1.1 : Was ist organische Chemie?

Die organische Chemie ist die Lehre von den Verbindungen des Kohlenstoffs, den so genannten organischen Verbindungen. Organische Verbindungen stammen entweder von lebenden Organismen oder werden von Chemikern synthetisiert. Ein charakteristisches Merkmal dieser Verbindungen ist das Vorhandensein von Kohlenstoff als Hauptelement, das an andere Kohlenstoffatome und andere Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel gebunden ist. Die Existenz einer breiten Palette organischer Moleküle ist eine Folge der Fähigkeit von Kohlenstoffatomen, bis zu vier starke Bindungen mit anderen Kohlenstoffatomen einzugehen, was zu Ketten und Ringen unterschiedlicher Größe, Form und Komplexität führt. Einige kohlenstoffhaltige Verbindungen wie Carbonate, Cyanide und einfache Oxide (CO und CO_2) werden jedoch normalerweise nicht als organische Verbindungen klassifiziert.

Die einfachsten organischen Verbindungen enthalten nur die Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff und werden Kohlenwasserstoffe genannt. Kohlenwasserstoffe können sich durch die Art der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in ihren Molekülen unterscheiden. Dies können Alkane (die nur Einfachbindungen enthalten), Alkene (die eine oder mehrere Doppelbindungen enthalten) oder Alkine (die eine oder mehrere Dreifachbindungen enthalten) sein. Obwohl alle Kohlenwasserstoffe nur aus zwei Arten von Atomen (Kohlenstoff und Wasserstoff) bestehen, gibt es aufgrund der unterschiedlichen Längen der Ketten, verzweigten Ketten und Ringe von Kohlenstoffatomen oder aufgrund von Kombinationen dieser Strukturen eine große Vielfalt an Kohlenwasserstoffen. Eigenschaften wie der Schmelzpunkt und der Siedepunkt ändern sich normalerweise vorhersehbar, wenn sich die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome in den Molekülen ändert.

Der Einbau einer funktionellen Gruppe in kohlenstoff- und wasserstoffhaltige Moleküle führt zu neuen Verbindungsfamilien, den sogenannten funktionalisierten Kohlenwasserstoffen. Die funktionelle Gruppe ist ein charakteristisches Atom oder eine Gruppe von Atomen, die in erster Linie die Eigenschaften von Kohlenwasserstoffderivaten bestimmt. Verbindungen, bei denen eine funktionelle Gruppe -OH an den Kohlenwasserstoffteil gebunden ist, sind zum Beispiel Alkohole. Die allgemeine Formel eines Alkohols lautet R-OH, wobei R der Kohlenwasserstoffanteil des Moleküls ist. Eine Gruppe von Verbindungen mit derselben funktionellen Gruppe bildet eine Familie.

Organische Verbindungen sind Hauptbestandteile von Kunststoffen, Seifen, Parfüms, Süßungsmitteln, Stoffen, Arzneimitteln und vielen anderen Substanzen, die täglich verwendet werden. Daher ist die Untersuchung ihrer Strukturen und Reaktionen von entscheidender Bedeutung, um ihre Funktionen im wirklichen Leben zu verstehen.