung 6 Kohlenstoffatome
Delokalisierte Elektronen Grundgerüst der Aromaten

82 Welche 12 Antworten sind richtig?
Ether sind reaktiver als Alkohole Organische Säuren können Protonen abgeben Alkene bilden durch die starre Doppelbindung cis und tran (Z/E) Isomere Ein primäres Amin hat nur eine organische Kette an den Stickstoff gebunden Die Elektronen werden in Aldehyden vom Sauerstoff stärker zu sich gezogen Es gibt quarternäre Alkohole und Amine Alkohole sind durch ihre Hydroxygruppe besser in Wasser löslich als Alkane Benzol ist eine aromatische Verbindung Die Säurestärke organischer Säuren nimmt mit der Kettenlänge zu Bei Ketonen ist die Carbonylgruppe in der Mitte der Kette Bei verzweigten Alkanen trägt die Seitenkette die Endung -yl Der basische Charakter eines tertiären Amins ist stärker als der eines primären Amins Alkohole können durch Abspaltung der OH Gruppe als Base wirken Carbonsäuren können gesättigt oder ungesättigt vorkommen Amine sind organische Verbindungen des Ammoniaks Ether bilden Wasserstoffbrücken aus Die Elektronen liegen beim Benzolring delokalisiert vor

83 Welche 12 Antworten sind richtig?
Ether sind reaktiver als Alkohole Organische Säuren können Protonen abgeben Alkene bilden durch die starre Doppelbindung cis und tran (Z/E) Isomere Ein primäres Amin hat nur eine organische Kette an den Stickstoff gebunden Die Elektronen werden in Aldehyden vom Sauerstoff stärker zu sich gezogen Es gibt quarternäre Alkohole und Amine Alkohole sind durch ihre Hydroxygruppe besser in Wasser löslich als Alkane Benzol ist eine aromatische Verbindung Die Säurestärke organischer Säuren nimmt mit der Kettenlänge zu Bei Ketonen ist die Carbonylgruppe in der Mitte der Kette Bei verzweigten Alkanen trägt die Seitenkette die Endung -yl Der basische Charakter eines tertiären Amins ist stärker als der eines primären Amins Alkohole können durch Abspaltung der OH Gruppe als Base wirken Carbonsäuren können gesättigt oder ungesättigt vorkommen Amine sind organische Verbindungen des Ammoniaks Ether bilden Wasserstoffbrücken aus Die Elektronen liegen beim Benzolring delokalisiert vor

84 Biochemie

85 Carbonsäuren Funktionelle Gruppe: COOH
Carboxy-Gruppe(veraltet auch Carboxyl-Gruppe).  Gesättigte Carbonsäuren ohne Doppelbindungen im Kohlenstoffgerüst werden Alkansäuren genannt. Die Namen werden nach dem Grundgerüst vergleichbarer Alkane gebildet Endung: -säure  Bauen Fett-Moleküle auf -> Fettsäuren

86 Säurewirkung Die Säurewirkung der Carbonsäuren beruht auf einer Säure-Base-Reaktion. Ein Proton (H+) der Carboxy-Gruppe kann aufgrund der hohen Polarität leicht abgegeben werden. Je länger die Kette, desto schwächer die Säurestärke

87 Fettsäuren Langkettige Carbonsäuren Sehr schwach sauer
Besitzen die Carbonsäuren in ihrer Kohlenstoff-Kette mindestens eine Doppelbindung, handelt es sich um ungesättigte Fettsäuren. Beispielsweise bei der Ölsäure oder der Linolsäure.

88 Eigenschaften von Fetten
Stark unpolar (langkettige Alkane), daher nicht wasserlöslich Fettsäureester mit Glycerin

89

90 Schmelzpunkt von Fetten
Ungesättigte Fettsäuren haben einen niedrigeren Schmelzpunkt, da die Doppelbindungen zu einem Knick in der Molekülkette führen und die Moleküle nicht mehr so dicht gepackt werden können. Dadurch sind die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Ketten schwächer. Bei der Fetthärtung werden ungesättigte Fettsäuren in gesättigte umgewandelt, die Schmelzpunkte steigen dadurch.  

91 Härtung von Fetten + Wasserstoff + Katalysator
Doppelbindungen gehen auf

92 Polymere Aufbau aus großen Kettenmolekülen aus kleineren Einheiten
Materialeigenschaften stark verschieden

93 Herstellung Aus Monomeren (Bausteinen aufgebaut)
Verknüpfung durch Aufbrechen chemischer Bindungen Beispiel: Kunststoffe oder Biopolymere

94 Fragen zu Fetten Woraus sind Fette aufgebaut? Was passiert beim Härten von Fetten (Herstellung von Magarine)? Welche Bindungen reagieren dabei mit Wasserstoff Welchen Einfluss hat das auf die Wechselwirkugen zwischen den Ketten und dadurch auf den Schmelzpunkt?

95 Was sind Proteine?

96 Biologische Funktionen
Transportproteine    Hormone                   Antikörper (Immunglobuline) Strukturproteine       Membranproteine    Speicherproteine      Enzyme                      Toxine                         

97 Aufbau Aus Aminosäuren
20 biogene Aminosäuren Sind über eine Peptidbindung miteinander verknüpft Amidbindung Bilden eine dreidimensionale Struktur aus Wichtig für die biologischen Funktionen

98 Die 20 biogenen Aminosäuren

99 Die Peptidbindung

100 Struktur von Proteinen
Primärstruktur: Aminosäurensequenz Sekundärstruktur: Alpha Helix und Beta Faltblatt Tertiärstruktur: räumliche Anordnung des gesamten Proteins durch Disulfidbrücken Quarternärstuktur: Bindung zwischen Untereinheiten z.B: Insulin oder Hämoglobin

101 Ladung der Aminosäuren

102 Ladungszustand von Aminosäuren

103 Elektrophorese Je nachdem, welcher pH-Wert herrscht, liegen die Anteile der verschieden geladenen Molekülformen einer Aminosäure in einer wässrigen Lösung vor. Verschiedene Proteine können aufgrund ihrer Gesamtladung und Größe im elektrischen Feld aufgetrennt werden

104 Was geschieht bei der Zugabe von Säuren bzw
Was geschieht bei der Zugabe von Säuren bzw. Basen mit den zwei funktionellen Gruppen der Aminosäure und welche Ladung nehmen sie dann ein?

105 Welche 11 Antworten sind richtig?
Proteine werden aus den selben Basen aufgebaut wie DNA Bei Zugabe einer Säure wird eine Aminosäurepositiv geladen Proteine werden aus 20 biogenen Aminosäuren aufgebaut Die korrekte 3-dimensionale Faltung ist für die Funktion eines Proteins wichtig Bei Zugabe einer Base wird eine Aminosäure negativ geladen Die Aminosäuren sind durch eine Peptidbindung miteinander verknüpft Die nicht-kovalente Wechselwirkung von Untereinheiten nennt man Quarternärstruktur Bei Zugabe einer Säure wird eine Aminosäure negativ geladen Eine wichtige Funktion von Proteinen ist der Energiespeicher in der Leber (Glykogen) Die ß-Helix ist eine wichtige Sekundärstruktur in Proteinen Aminosäuren haben zwei (oder mehr) funktionelle Gruppen Bei Zugabe einer Base wird eine Aminosäure positiv geladen Auch in der Proteinsequenz weit entfernte Aminosäuren können miteinander Bindungen eingehen Man nennt Aminosäuren auch zwitterionisch Protein= Eiweiß Die Sekundärstruktur entspricht der Aminosäurensequenz Die α-Helix ist eine wichtige Sekundärstruktur in Proteinen

106 Kohlenhydrate

107 Funktionen der Kohlenhydrate
Kohlenhydrate (Saccharide) machen gemeinsam mit Fetten (Lipiden) und Eiweißen (Proteinen) den quantitativ größten verwertbaren Anteil der Nahrung aus Zentrale Rolle als Energieträger im Organismus Produkt der Photosynthese

108 Monosaccharide Chemisch handelt es sich um mehrwertige Alkohole mit einer Carbonyl-Funktion. Aldosen (Zuckermoleküle mit Aldehyd-Funktion) Ketosen (Zuckermoleküle mit Keton-Funktion) liegen entweder offenkettig oder aber als sogenannte cyclische Halbacetale vor.

109 Aldosen und Ketosen Glukose (Aldose) Fructose (Ketose)

110 Verknüfung von Kohlenhydraten

111 Disaccharide Kondensationsreaktion
Verknüpfung von zwei Monosacchariden unter gleichzeitiger Abspaltung von Wasser glyko­sidische Bindung Das bekannteste Disaccharid ist der Haushaltszucker Saccharose oder Sucrose

112 Polysaccharide In gleicher Art und Weise können mehrere Monosaccharide über eine glykosidische Bindung miteinander verknüpft werden. Werden mehr als 10 Monosaccharide zu einem Polymer verknüpft, spricht man von einem Polysaccharid (auch Mehrfachzucker oder Vielfachzucker) Glycogen, Stärke, Pektine, Chitin und Cellulose Schleimstoffe, Reservestoffe und Nährstoffe. Stärkemoleküle bauen sich aus D-Glucose-Einheiten auf, welche über glykosidische Bindungen miteinander verknüpft sind.

113 In der Zahnmedizin Für Karies sind in der Mundhöhle vorkommende Bakterien verantwortlich, welche sich auf den Zahnhartgeweben Zahnschmelz und Dentin als Beläge (Plaques) festsetzen Dextrane sind (klebrige) Polysaccharide Bauen sich aus Glukosebausteinen auf Erhöhen das Haftvermögen der Plaque-Bakterien (Streptokokken) am Zahn Wandeln Zucker zu Säuren um, welche für die Entkalkung der harten Zahnsubstanz verantwortlich sind. Vermeidung der Belagsbildung und Mineralisierung der Zähne!!