Funktionelle Gruppen

Organische Moleküle bestehen aus einem Kohlenstoffgerüst — und oft aus einer Atomgruppe, die ihre Eigenschaften prägt.

• Kohlenstoffgerüst:Kette oder Ring aus C-Atomen, abgesättigt mit H-Atomen; Alkane enthalten nur Einfachbindungen.
• Funktionelle Gruppe:Atom oder Atomgruppe, die Eigenschaften und typische Reaktionen eines Moleküls bestimmt.
• Stoffklasse:alle Verbindungen mit derselben funktionellen Gruppe; gleiche Gruppe → gleiche Namensendung.
• Homologe Reihe:Glieder einer Stoffklasse unterscheiden sich jeweils um eine \(\ce{CH2}\)-Gruppe.
• Schreibweisen:Valenzstrichformel (alle Atome, freie Elektronenpaare als Striche), Halbstrukturformel, Skelettformel (jeder Knick = C-Atom, H-Atome am C weggelassen).

Sauerstoff kann auf drei Arten im Molekül sitzen — als O–H, als C=O oder als beides am selben C-Atom.

• Alkene:C=C-Doppelbindung, Endung -en: Propen \(\ce{CH2=CH-CH3}\)
• Alkanole:Hydroxygruppe \(\ce{-OH}\), Endung -ol: Ethanol \(\ce{CH3-CH2-OH}\)
• Carbonylgruppe:C=O-Doppelbindung; steckt in Alkanalen, Alkanonen und Carbonsäuren.
• Alkanale:Aldehydgruppe \(\ce{-CHO}\) am Kettenende, Endung -al: Propanal \(\ce{CH3-CH2-CHO}\)
• Alkanone:Ketogruppe: C=O zwischen zwei C-Atomen, Endung -on: Propanon \(\ce{CH3-CO-CH3}\)
• Carbonsäuren:Carboxygruppe \(\ce{-COOH}\), Endung -säure: Butansäure \(\ce{CH3-CH2-CH2-COOH}\)
• Mehrere Gruppen:Milchsäure (2-Hydroxypropansäure) \(\ce{CH3-CH(OH)-COOH}\) trägt eine Hydroxy- und eine Carboxygruppe.

Markiere in jedem Molekül genau die Atome der funktionellen Gruppe — antippen setzt oder löscht den Textmarker (Tastatur: Pfeiltasten wandern von Atom zu Atom, Enter markiert). „Prüfen“ zeigt, ob du richtig liegst, und nennt die Stoffklasse.

Halte fest: Nicht das ganze Molekül, sondern die funktionelle Gruppe entscheidet über die Stoffklasse — trägt ein Molekül zwei Gruppen, gehört es zu zwei Stoffklassen zugleich.