Wozu muss man in der Chemie wissen, was auf molekularer Ebene abläuft?
Warum genügt es nicht, mit dem Auge beobachtbare Experimente durchzuführen?
Man könnte ja auch so sich die Reaktionen und Eigenschaften notieren und das war´s. Wozu all die Vorgänge auf Molekülebene kennen?
Welchen Vorteil haben (unter anderem) Chemiker davon?
5 Antworten
Sehr interessante Frage, was sich auch in den Antworten meiner "Kollegen" wiederspiegelt. Ich beleuchte einen Aspekt: In der organischen Chemie, wo durch Reaktionen sehr komplizierte Moleküle entstehen, ist es notwendig zu verstehen, was molekularer Ebene passiert. Diese Kenntnisse ermöglichen sogar Moleküle maßgeschneidert zu designen. Stichwort 'Syntheseplanung' und 'Reaktionsmechanismus'. Gerade die genaue Kenntnisse der Molekülsymmetrie erklärt viel Prozesse.
Es geht ja nicht nur ums Beobachten, sondern ums Verstehen.
Nur wenn du weißt, weshalb etwas kaputt geht, kannst du versuchen, das beim nächsten Mal zu verhindern.
Nur wenn du verstehst, weshalb weshalb chemische Reaktionen so ablaufen, wie sie es tun, kannst du versuchen, sie zu beeinflussen.
Chemie besteht nicht nur aus "Zusammenschütten und schauen, was dabei raus kommt". Gelegentlich möchte man auch etwas Spezifisches herstellen, und braucht dann die richtigen Zutaten dafür, ohne erst endlos lang Zeugs zusammenzukippen, bis endlich mal das Gewünschte dabei heraus kommt.
Die Frage "Was benötige ich, um dies und jenes zu erhalten" lässt sich viel besser beantworten, wenn bekannt ist, wie sich die Substanzen aufgrund ihres atomaren bzw molekularen Aufbaus verhalten werden.
Warum genügt es nicht, mit dem Auge beobachtbare Experimente durchzuführen?
Weil man mit den Augen nicht sehen kann, was auf molekularer Ebene abläuft. Man kann keine Moleküle oder Atome mit bloßem Auge sehen. Man konnte bestenfalls makroskopische Ereignisse sehen und daraus Schlussfolgerungen ableiten. Und durch Kombination vieler visuell zugänglicher Experimente konnte man ein Modell entwickeln, welches den dabei gemachten Beobachtungen Rechnung trägt und robuste Vorhersagen ermöglicht. Mittlerweile haben die Chemiker natürlich auch hochsensible Maschinen, die Analysen im Bereich von Femtogrammen erlauben. Moderne Massenspektrometer schaffen nahezu Unglaubliches! Vor 30 Jahren war das noch SF.
Wie willst Du denn bei unbekannten Reaktionen herausfinden, welche Produkte entstanden sind? Das kann man meist nicht sehen oder riechen. Und auf dem Papier kann man nur das nachvollziehen, was andere Analytiker vorher untersucht haben. Bei neuen Reaktionen muss die Identität der Produkte erst aufwendig nachgewiesen werden.
Weil es dir erlaubt das ganze bei neuen sachen anzuwenden von denen du die ergebnisse noch nicht kennst.
Wenn du weisst was wie auf atomarer und molekülebene abläuft kannst du vorhersagen was passieren müsste nur alleine davon wie die Moleküle aussehen.
Ich geb dir nen beispiel aus der Musiktheorie weil ich kein Chemiker bin. Aber da hast du das gleiche.
Du kannst z.b. Stupide alle 12 Dur Tonarten auswendig lernen. Und dazu noch die 12 Molltonarten (Plus je 2 Variationen also insgesamt 36). Dann die hunderten möglichen akkorde die man bilden kann. Und dann gibt es noch 12 BluesTonleitern. Jeweils in Moll und dur. etc.
Oder: Du lernst wie man eine Dur Tonart bildet. Und wie man eine Moll Tonart bildet (Plus die beiden Variationen). Wie die jeweiligen akkorde gebildet werden. usw.
Dann kannst du ausgehend von jedem Grundton. Jede belibige Tonart Bilden und auch Akkorde auf dieser Tonart. Ohne das du die Tonarten selbst kennen musst.
Und genau diesen unterschied. Zwischen dem Stupiden auswendiglernen des bekannten. Und dem begreifen der Grundlagen bzw. des Wie. Geht es denke ich auch in der Chemie.
Aber wenn ich mir strikt notiere, unter welchen Bedingungen, welche Edukte reagieren und welches Produkt / Produkte raus kommt, was bringt mir dann diese Zusatzinformation zu den molekularen Abläufen?