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Methan ist die organische Verbindung mit der einfachsten Struktur. Die Moleküle sind aus einem Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen aufgebaut. Methan ist das erste Glied der homologen Reihe der Alkane.
Das Gas ist Hauptbestandteil des Erdgases und wird hauptsächlich als Energieträger verwendet. Außerdem nutzt man es als Ausgangsstoff zur Herstellung von Ammoniak, Methanol und Halogenalkanen.

Methan ist immer für eine Überraschung gut, ob es als Sumpfgas für Legenden von Irrlichtern sorgte, als schlagende Wetter den Schrecken von Bergbauarbeitern bildet oder als Methanhydrat einerseits Euphorie, andererseits Befürchtungen um unser Klima auslöst.

Methanal (Formaldehyd) ist der einfachste Aldehyd. Es besteht nur aus der die Eigenschaften wesentlich bestimmenden Aldehyd-Gruppe, an die ein Wasserstoffatom gebunden ist.
Die gasförmige Verbindung ist giftig und wirkt zerstörerisch auf Eiweiße. Trotz seiner Eigenschaften und der Wirkung auf Organismen ist Formaldehyd eine Substanz, die uns täglich begleitet. Mittlerweile ist der Einsatz der Substanz allerdings in die Diskussion geraten.

Methanol ist der einfachste organische Alkohol. Er ist flüssig, brennbar und verdunstet leicht. Dieser im Gegensatz zu seinem nahen Verwandten Ethanol äußerst giftige Stoff löst sich leicht in Wasser und Ether, schlecht hingegen lösen sich Fette und Öle in ihm. In der Natur kommt Methanol in wenigen Pflanzen, und dann auch nur in sehr kleinen Mengen vor.

Die Wirkungen auf den Menschen sind vielfältig und bereits in kleinen Dosen gefährlich. Methanol findet größtenteils als Syntheserohstoff in der Chemischen Industrie Anwendung. Ein geringerer Anteil wird auch als Energieträger verwendet.

Die Methansäure wird aufgrund ihres Vorkommens in den Giftsekreten der Ameisen auch Ameisensäure genannt.

1670 wurde diese Säure in Waldameisen entdeckt. Ihre Summenformel lautet HCOOH. Sie zählt zur Gruppe der Carbonsäuren und stellt deren stärksten sauren Vertreter dar. Da sie auch als Aldehyd reagieren kann, nimmt sie eine Sonderstellung in der Gruppe der Carbonsäuren ein.

* 26.02.1903 in Imperia (Italien)
† 02.05.1979 in Bergamo (Italien)

Giulio Natta war ein italienischer Chemiker. Er synthetisierte viele organische Verbindungen, z. B. Methanol und Methanal oder Synthesekautschuk. Gemeinsam mit K. W. Ziegler erforschte er die Wirkung bestimmter (stereospezifischer) Katalysatoren, die nach den Wissenschaftlern als „Ziegler-Natta-Katalysatoren“ benannt wurden. 1963 erhielt er gemeinsam mit Ziegler dafür den Nobelpreis für Chemie.

Das Wissen über die chemische Struktur von Nucleinsäuren ist eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis der Funktion von DNA als Speicher der Erbinformation und der RNA als funktionelles Molekül bei der Genexpression. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass Nucleinsäuren vier Typen von Nucleotiden enthalten, die aus einer stickstoffhaltigen Base, einer Phosphatgruppe und einer Pentose (Zucker mit 5 Kohlenstoffatomen) bestehen. DNA wird durch enzymatische Polymerisation aufgebaut. Ein alter DNA-Strang dient als Matrize für die Synthese eines neuen Strangs. Die Nucleotidbausteine werden durch komplementäre Basenpaarung positioniert und durch eine Polymerase mit dem benachbarten Nucleotid verknüpft, um den neuen Strang aufzubauen.

Die Menschheit nutzt schon seit Jahrtausenden Stoffe aus der Natur als Baustoffe, Nahrung, Arzneimittel oder zur Herstellung von Kleidung. Bis ins 19. Jahrhundert hinein trennte man dabei strikt nach anorganischen Stoffen, welche aus der unbelebten Natur gewonnen wurden und organischen Stoffen, die nur in Lebewesen durch das Wirken einer von Gott verliehenen „Lebenskraft“ entstanden.

Sind anorganische und organische Stoffe ähnlich oder völlig verschieden aufgebaut? Ist die Trennung der beiden Gruppen nach heutigem Kenntnisstand noch gerechtfertigt?

* 23.01.1876 in Hamburg
† 07.03.1954 in Kiel

Otto Paul Hermann Diels war ein deutscher Chemiker. Er entdeckte, dass das Element Selen als universelles Dehydrierungsmittel eingesetzt werden kann. Mit der Herstellung der nach ihm benannten „Diels-Säure“ lieferte der Wissenschaftler die Grundlagen für die Analyse der Struktur des Cholesterins. Ein von Diels gefundenes Insektizid wurde nach ihm benannt, das Dieldrin. Gemeinsam mit seinem Schüler Kurt Alder erhielt Otto Diels 1950 für die Aufklärung der Synthese von Polymeren (Diels-Alder-Synthese) den Nobelpreis.

Phenol (Hydroxybenzen) ist der einfachste Vertreter der Stoffklasse der Phenole. Das Phenol ist giftig, kommt als reiner Stoff in der Natur selten vor, und wir deshalb größtenteils synthetisch hergestellt.

Als Phenole bezeichnet man alle vom Benzen abgeleiteten aromatischen Verbindungen, die mindestens eine OH-Gruppe direkt am aromatischen Ring enthalten. Aufgrund des Einflusses des aromatischen $\Pi$-Elektronensystems auf die freien Elektronenpaare des Sauerstoffs unterscheiden sich die Phenole in ihren Eigenschaften deutlich von den aliphatischen Alkoholen.

Die Phenoplaste oder Phenolharze gehören mit zu den ersten synthetisch hergestellten Kunststoffen. Es sind Duroplaste, die einmal in Form gebracht, durch Erwärmen nicht weiter verformt werden können. Gerade deswegen werden sie als besonders stabiles Material für Verpackungen und Kunststoffgehäuse verwendet.

Polyamide sind elastische, ziemlich belastbare Polymere. Sie sind vielseitig einsetzbare Kunststoffe, deren bekanntestes Produkt das Nylon ist.

Polyethylen ist ein moderner Massenkunststoff, der durch Polymerisation von Ethen synthetisiert wird. Je nach Reaktionsbedingungen entstehen zwei Arten von Polyethylen, Hochdruckpolyethylen und Niederdruckpolyethylen, die beide breite Anwendung im Alltag finden. Schon 1933 wurde es erstmals hergestellt, aber erst seit den 50er-Jahren, als wirtschaftlichere Synthesemethoden entwickelt wurden, ist es unentbehrlich. Ein Meilenstein in der Polyethylensynthese war die Entdeckung der Niederdruckpolymerisation nach K. ZIEGLER und G. NATTA, bei der Polyethylen mittels eines Katalysators mit deutlich geringerem Energieaufwand hergestellt werden kann.

Genau wie die Polyaddition und die Polymerisation ist die Polykondensation eine wichtige Reaktionsart, die zur Herstellung von Kunststoffen dient. Daneben hat diese Reaktion in der Natur große Bedeutung.

Eine der wichtigsten Reaktionsarten, durch die Kunststoffe gebildet werden können, ist die Polymerisation. Darunter versteht man eine sich vielfach wiederholende gleichschrittige Reaktionsfolge – Kettenreaktion genannt – bei der sich einfache Ausgangsstoffe (Monomere) über reaktive Doppelbindungen miteinander verbinden. In der stark exothermen Reaktion werden keine Nebenprodukte abgespalten.
Wichtige Kunststoffe, die durch Polymerisation hergestellt werden, sind Polyethen (PE), Polypropen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polytetrafluorethen (PTFE), Polyacrylnitril (PAN) und Polymethacrylsäuremethylester (PMMA).

Polyurethane werden durch Polyaddition von bi- oder höherfunktionellen Alkanolen und Isocyanaten gebildet. Keine andere Kunststoffgruppe eröffnet so vielfältige Einsatzgebiete. Je nach verwendetem Ausgangsstoff kann man lineare oder vernetzte Polyurethane erhalten, die vielseitige Anwendung in Schaumstoffen, Elastomeren, Lacken, Klebstoffen, Fasern etc. finden.

Proteide sind sehr kompliziert aufgebaute Eiweißstoffe, die nicht nur aus einem Proteinanteil bestehen, sondern mit anderen organischen Gruppen oder Metall-Ionen verbunden sind. Sie haben in Organismen bedeutende Funktionen.

Eiweiße (Proteine) sind kompliziert gebaute makromolekulare Verbindungen, die vorwiegend oder ausschließlich aus Aminosäuren aufgebaut sind. Würde man diese Makromoleküle durch chemische Reaktionen in ihre Bausteine zerlegen, kommt man zu einem erstaunlichen Resultat. Nur 22 verschiedene Aminosäuren sind am Aufbau der Biopolymere beteiligt. Trotzdem ist ihre Vielfalt gewaltig. Im menschlichen Organismus findet man mehr als 100 000 verschiedene Eiweiße, die alle spezifische Funktionen erfüllen. Nach ihrer Funktion unterteilt man die Proteine in verscheidene Gruppen.

PVC ist die allgemein gültige Abkürzung für den Kunststoff Polyvinylchlorid. Die Herstellung erfolgt durch die radikalische Polymerisation von Vinylchlorid (Monochlorethen).

Es wird zwischen Hart- und Weich-PVC unterschieden. Letzteres enthält Weichmacher, die die zwischenmolekularen Kräfte zwischen den Polymerketten herabsetzen, sodass der Kunststoff weich und biegsam wird. Weich-PVC wird z. B. in Kunstleder oder als Fußbodenbelag verwendet, Hart-PVC hingegen zur Herstellung von Dachrinnen und Bauteilen. Wegen seiner umweltgefährdenden Eigenschaften durch das enthaltene Chlor ist es zunehmend in die öffentliche Diskussion geraten.

Chemische Reaktionen werden nach verschiedenen Gesichtspunkten unterteilt. Bei organischen Reaktionen werden fast immer Atombindungen gespalten und wieder neu geknüpft, sodass sich die Unterteilung von der Unterteilung anorganischer Reaktionen unterscheidet. In der Organik betrachtet man hauptsächlich die Änderung des Bindungszustandes der Kohlenstoffatome und unterscheidet danach zwischen Substitution, Addition und Eliminierung. Aber auch organische Redoxreaktionen spielen eine wichtige Rolle als Nachweisreaktionen und in der Synthesechemie.

Organische Stoffe bilden homologe Reihen. Durch die Kenntnis entsprechender Zusammenhänge lässt sich Ordnung in die große Vielfalt organischer Verbindungen und ihrer Eigenschaften bringen.

Prinzipiell handelt es sich bei Ruß um eine spezielle Erscheinungsform des Kohlenstoffs, die aus kleinsten Partikeln (<500 nm) besteht. Eine andere im englischen Sprachgebrauch häufig genutzte Bezeichnung für Ruß ist carbon black. Es existieren verschiedene Arten von Rußen, die sich in ihrer Zusammensetzung und ihren Eigenschaften unterscheiden.
Ruß ist selten reiner Kohlenstoff und kann verschiedene krebserregende Stoffe enthalten. Trotzdem wird er sogar industriell extra produziert, um auf verschiedene Weise weiter verarbeitet zu werden, nicht zuletzt auch wegen seiner färbenden Eigenschaften.

* 13.09.1887 in Vukovar (Kroatien)
† 26.09.1976 in Mammern (Thurgau)

Leopold Stephen Ruzicka war ein schweizerischer Chemiker, der aus Kroatien stammte. Er arbeitete und lehrte als Professor für Chemie in Karlsruhe, in Utrecht und in Zürich. Sein Hauptwerk bestand in der Strukturaufklärung vieler komplizierter Naturstoffe, z. B. der Steroide. Ruzicka synthetisierte als Erster das männliche Sexualhormon Androsteron aus Cholesterin. Gemeinsam mit Adolf F. J. Butenandt erhielt er 1939 den Nobelpreis für Chemie.

Seifen entstehen durch Spaltung von Fetten, den Estern des Glycerols (Glycerin) mit langkettigen Carbonsäuren mittels Natriumhydroxid- oder Kaliumhydroxiglösung.
Es entstehen neben Glycerol die entsprechenden Salze der Fettsäure. Diese Natrium- und Kaliumsalze bezeichnet man als Seifen. Sie sind durch ganz besondere Eigenschaften gekennzeichnet und dadurch als Waschmittel geeignet.

Moderne Waschmittel sind eine Weiterentwicklung der einfachen Seifen. Ihre Waschkraft beruht auf fünf Gruppen von Inhaltsstoffen: Tenside, Bleichsysteme, Waschmittelenzyme, optische Aufheller und Weichspüler.

Als der Begriff von der „organischen Chemie“ um 1807 von BERZELIUS geprägt wurde stand man noch ganz am Anfang der Forschung. Zu dieser Zeit kannte man nur wenige Stoffe.

Die Benennung war in diesem Fall ganz einfach. Heutzutage sind etwa acht Millionen solcher Stoffe bekannt. Mit dieser Zunahme der Stoffe und der Internationalisierung der Forschung war es notwendig, die Benennung einheitlich vorzunehmen. Entsprechende Regeln und Erläuterungen zu ihren Anwendungen sollen in diesem Artikel beschrieben werden.

Die Gruppe der anorganischen Stoffe besteht aus etwa hunderttausend unterschiedlichen chemischen Verbindungen, die die verschiedenen Elemente des Periodensystems enthalten. Im Gegensatz dazu gibt es mehrere Millionen organische Stoffe. Die Zahl ist verblüffend, da sich die organischen Verbindungen zum größten Teil nur aus 5 bis 6 Elementen (Kohlenstoff und Wasserstoff, häufig noch Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel) zusammensetzen.