Die Chemie des Kohlenstoffs
Organische Chemie untersucht Kohlenstoffverbindungen. Kohlenstoffatome bilden Ketten und Ringe und deshalb gibt es sehr viele solcher Stoffe.
Das lernst du heute
- Ich kann erklären, was die organische Chemie untersucht.
- Ich kann organische Stoffe an ihrer Zusammensetzung erkennen.
- Ich weiß, warum Kohlenstoff so viele Verbindungen bildet.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Atome teilen Elektronen
Benzin, Wachs, Zucker, Holz und Plastik haben etwas gemeinsam. Alle bestehen aus Kohlenstoffverbindungen. Die Chemie dieser Stoffe heißt organische Chemie. Früher glaubte man, diese Stoffe könnten nur Lebewesen herstellen. 1828 stellte Friedrich Wöhler im Labor Harnstoff her. Er nutzte dafür Stoffe, die nicht von Lebewesen stammten. Das widerlegte diese Annahme. Warum gibt es so viele organische Stoffe? Ein Kohlenstoffatom hat 4 Außenelektronen. Es geht deshalb 4 Elektronenpaarbindungen ein. Es bindet an andere Kohlenstoffatome und bildet Ketten, verzweigte Ketten und Ringe. Dazu kommen oft Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Einige Kohlenstoffverbindungen zählt man trotzdem zur anorganischen Chemie, zum Beispiel Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonooxid und Carbonate wie Kalk. Nachweis von Kohlenstoff in einem Stoff: Man verbrennt ihn und prüft das Gas mit Kalkwasser. Diesen Versuch macht nur die Lehrkraft im Fachraum.
| Stoff | Elemente | organisch? |
|---|---|---|
| Methan | C, H | ja |
| Traubenzucker | C, H, O | ja |
| Polyethylen (Kunststoff) | C, H | ja |
| Kochsalz | Na, Cl | nein |
| Wasser | H, O | nein |
| Kohlenstoffdioxid | C, O | nein (Ausnahme) |
| Kalk (Calciumcarbonat) | Ca, C, O | nein (Ausnahme) |
Einen Stoff einordnen
- Gegeben: Ethanol mit der Formel C₂H₆O.
- Enthält der Stoff Kohlenstoff? Ja, 2 Atome.
- Ist er ein einfacher Stoff wie CO₂ oder ein Carbonat? Nein.
- Schluss: Ethanol ist ein organischer Stoff.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Organische Chemie: Chemie der Kohlenstoffverbindungen.
Kohlenstoff bindet 4-mal.
Er bildet Ketten und Ringe.
Ein Beispiel
Holz, Zucker und Benzin brennen. Dabei entsteht Kohlenstoffdioxid. Alle drei bestehen aus Kohlenstoffverbindungen. Kochsalz brennt nicht und enthält keinen Kohlenstoff.
Schritt für Schritt
Wir ordnen Stoffe ein
- Lies die Formel.
- Suche den Buchstaben C.
- Prüfe: Ist es CO, CO₂ oder ein Carbonat (CO₃)?
- Wenn nein: organischer Stoff. Wenn ja: anorganischer Stoff.
Mit einem Bild erklärt
| Formel | C vorhanden? | Ausnahme? | Ergebnis |
|---|---|---|---|
| C₃H₈ | ja | nein | organisch |
| NaCl | nein | – | anorganisch |
| CO₂ | ja | ja | anorganisch |
| CaCO₃ | ja | ja (Carbonat) | anorganisch |
| C₆H₁₂O₆ | ja | nein | organisch |
Zur Grundlage zurück
- Atome teilen Elektronen – Du kennst die Elektronenpaarbindung.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Lösung ansehen
Lösung: Propan (C₃H₈)
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viele Elektronenpaarbindungen geht ein Kohlenstoffatom in organischen Stoffen meist ein?
Zeig mir den ersten Schritt
Kohlenstoff hat 4 Außenelektronen. Er füllt die Außenschale mit 4 gemeinsamen Elektronenpaaren auf.
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Lösung: 4
Mit 4 Bindungen erreicht Kohlenstoff die Edelgaskonfiguration.
Tipp: Frage dich bei einer Formel: Steckt Kohlenstoff drin? Ist es CO, CO₂ oder ein Carbonat? Dann ist es meist anorganisch. Sonst ist es meist organisch.
Merksatz: Organische Chemie ist die Chemie der Kohlenstoffverbindungen. Kohlenstoff bildet 4 Bindungen, Ketten und Ringe.
Typischer Fehler: Viele denken, jeder Stoff mit Kohlenstoff sei organisch. Kohlenstoffdioxid und Kalk sind Ausnahmen. Sie zählen zur anorganischen Chemie.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Kohlenstoffatome bilden Ketten und Ringe.
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Stimmt
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Lösung: mit Kalkwasser
Frage 5 Das Molekül Methan hat die Formel CH₄. Wie viele Wasserstoffatome sind an das Kohlenstoffatom gebunden?
Zeig mir den ersten Schritt
Lies die tiefgestellte Zahl hinter H.
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Lösung: 4
CH₄ hat 4 H-Atome.
Geschafft
Die organische Chemie untersucht Kohlenstoffverbindungen. Kohlenstoffatome binden 4-mal und bilden Ketten und Ringe. So entstehen Millionen Stoffe. CO₂, CO und Carbonate sind Ausnahmen und zählen zur anorganischen Chemie.
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