Was haben "konj. Doppelbindungssysteme" mit der Photosynthese zu tun?

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2 Antworten

Die π-Elektronen einer Doppelbindung in der Mitte einer längeren Kette können sich auch ein wenig über die benachbarten Einzelbindungen ausbreiten.

Konjugierte Doppelbindungen erlauben den Elektronen, sich über die Strecke von 4 C-Atomen oder mehr auszubreiten. Je mehr konjugierte Doppelbindungen hintereinander liegen, desto länger wird die Strecke, die die Elektronen zur Verfügung haben.

(Kumulierte - also direkt aufeinander folgende Doppelbindungen tragen hierzu nichts bei, da die Ebenen aufeinanderfolgender Doppelbindungen senkrecht aufeinander stehen und deshalb ihre Elektronen nicht austauschen können.)

Eine längere Kette von konjugierten Doppelbindungen erlaubt den Elektronen, sich eine längere Strecke zu bewegen, ähnlich wie ein Metalldraht dies den Elektronen erlaubt. Und wie ein Metalldraht geeigneter Länge für Radiowellen als Antenne wirkt, so wirkt ein Kettenmolekül mit mehreren konjugierten Doppelbindungen als Antenne für elektromagnetische Strahlung - wegen der viel geringeren Länge der Moleküle natürlich für elektromagnetische Strahlung viel geringerer Wellenlänge.

Bei kürzeren Ketten kann diese Antenne UV-Licht einfangen, bei längeren Ketten violettes bis blaues Licht (rote, orange und gelbe Carotinoide), und bei noch längeren Ketten noch langwelligeres Licht, bis zum roten Licht beim grünen Chlorophyll.

Die eingefangene Lichtenergie wird durch geeignete Gruppen im Molekül in chemische Energie umgewandelt und so für die Pflanze nutzbar gemacht.

Wenn unsere Sonne auch die meiste Energie im gelbgrünen Bereich abstrahlt, so strahlt sie doch im roten Bereich die meisten Photonen (Lichtquanten) aus. Und weil typischen Energien chemischer Reaktionen einzelner Moleküle in der Größenordnung der Photonenenergien sichtbaren Lichts liegen, ist es anscheinend günstiger, möglichst viele Lichtquanten statt möglichst viel Gesamtenergie einzufangen.

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Kommentar von NiklasKarelli
26.05.2016, 10:35

Ich kann es nicht fassen dass ich in der 11. Klasse so etwas verstehen muss

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Kommentar von NiklasKarelli
26.05.2016, 10:43

Was sind Pi-Elektronen?

"Je mehr konjugierte Doppelbindungen hintereinander liegen" Also damit meinst du: Je länger es einfach-doppel-einfach-doppel ist, oder?

Machen direkt aufeinanderfolgende alles kaputt oder helfen die einfach nur nicht weiter?

Wo du von den Antennen redest, die fangen ja kurzwelligeres Licht ein als die Farben in denen wir sie sehen, also geben die längerwelliges Licht wieder raus, oder? Ist das Brechung?

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Kommentar von NiklasKarelli
26.05.2016, 10:51

Ach so und "Die eingefangene Lichtenergie wird durch geeignete Gruppen im Molekül in chemische Energie umgewandelt" Sind damit Lichtsammelfallen gemeint?

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Anscheinend sollst du Sachen verstehen, die du nicht verstehen kannst.
Wobei offen bleibt, wo der Fehler liegt.

Konjugierte π-Bindungen setzen nun mal π-Bindungen voraus.
Auf der Sach- und auf der Verständnisebene.

Schau dir einfach mal das Benzol an, und vor Allem die Energieniveaus der π-Orbitale.

Kleiner Tipp: Wenn etwas lange her ist, sollte man alles vergessen, außer

  • dem Gefühl "da was doch was"
  • der Erinnerung "da hab ich doch noch irgendwo Zettel zu"
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