Vorlesung Chemie für Mediziner

Prof. Dr. Dieter Sicker, Fakultät für Chemie und Mineralogie
Studienjahr 2014/2015
Gliederung zur Vorlesung Chemie für Studierende der Veterinärmedizin (Umfang 56 Stunden)
Vorlesungsteil: Allgemeine und Anorganische Chemie
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.5.1.
2.5.2.
2.5.3.
Grundbegriffe der Allgemeinen Chemie
Einführung - Wozu Chemie für Veterinärmediziner?
Atombau
Fundamentale Begriffe der Chemie
Atome und Elemente, Elementsymbolik
Massen- und Energieverhältnisse bei chemischen
Reaktionen
Atommodelle
Periodensystem der Elemente – Das Bauprinzip
Chemische Bindung
Metallische Bindung
Kovalente Bindung (Atombindung)
Ionische Bindung (Ionenbindung)
Koordinative Bindung – eine Form der Atombindung
Intermolekulare Wechselwirkungen
Wasserstoffbrückenbindung
van-der-Waals-Bindung
Hydrophobe Wechselwirkung
Das Leipziger Buch zur Leipziger Vorlesung:
H. Hennig/D. Sicker/J. Franz
Grundlagen der Chemie für Mediziner
- systematisch
insgesamt 7., neu verfaßte Auflage, Oktober 2002
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Eigenschaften und Reaktivität biologisch wichtiger ausgewählter Elemente des Periodensystems
3.
Ein Überblick über die Elemente des Periodensystems und ihre Gesetzmäßigkeiten
Hinweis: Nach dem verkürzten Studienplan werden ab 2007 wesentliche Informationen dazu an geeigneter Stelle in die anderen Kapitel eingebaut.
Ein gesonderter Gang durch die Elemente des Periodensystems muss leider entfallen.
4.
4.1.
5.
5.1.
6.
Wasser und Luft und ihre funktionelle chemische Bedeutung für das Leben
Luft: Bestandteile und Eigenschaften
Die Luftbestandteile und ihre Rolle für Atmosphäre und Klima
Wasser als chemische Verbindung
Aufbau, physikalische und chemische Eigenschaften und Besonderheiten
Wasser als Lösungsmittel
6.1.
6.2.
Konzentrationsmaße für Lösungen
Elektrolytische Dissoziation
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
7.
7.1.
7.2.
7.3.
8.
8.1.
8.2.
8.2.1.
8.2.2.
8.2.3.
8.3.
8.3.1.
8.3.2.
8.3.3.
8.3.3.1.
8.3.3.2.
8.3.3.3.
8.4.
8.5.
8.5.1.
8.5.2.
8.5.3.
8.5.4.
9.
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
Zustandsdiagramm wäßriger Lösungen
[email protected]
Diffusion
Osmose
Kolloidale Lösungen
Säure-Base-Theorien
Säure-Base-Begriff von Arrhenius
Säure-Base-Begriff von Brönstedt und Lowry
Säure-Base-Begriff nach Lewis
Chemische Gleichgewichte und Massenwirkungsgesetz
Das Massenwirkungsgesetz bei Gleichgewichtsreaktionen
Das Prinzip vom kleinsten Zwang nach Le Chatelier
Beeinflussung der Gleichgewichtslage durch Änderung der Konzentration
Einfluß der Temperatur auf die Gleichgewichtslage
Einfluß des Drucks auf die Gleichgewichtslage
Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf Wasser
Autoprotolyse und Ionenprodukt des Wassers
Der pH-Wert
pH-Wert-Berechnung für Lösungen starker und schwacher Elektrolyte
Säure- und Basekonstante
pH-Werte für starke Säuren und Basen
pH-Werte für schwache Säuren und Basen und Ostwaldsches Verdünnungsgesetz
pH-Wert-Bestimmung mit Indikatoren
Anwendung des MWG auf wäßrige Elektrolytlösungen
Neutralisation und Hydrolyse
Puffersysteme
Fällungsreaktionen und Löslichkeitsprodukt
Nernstscher Verteilungssatz
Redoxreaktionen - Redoxpotentiale
Definition von Oxidation und Reduktion
Quantitative Erfassung von Redoxreaktionen
Normalwasserstoffelektrode
Normalpotential und elektrochemische Spannungsreihe korrespondierender Redoxpaare
Nernst-Gleichung
10.
10.1.
10.2.
10.3.
10.4.
11.
11.1.
11.2.
11.3.
11.3.1.
11.3.2.
11.4.
11.5.
Ein Blick auf Triebkräfte, Tempo und Beeinflussbarkeit chemischer Reaktionen
Chemische Thermodynamik
Erster Hauptsatz der Thermodynamik
Thermochemie
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Freie Enthalpie: Gibbs-Helmholtz-Gleichung
Kinetik und Katalyse
Reaktionsgeschwindigkeit
Irreversible Elementarreaktionen, ihre Geschwindigkeitsgleichungen und Reaktionsordnungen
Komplexe Reaktionen
Folgereaktionen und Stationaritätsprinzip
Parallelreaktionen
Energieprofile chemischer Reaktionen
Mittel zur Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit
Ihre Anfragen erreichen mich ggf. unter:
Vorlesungsteil: Organische Chemie
1.
Grundlagen der Organischen Chemie
1.1.
Was ist Organische Chemie?
1.2.
Trennung und Charakterisierung reiner organischer Substanzen
1.3.
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
Klassifizierung organischer Verbindungen
Kohlenwasserstoffe
Verbindungen mit Heteroatomen in funktionellen Gruppen
Heterocyclen
1.4.
1.4.1.
1.4.2.
1.4.3.
1.4.3.1.
1.4.3.2.
1.4.4.
Die Struktur organischer Verbindungen
Die Bindungsverhältnisse am C-Atom
(sp3-, sp2- und sp-Hybridisierung, -Bindung und -Bindung in Alkanen, Alkenen, Alkinen,
Geometrie der Moleküle)
Bindungen zwischen C-H und C-C: Unpolare kovalente Bindung
Konjugierte -Bindungssysteme
Offen konjugierte -Systeme
Cyclisch konjugierte -Systeme (Aromatizität und Mesomerie)
Polare Atombindungen und Substituenteneffekte
1.5.
1.5.1.
1.5.2.
1.5.2.1.
1.5.2.2.
Isomerie organischer Verbindungen
Konstitutionsisomerie
Stereoisomerie
Konfigurationsisomerie: Enantiomerie und Diastereomerie
Konformationsisomerie
1.6.
1.6.1.
1.6.1.1.
1.6.1.2.
1.6.2.
1.6.2.1.
1.6.2.2.
1.6.2.3.
1.6.2.4.
1.6.3.
Wichtige Reaktionstypen organischer Verbindungen
Einteilung nach der Art der Bindungsumgruppierung
Homolyse und Heterolyse
Reaktive Teilchen: Radikale, Kationen, Anionen, Elektrophile, Nucleophile
Einteilung nach dem Bruttoumsatz
Additionsreaktionen
Eliminierungsreaktionen
Substitutionsreaktionen
Umlagerungen
Selektivitätsformen bei Parallelreaktionen: Chemo-, Regio- und Stereoselektivität (als Diastereo- u. Enantioselektivität)
2.
Funktionelle Stoffklassen organischer Verbindungen und ausgewählte Naturstoffklassen
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
Kohlenwasserstoffe
Gesättigte Kohlenwasserstoffe
Ungesättigte Kohlenwasserstoffe
Aromatische Kohlenwasserstoffe
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
Heterocyclen und ihre Klassifizierung
Fünfringheterocyclen
Sechsringheterocyclen
2.3.
2.3.1.
2.3.2.
2.3.3.
2.3.4.
Hydroxy- und Thiolverbindungen
Alkohole
Phenole
Heterocyclische Hydroxyverbindungen
Thiole
2.4.
Ether
2.5.
Thioether
2.6.
Amine
2.7.
2.7.1.
2.7.2.
2.7.3.
Carbonylverbindungen und Hydroxycarbonylverbindungen
Aldehyde und Ketone
Chinone
Hydroxyketone und Diketone
2.8.
2.8.1.
2.8.2.
Kohlenhydrate
Monosaccharide: Klassifizierung, Struktur, Reaktionen, Funktionen
Disaccharide: Klassifizierung, Struktur, Reaktionen, Funktionen
2.9.
2.9.1.
2.9.2.
2.9.3.
2.9.4.
2.9.5.
2.9.6.
2.9.7.
2.9.8.
Carbonsäuren und Carbonsäurederivate
Mono- und Dicarbonsäuren
Carbonsäurechloride
Carbonsäureanhydride
Carbonsäureester
Carbonsäureamide
Halogencarbonsäuren
Hydroxycarbonsäuren
Ketocarbonsäuren
2.10.
Fettsäuren und Lipide
2.10.1.
Fettsäuren
2.10.2.
Lipide
2.10.2.1.
Fette und fette Öle
2.10.2.2.
Wachse
2.10.
Aminosäuren und ihre Eigenschaften
2.11.
Peptide – Peptidbindung – biologisch wichtige Beispiele
2.12.
DNA – Bausteine, Struktur, Funktionsprinzip, Beziehung zu den Proteinen