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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, Alkane, Atom, Bindung, Chemieunterricht, Moleküle, Periodensystem, Isomere, Kohlenstoff, organische Chemie, Strukturformel

[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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Atom, Chemieunterricht, Moleküle, fettsaeuren, Transfette, ungesättigte fettsäuren, doppelbindung, Isomere, organische Chemie

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

Physik Kernkraftwerk?

Könnte sich jemand meinen Text über die Funktionsweise eines Kernkraftwerks und über die Energieumwandlungen anschauen, also ob ich das alles richtig verstanden habe? Danke!

Ein Kernkraftwerk setzt sich aus einem Reaktorgebäude, einem Maschinenhaus und einem Kühlturm zusammen. Im Reaktorgebäude befindet sich ein Reaktordruckgefäß, in dem die Kernspaltung von Uran-235 stattfindet. Dazu gibt es Brennelemente mit Kernbrennstoffen, die aus einem Gemisch aus Uranisotopen bestehen. In einem Brennelement befinden sich Brennstäbe. Wenn dann eine Kernspaltung entsteht, werden Neutronen mit einer hohen Geschwindigkeit ausgeschieden. Diese müssen abgebremst werden, um eine neue Kernspaltung hervorzurufen. Dazu ist das Wasser da, das als Bremssubstanz dient, da die Wassermoleküle schneller werden und die Neutronen dran stoßen und ein Teil ihrer Bewegungsenergie in thermische Energie umgewandelt wird. Es gibt auch Regelstäbe aus bspw. Cadmium, die die Neutronen auffangen, damit die Kettenreaktion gestoppt wird. In einem Kernkraftwerk gibt es drei verschiedene Wasserkreisläufe. Den primären Kreislauf, sekundären Kreislauf und den Kühlkreislauf. Werden Urankerne gespalten, entsteht durch die Kernenergie thermische Energie, die auf das Wasser übertragen wird und erhitzt wird und das Wasser geht dann über die Rohrleitungen in den Wärmetauscher, wo das Wasser darin erhitzt wird und Dampf gebildet wird. Das Wasser im primären Kreislauf fließt dann wieder zurück in das Reaktordruckgefäß. Der Dampf geht dann im sekundären Kreislauf in eine Turbine, die durch die thermische Energie (Dampf) angetrieben wird und diese treibt dann mithilfe der Bewegungsenergie den Generator an, der es dann in elektrische Energie umwandelt. Der Rest des Dampfes gelangt in den Kondensator. Der Dampf wird dann vom Kühlkreislauf in den Kühlturm geleitet, wo dann Wasserdampf austritt und Wasser dann von einem Fluss zurück in das Reaktordruckgefäß befördert wird, damit das Kernkraftwerk nicht überhitzt wird und es weiter mit der Kernspaltung gehen kann. 

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[Chemie] Welcher Stoff ist unpolar?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um diese Art von Aufgaben zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten 🙋‍♂️

Welcher Stoff ist unpolar? 
A: CO2
B: H2O
C: NH3
D: C2H6O
E: Cl2O
Wie ich bisher immer vorgegangen bin
  • Bisher habe ich immer die Differenz der Elektronegativitäten (ΔEN) berechnet (<0,4: unpolar, zwischen 0,4 und 1,7: polar, >1,7: Ionenbindung)
  • A: ΔEN = 0,8 -> polare kovalente Bindung
  • B: ΔEN = 1,2 -> polare kovalente Bindung
  • C: ΔEN = 0,8 -> polare kovalente Bindung
  • D: siehe Bild
  • E: siehe Bild

  • Laut Aufgabe ist die richtige Lösung A: CO2
  • Das verstehe ich leider nicht.
  • Wie kann ich dann immer vorgehen, um nicht wie hier einen Fehler zu machen und E als richtige Antwort zu wählen?
  • E hat doch als einzige Antwortmöglichkeit eine Differenz der Elektronegativitäten von 0,2, was ja für eine unpolare kovalente Bindung steht
  • Aber wieso genau ist hier E: Cl2O dann keine unpolare kovalente Bindung?🤯
  • Ich weiß, dass sich bei A: CO2 kein Dipol einstellt, da die Ladungsschwerpunkte (der positiven und der negativen Partialladungen) am gleichen Ort sind:

  • Muss sich also bei einer polaren kovalenten Bindung immer ein Dipol bilden? Wieso? Gerne mit ausführlicher Erklärung 🙋‍♂️
  • Wie ist es bei einer unpolaren Bindung? Muss sich hier ein Dipol bilden?
  • Mich verwirren die Ausnahmen noch ein bisschen…
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Atom, Bindung, Chemieunterricht, dipol, Elektronegativität, Ionen, Moleküle, Periodensystem, Atombindung, Elektronen, Elektronenpaarbindung, organische Chemie

[Chemie] Wie erkenne ich, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist?

Guten Abend,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um zu verstehen, wie ich schnell herausfinden kann, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht (ganz allgemein möchte ich das gerne verstehen). Natürlich müssen bei einer Redoxreaktion Elektronen übertragen werden. Aber wie finde ich schnell heraus, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht?

Hierfür habe ich als Beispiel eine Reaktion, an der ihr mir es gerne erklären könnt.

Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten. 🙋‍♂️

C3H8O -> C3H6O + H2
  • Ich habe mir gedacht, dass man es vielleicht anhand der Oxidationszahlen sehen kann, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht
  • Daher habe ich für die Reaktion (siehe Zitat oben) einmal die Oxidationszahlen der einzelnen Atome notiert:

  • Ich verstehe noch nicht, wie man das mit den Oxidationszahlen dann herausfindet. Wie genau muss man da vorgehen, um herauszufinden, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht? Was sagen hier in dieser Aufgabe die Oxidationszahlen aus?
  • Ich sehe hier in diesem Fall, dass eine Dehydrierung (Wasserstoff wird abgegeben) stattfindet, weshalb das verbliebene Molekül oxidiert wurde und der Wasserstoff reduziert -> Redoxreaktion -> Mit den H-Atomen gehen ja die Elektronen, die vorher dem anderen Atom zugeordnet wurden

Ich würde solche Aufgaben gerne schnell lösen können. Dies (Zitat siehe unten) ist ein Beispiel einer Aufgabe, die in 90 Sekunden zu beantworten ist. Die richtige Antwortmöglichkeit ist hier ja E), aufgrund der Dehydrierung.

  • Aber wie würde ich es hier am schnellsten herausfinden, ob eine Reaktion eine Redoxreaktion ist, oder nicht, wenn ich das mit der Dehydrierung nicht wissen würde?
  • Gibt es andere hilfreiche Dinge, die man sich merken kann, ähnlich wie die Dehydrierung (Wasserstoff wird abgegeben) -> Reaktion ist eine Redoxreaktion?
Welche der Reaktionen ist eine Redoxreaktion?
A) K+ + Cl- -> KCl
B) KOH + HF -> KF + H2O
C) P4O10 + 6 H2O -> 4 H3PO4
D) H2CO3 -> H2O + CO2
E) C3H8O -> C3H6O + H2
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[Chemie] Warum heißt es hier Buten und nicht Butan?

Guten Abend,

ich verstehe grundsätzlich den Unterschied zwischen Alkanen und Alkenen:

  • Alkane haben ausschließlich Einfachbindungen.
  • Alkane bezeichnet man als gesättigt, weil die C-Atome die maximale Anzahl an Wasserstoffatomen gebunden haben.
  • Und bei Alkenen müssen die C-Atome untereinander Doppelbindungen eingehen, wenn nicht genug Wasserstoffatome zur Verfügung stehen. Denn um Edelgaskonfiguration zu erreichen, müssen C-Atome hier immer vier Bindungen eingehen.
  • Alkene bezeichnet man als ungesättigt, weil die C-Atome nicht die maximale Anzahl an Wasserstoffatomen gebunden haben.
Hier sind meine Fragen zu dem Bild:

  • Hier sind ja die Hälfte der C-Atome gesättigt, da sie die maximale Anzahl an Wasserstoffatomen gebunden haben (die beiden rechten C-Atome)
  • Die andere Hälfte der C-Atome ist ungesättigt, weil sie nicht die maximale Anzahl an Wasserstoffatomen gebunden haben (die beiden linken C-Atome)
  • Wieso bezeichnet man dies hier aber dennoch als Buten? Denn es gibt hier ja nur eine Doppelbindung.
  • Muss, damit es sich um ein Alken handelt, lediglich eine einzige Doppelbindung vorliegen?
  • Und Alkine müssen lediglich eine Dreifachbindung haben? Also könnte bei Alkinen nur eine Dreifachbindung vorliegen und sonst nur Einfachbindungen?
  • Gibt es eine Mischung aus Einfachbindungen, Doppelbindungen und Dreifachbindungen? Gibt es das überhaupt? Dann wäre es ein Alkin?
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Alkane, Atom, Bindung, Chemieunterricht, Ionen, Moleküle, Periodensystem, Wasserstoff, Kohlenstoff, Nomenklatur, organische Chemie, Strukturformel

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