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Auch wenn die Gruppe der organischen Verbindungen, die aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, schon sehr groß ist, würde es auf ihrer Grundlage wohl kein Leben auf unserem Planeten geben. Denn mit dem Einbau von Atomen weiterer Elemente, beispielsweise Atome der Elemente Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, nimmt die Molekülvielfalt noch einmal stark zu. Diese Heteroatome gehören oft speziellen funktionellen Gruppen an und werden bei der Benennung organischer Stoffe besonders berücksichtigt.

Das bekannteste Element der 5. Hauptgruppe ist der Stickstoff. Er ist mit 78 Vol.-% Hauptbestandteil der Luft. Neben Stickstoff gehören die Elemente Phosphor, Arsen, Antimon, und Bismut zur 5. Hauptgruppe. Stickstoff und Phosphor sind Nichtmetalle, Arsen und Antimon Halbmetalle, und Bismut ist ein Metall.
Die Häufigkeiten der Elemente in der Erdkruste liegen ungefähr bei einem Verhältnis von 5 000 (Stickstoff) : 1 500 (Phosphor) : 9 (Arsen) : 0,3 (Bismut).

Natürliche Kreisläufe sind Stoffkreisläufe, die durch Energieumwandlungen aufrechterhalten werden. Die Stoffe in den Kreisläufen unterliegen in unterschiedlichem Maße verschiedenen physikalischen, chemischen oder biogeochemischen Zustandsveränderungen. In den Kreisläufen der Stoffe werden entweder nur der Weg eines chemischen Elements und seiner anorganischen und organischen Verbindungen, oder der Weg einer einzigen Verbindung eines Elementes betrachtet.

Enzyme sind hochmolekulare Eiweißkörper, die als Biokatalysatoren bei sehr vielen Stoffwechselreaktionen in tierischen sowie pflanzlichen Organismen beteiligt sind. Die an der Reaktion beteiligten Substanzen (Substrate) werden dort angelagert, in der Reaktion umgesetzt und nach Ablauf der Reaktion als Produkt abgelöst. Ein Enzym kann aber nur eine der für das Substrat möglichen Reaktionen katalysieren (Wirkungsspezifität). Außerdem sind Enzyme substratspezifisch, d. h. an jedes Enzym passen nur die Substanzen, die eine bestimmte, zum Enzym passende Struktur besitzen (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Es gibt aber auch Enzyme, die ähnlich gebaute Substanzen umsetzen. In diesem Fall spricht man von Gruppenspezifität.

Eine einfache Carbonsäure (Monocarbonsäure) erkennt man leicht an der Carboxylgruppe -COOH. Manche Carbonsäuren können auch mehrere Carboxylgruppen im Molekül enthalten. Daneben existieren auch Verbindungen, die neben der Carboxylgruppe noch mindestens eine andere funktionelle Gruppe aufweisen. Dazu gehören z. B. die Halogencarbonsäuren, die Hydroxy- oder die Aminosäuren.

* 09.10.1852 in Euskirchen
† 15.07.1919 in Berlin

EMIL FISCHER studierte ab 1871 Chemie an der Universität Bonn. Er erforschte den Aufbau der Kohlenhydrate, Aminosäuren, Polypeptide, Proteine, Enzyme, Purine und Gerbstoffe und gilt als Mitbegründer der Biochemie. Die FISCHER-Projektionsformeln zur Darstellung von organischen Verbindungen mit asymmetrischen Kohlenstoffatomen werden auch heute noch verwendet. 1902 erhielt EMIL FISCHER den Nobelpreis für Chemie.

Stickstoff ist eines der Elemente, das alle Lebewesen der Erde für körpereigene Eiweiße benötigen.

Der mit den Lebewesen verknüpfte Kreislauf des Stickstoffs lässt sich in vier Abschnitte unterteilen: Fixierung des Luftstickstoffs, Assimilation von Stickstoff in Pflanzen, Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen und Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen in anorganische.