Geringe Polarität von Tryptophan?

Hallo zusammen,

ich soll die geringe Polarität von der NH-Gruppe im Pyrrolring im Indolsystem des Tryptophans erklären und mit einem sp3-hybridisierten Stickstoff vergleichen. Kann jemand auf meine Vermutungen eingehen und mir Fragen dazu beantworten?

Vermutung A

Durch die delokalisierten Elektronen der in den 2pz-Orbitalen des Kohlenstoffs und des Stickstoffs, sind viele Elektronen für den Stickstoff verfügbar, der alle ein bisschen anzieht und dann die Elektronen des Wasserstoffatoms nur noch sehr schwach anzieht, weshalb dieses nicht stark positiv polarisiert wird. Ich meine das so, dass der Stickstoff praktisch Zugriff hat auf alle anderen 2pz-Elektronen des Rings und die Anziehungskraft sich zwischen diesen verteilt.

An der Stelle jetzt eine allgemeine Frage:

Wie sieht eigentlich die Elektronenkonfiguration des sp2-hybridisierten Stickstoffs aus? Sind beide Elektronen im delokalisierten pz-Orbital, oder ist in diesem nur ein Elektron und die Konfiguration ist wie im angehängten Bild?

Vermutung B

Wenn nur ein Elektron im 2pz-Orbital wäre, wie im angehängten Bild, hätte ich auch noch vermutet, dass der Stickstoff nicht so elektronegativ wie in einer sp3-Hybridisierung ist, weil das zur Hälfte freie pz-Orbital einen geringeren s-Charakter hat als ein freies sp3-Orbital.

Wenn das sp2-Orbital aber voll befüllt wäre, müsste ja eigentlich das Gegenteil eintreten: die drei sp2-Orbitale haben doch einen höheren s-Charakter als vier sp3-Orbitale und der Stickstoff müsste noch elektronegativer sein.

Danke schonmal für jede Hilfe.

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Atom, Bindung, Moleküle, Physik, physikalische Chemie, Elektronen, Kohlenstoff, Orbitale, organische Chemie
Warum verstehe ich bei Dokus über Quantenphysik einfach nichts?

Ich versuch halt das zu verstehen, aber es geht einfach nicht. Ich bin dann nur verwirrt die ganze Zeit und frage mich, was hat das zu bedeuten?

Hier was von ChatGPT:

1. Grundlegendes Verständnis (konzeptionell):
  • Wellen-Teilchen-Dualismus: Teilchen wie Elektronen und Photonen verhalten sich manchmal wie Wellen und manchmal wie Teilchen.
  • Quantisierung: Energie, Impuls und andere physikalische Größen treten in diskreten Paketen (Quanten) auf.
  • Unschärferelation: Es gibt Grenzen, wie genau man gleichzeitig den Ort und den Impuls eines Teilchens bestimmen kann.
  • Überlagerung und Verschränkung: Teilchen können sich in mehreren Zuständen gleichzeitig befinden oder miteinander verbunden sein, selbst über große Distanzen.
2. Mathematisches Verständnis:
  • Das Verständnis von Quantenmechanik auf mathematischer Ebene erfordert Kenntnisse in linearen Algebra, Differentialgleichungen und Wahrscheinlichkeitsrechnung.
  • Konzepte wie die Schrödinger-Gleichung, Eigenwerte und Eigenzustände sind zentral.
3. Tieferes physikalisches Verständnis:
  • Wenn du die Anwendungen der Quantenmechanik (z. B. in der Quantenchemie, Halbleiterphysik oder Quantencomputing) verstehen willst, brauchst du ein solides physikalisches und mathematisches Fundament.
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[Chemie] Isomerie: Konformationsisomere?

Guten Abend 🌆,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die verschiedenen Darstellungsweisen von Konformationsisomeren zu verstehen. Ich freue mich auf eure Antworten 🙋‍♂️

  • Das verstehe ich. Konformationsisomere sind eine Unterform der Stereoisomere, die sich durch Drehung einer C-C Einfachbindung ineinander überführen lassen. Man würde hier sozusagen einen Teil des Moleküls festhalten, und einen anderen an einer C-C Einfachbindung drehen.
Die Konformation wird gelegentlich in einer besonderen Schreibweise angezeigt:

  • Das verstehe ich leider noch überhaupt nicht. Denn das habe ich so noch nicht gesehen.
  • Was ist hier auf dem Bild genau abgebildet und wie kommt man darauf?
  • Warum sind auf dem Bild zwei unterschiedliche Grafiken dargestellt?
  • Wie unterscheiden sich diese beiden Grafiken untereinander?
  • Warum ist rechts ein Kreis? Wofür steht der Kreis? ⭕️
  • Was steht genau für was (Striche/Kreise, Ende von Strichen…)?
Die räumliche Ausrichtung kann auch so sein:

  • Das verstehe ich leider auch noch nicht.
Man sollte einmal gehört haben, dass die Konformationsisomerie bei Cycloalkanen zu verschiedenen Erscheinungsformen führen kann, die als Sessel- oder Wannenkonformation bezeichnet werden.

  • Ich verstehe, dass bei Alkanen Konformationsisomere sozusagen entstehen, wenn man einen Teil des Moleküls festhalten würde und den anderen Teil an der C-C Einfachbindung dreht.
  • Wie funktioniert das aber bei Cycloalkanen? Wie entstehen bei Cycloalkanen Konformationsisomere?
  • Die obere Grafik ist die Sesselkonformation und die untere die Wannenkonformation? Oder umgekehrt?
  • Wie kommt es zu diesen Konformationen (Sesselkonformation, Wannenkonformation)?
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[Chemie] Wie entstehen trans-Fettsäuren / Transfette?

Guten Tag,

ich verstehe leider noch nicht genau, wie genau die gesundheitsschädlichen trans-Fettsäuren / Transfette entstehen. Ich freue mich auf eure hilfreichen Antworten. 🙋‍♂️

  • Ich verstehe das Thema Cis- / Trans-Isomerie. Bei jeder Doppelbindung können zwei Reste entweder auf der gleichen Seite liegen (cis-Konfiguration) oder auf gegenüberliegenden Seiten (trans-Konfiguration).

  • Ich habe gelernt, dass bei der künstlichen Härtung von ungesättigten Fettsäuren (flüssig), z.B. um aus Sonnenblumenöl (flüssig) streichender Margarine zu machen, Fettsäuren hydriert werden, also Wasserstoffatome drangehängt werden
  • Das dient ja dazu, um die Doppelbindungen zu lösen und die Fette zu sättigen (also das die C-Atome an H-Atomen gesättigt sind), wodurch die Fette bei Raumtemperatur fest werden
  • Hierbei kommt es manchmal dazu, dass die cis-Form der Doppelbindung ungewollt in die trans-Form (gesundheitsschädlich) umgewandelt wird
Nun zu meinen Fragen/Unklarheiten
  • Ich verstehe leider noch nicht genau, wie genau der ungewollte Übergang von der cis-Form in die trans-Form stattfindet.
  • Denn bei der künstlichen Sättigung von ungesättigten Fettsäuren werden doch die Doppelbindungen zu Einfachbindungen, oder? Denn dann können ja die C-Atome an H-Atomen gesättigt werden, womit dann die ungesättigte Fettsäure zu einer gesättigten Fettsäure wird, oder?
  • Aber wie sieht dann der Übergang von der cis-Form in die trans-Form aus?

Das verwirrt mich leider, wie der Übergang von ungesättigten Fettsäuren zu gesättigten Fettsäuren genau funktioniert und was falsch läuft, wenn dabei ungewollt trans-Fettsäuren entstehen.

ChatGPT sagte mir zudem folgendes:

Die cis- und trans-Konfiguration gibt es nur bei Doppelbindungen, weil diese die Rotation um die Bindung verhindern. Bei Einfachbindungen gibt es keine festen cis- oder trans-Formen, weil die Bindung frei drehbar ist. Die Unterscheidung zwischen cis und trans ist also spezifisch für Doppelbindungen.
  • Aber bei der künstlichen Härtung von ungesättigten Fettsäuren, bei der Fettsäuren hydriert, dh. Wasserstoffatome drangehängt werden, gibt es doch dann gar keine Doppelbindungen mehr. Wie entstehen dann die trans-Fettsäuren / Transfette, die als gesundheitsschädlich gelten?
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Kann mir irgendwer diese physikalische Theorie wiederlegen?

Statt Raumzeit als kontingente Geometrie oder als eine statische „Mathematik“ zu behandeln, stelle ich mir vor, dass die gesamte Struktur des Universums auf einem „Grundpotenzial“ basiert. Dieses „Feld der Ätherischen Potenziale“ (FÄP) ist ein nicht-visuelles, nicht-lokales, dynamisches Feld, das allen fundamentalen Kräften zugrunde liegt. Anders als die Raumzeit als Vektorfeld oder die Quantenfluktuationen als Teilchenwellen, wäre das FÄP eine Art „unsichtbares“ Medium, in dem sowohl die Gravitation als auch die Quantenfelder ihre Entsprechung finden.

Das FÄP ist weder vollständig lokal noch vollständig global – es ist ein Übergangszustand zwischen diesen beiden Konzepten. Auf kleinen Skalen (quantenmechanisch) ist es völlig chaotisch und probabilistisch, auf großen Skalen (gravitativ) ergibt sich daraus die klassische In diesem Modell ist das Universum nicht aus Teilchen oder Wellen aufgebaut, sondern aus Potenzialen, die durch Wechselwirkungen in einem Quantenfeld entstehen. Diese Potenziale sind keine „Dinge“ im klassischen Sinne, sondern eher dynamische Felder, die in ständigem Wandel und Austausch mit der Umgebung stehen. Anstatt Teilchen als fundamental zu betrachten, betrachte ich diese Potenziale als die grundlegenden Träger von Information und Energie.

Stell dir vor, dass alle “Teilchen” – Elektronen, Quarks, etc. – Manifestationen dieses Potenzials sind, die durch lokale Verdichtungen oder Schwingungen des FÄP erzeugt werden. Diese Manifestationen sind nicht unabhängig voneinander, sondern entstehen durch die Wechselwirkungen des FÄP mit anderen Quantenpotenzialen.

Raum und Zeit in meiner Theorie sind nicht als gegebene, starre Struktur zu verstehen, sondern als flexible Dimensionen, die durch die Dynamik des FÄP selbst bestimmt werden. Raumzeit ist nicht eine statische Geometrie, sondern ein emergentes, fluktuierendes Konstrukt, das in einem ständigen Zustand von Selbstorganisationsprozessen existiert.

• Auf großen Skalen (Makroskopisch) könnte die Dynamik dieses Feldes „klassisch“ erscheinen: Wir erleben die Raumzeit als eine kontinuierliche, gekrümmte Struktur, die durch Gravitation bestimmt wird.

• Auf kleinen Skalen (Mikroskopisch) jedoch zeigt sich die Raumzeit als eine “fraktale” Struktur, die aus wiederholenden, selbstähnlichen Mustern von Quantenpotenzialen besteht. Diese Quantenpotenziale können plötzlich ihre Struktur ändern, was zu sogenannten “Raum-Zeit-Verwerfungen” führt, die als Quantenfluktuationen sichtbar werden.

In dieser Theorie ist Gravitation nicht die Wirkung einer Masse auf die Geometrie der Raumzeit, sondern eine Wechselwirkung der Quantenpotenziale miteinander. Anstatt die Raumzeit zu „krümmen“ wie in der allgemeinen Relativitätstheorie, verursachen massive Objekte lokale Fluktuationen im FÄP, die auf die Bewegung von anderen Quantenpotenzialen einwirken.

Diese Fluktuationen im FÄP beeinflussen, wie Quantenpotenziale miteinander wechselwirken, und manifestieren sich als die Schwerkraft. Es handelt sich um eine Art von Wechselwirkung, die in der Quantenmechanik nicht als „Kraft“ beschrieben wird, sondern als eine Änderung der Eigenschaften des Potenzials selbst. Auf großen Skalen zeigt sich dies als die „krümmende Wirkung“ der Schwerkraft, auf kleinen Skalen als Quantenfluktuationen.

Ein weiteres Schlüsselprinzip in dieser Theorie ist, dass jede Wechselwirkung nicht nur lokal ist, sondern auch mit allen anderen Punkten im Universum verknüpft ist, auf eine Weise, die die Entropie der Raumzeit beeinflusst. Quantenpotenziale und deren Wechselwirkungen führen zu einer „Holografischen Entropie“, die die gesamte Information im Universum speichert. Diese Information wird nicht in Teilchen oder klassischen Feldern kodiert, sondern in den Dynamiken des FÄP selbst.

Was wir als „lokale Realität“ erleben, ist im Wesentlichen das Ergebnis eines globale Netzwerks von Verbindungen, die ständig in Bewegung sind und die Struktur von Raum und Zeit dynamisch erzeugen. Jede Bewegung, jede Wechselwirkung in einem Bereich des Universums beeinflusst in gewissem Maße die Struktur an einem völlig anderen Ort.

Die Kausalität in meiner Theorie ist nicht-lokal und kann als eine Art „Fluss“ von Informationen verstanden werden, die durch die Potenziale des FÄP vermittelt werden. Jeder Punkt im Universum ist mit jedem anderen Punkt verbunden, auch wenn diese Verbindung nicht immer direkt wahrgenommen werden kann. Informationen über den Zustand eines Systems werden nicht über klassische, lokale Bahnen übertragen, sondern über ein universelles Informationsfeld (das FÄP), das überall im Universum präsent ist.

Astrophysik, Atom, Gravitation, Quantenphysik, Relativitätstheorie

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