Chemie für Mediziner: Begleittext zum Gegenstandskatalog für die Fächer der ärztlichen Vorprüfung PDF
Preview Chemie für Mediziner: Begleittext zum Gegenstandskatalog für die Fächer der ärztlichen Vorprüfung
Heidelberger TaschenbUcher Band 171 Basistext Medizin H. P. Latscha H. A. Klein Chemie fur Mediziner Begleittext zum Gegenstandskatalog fUr die Facher der Arztlichen Vorprufung Vierte, vollig Uberarbeitete Auflage Mit 101 Abbildungen Spri nger-Verlag Berlin Heidelberg New York 1977 Professor Dr. Hans Peter Latscha Anorganisch-Chemisches Institut der UniversiHit Heidelberg, 1m Neuenheimer Feld 270, 6900 Heidelberg 1 Dr. Helmut Alfons Klein Organisch-Chemisches Institut der Universitat Kiel Haus N 21, 2300 Kiel1 ISBN-I3: 978-3-540-08041-1 e-ISBN-13: 978-3-642-96387-2 DOl: 10.1007/978-3-642-96387-2 Library-of Congress Cataloging in Publication Data. Latscha, H. P. 1937-Chemie flir Mediziner. (Heidelberger Taschenbiicher ; Bd. 171 : Basistext Medizin) First ed. published in 1974 under title: Chemie flir Mediziner zum Gegenstandskatalog flir die Fiicher der iirztlichen Vorpriifung. Includes index.!. Chemistry. I. Klein, Helmut Alfons, 1949-joint author. II. Title. QD31.2.L37 1977 540 76-52497 Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbe sondere die der Ubersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder iihnlichem wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugs weiser Verwertung, vorbehalten. Bei Vervielfaltigungen flir gewerbliche Zwecke ist gemiiB § 54 UrhG eine Vergiitung an den Verlag zu zahlen, deren Hohe mit dem Verlag zu vereinbaren ist. © by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1974, 1975, 1976, 1977. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeiehnung nieht zu der An nahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetz gebung als frei zu betrachten waren und daher von jederrnann benutzt werden diirften. Satz-, Druck und Bindearbeiten: Julius Beltz, Hemsbach/Bergstr. 2124/3140-543210 Vorwort zur vierten Auflage Die gute Aufnahme, die unser Buch bei den Studenten gefunden hat, machte innerhalb kurzer Zeit mehrere Auflagen notwendig. Die hier vorgelegte vierte Auflage wurde von uns eingehend iiberarbeitet, wobei die Wiinsche unserer Leser soweit wie moglich beriicksichtigt wurden. Wie schon die vorangegangenen Auflagen lehnt sich auch dieses Buch eng an den Gegenstandskatalog an. Es geht in der Thematik selten iiber diesen Rahmen hinaus. Das Buch ist kein allgemeines Lehrbuch der Chemie, sondern als Lernhilfe fiir Medizinstudenten gedacht. Es unterscheidet sich von Lehrbiichern u. a. dadurch, daB mit Ausnahme spezieller Beispiele weder Vorkommen noch Darstellung noch Verwendung chemischer Substanzen beriicksichtigt werden. Wir wollten aber auch kein reines Antwortbuch zum Gegenstandskatalog schreiben. Dies erschien uns nicht sinnvoll, da die logische Abfolge der Lehrinhalte (bzw. Lernziele) eine Anderung der im Katalog angegebenen Reihenfolge in mehreren Hillen notwendig macht. Urn die Koordinierung mit dem neuen Lernzielkatalog zu erleichtern, sind die Lernzielnummern am Seitenrand angegeben. AuBerdem wurde eine Zuord nungstabelle Lernziel-Seitenzahl aufgenommen. Einige Lernzielnummern tre ten mehrfach auf, weil es notwendig war, bestimmte Lernziele an mehreren Stellen des Buches zu beriicksichtigen. Die Stichworte der Lernziele sind in der Regel im Text unterstrichen. Zum besseren Verstiindnis wurden zusiitzlich Querverweise in den Text eingefiigt. Fiir die MaBeinheiten sind nur noch die SI-Einheiten verwendet worden (Erliiuterung siehe 2. und 3. Umschlagseite). Das Buch stellt eine komprimierte Zusammenfassung des geforderten chemi schen Grundwissens dar und verlangt daher im besonderen MaBe eine aktive Mitarbeit des Lesers. Bei der Lektiire empfiehlt es sich, zuerst das jeweilige Kapitel ganz zu lesen und anschlieBend die Lernziele einzeln zu bearbeiten. Urn interessierten Lesern die Moglichkeit zu geben, sich iiber den Rahmen des Buches hinaus zu informieren, wurde die verwendete Literatur gesondert zusammengestellt. Auf Ubungsfragen zu den einzelnen Kapiteln wurde verzichtet, denn das Buch Examens-Fragen "Chemie fiir Mediziner" von Latscha, Schilling und Klein, das im J. F. Lehmanns-Verlag und im Springer-Verlag erschienen ist, enthiilt 400 VI multiple choice-Fragen zu dem angegebenen Stoffgebiet, aufgeteilt nach verschiedenen Fragetypen. Wir bedanken uns bei unseren Lesern fur wertvolle Anregungen. Besonderen Dank schulden wir den Herren Prof. W. Mayer, Prof. D. Hellwinkel, Prof. H. Ludwig, Heidelberg, fur kritische Anmerkungen und Herrn Prof. W. Tochter mann, Kiel, fUr eine kritische Durchsicht groBerer Teile des Manuskripts. Heidelberg im August 1977 H.P.LATSCHA H. A. KLEIN Inhaltsiibersicht v Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Allgemeine Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chemische Elemente nnd chemische Grundgesetze 2 Chemische Grundgesetze 3 Aufban der Atome . 5 Atomkern . . . . . . 5 Elektronenhiille . . . 9 Atommodell von N. Bohr. 9 Bohrsches Modell vom Wasserstoffatom . 9 Atomspektren . . . . . . . . . . . . . . 11 Verbesserungen des Bohrschen Modells . 11 Wellenmechanisches Atommodell des Wasserstoffatoms. 12 Elektronenspin. . . . . . . . . . . . . . 14 Graphische Darstellung der Atomorbitale 14 Mehrelektronenatome . . . . . . 15 Periodensystem der Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Einteilung der Elemente auf Grund ahnlicher Elektronenkonfiguration 22 Periodizitat einiger Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Molekiile, chemische Verbindungen nnd Reaktionsgleichnngen 28 Reaktionsgleichungen . . . . . 29 Stochiometrische Rechnungen . 31 Oxidationszahl . . . . . . . . . 33 Chemische Bindnng . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Ionische (polare, heteropolare) Bindung, Ionenbeziehung 35 Kovalente Bindung (Atombindung) . . . . . . . . . . . 38 VIII MO-Theorie der kovalenten Bindung 39 VB-Theorie der kovalenten Bindung . 41 Gesattigte Kohlenwasserstoffe . . 42 Ungesattigte Kohlenwasserstoffe . 45 Metallische Bindung . . . . . . . 47 Van der Waalssche Bindung ... 49 Komplexe und Komplexbindung . 50 Materie und ihre Eigenschaften . 54 Heterogene und homo gene Stoffe . . . . . . . . 54 Zustandsformen der Materie (Aggregatzustande) 55 Gasformiger Zustand . 55 Fliissiger Zustand . . . . . . . . . . . . . . 59 Fester Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Wechselwirkung zwischen Licht und Materie . 62 Chemisches Gleichgewicht . . . . . 65 Beeinflussung von Gleichgewichtslagen 68 Losungen . ............... . 71 Eigenschaften von Losungsmitteln . . . . . 71 Verhalten und Eigenschaften von Losungen 74 Sauren und Basen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Elektrolytische Dissoziation . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Broenstedtsauren und -basen und der Begriff des pH- Wertes . 82 Sauren-und Basenstarke . 85 Neutralisationsreaktionen 89 KonzentrationsmaBe. . . 90 Titrationskurven . . . . . 93 pH-Abhangigkeit von Sauren-und Basen-Gleichgewichten 95 pH-Messung ....................... . 99 Redoxvorgange . . . . . . . . . 102 Reduktion und Oxidation . . . . . 102 Normalpotentiale von Redoxpaaren 104 Normalpotential und Reaktionsrichtung 108 Nernstsche Gleichung . . . . . . . . . 110 IX Heterogene Gleichgewichte . 114 Adsorption. . . . . . . . . . 115 Trennverfahren . . . . . . . 115 Zerlegung homogener Stoffe . 115 Ionenaustauscher . . . . . . 120 Kinetik nnd Energetik chemischer Reaktionen 122 Reaktionsordnung . . . . . . . . 123 Molekularitiit einer Reaktion. . . 125 Konzentration-Zeit-Diagramme . 126 Arrhenius-Gleichung 127 Parallelreaktionen 129 Tbermodynamik . . . . . . . . . . . . 13 2 I. HauptsatzderThermodynamik .... 132 Anwendung des I. Hauptsatzes auf chemische Reaktionen 134 II. Hauptsatz der Thermodynamik (Teil1) 136 Statistische Deutung der Entropie . . . . 13 9 II. Hauptsa tz der Thermodynamik (Teil 2) 13 9 Zusammenhang zwischen A G und EMK . 140 Anwendung des II. Hauptsatzes auf Losungsvorgiinge 141 Organische Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 145 Struktnr, Stereochemie nnd Reaktionen von Kohlenwasserstoffen 146 Gesiittigte Kohlenwasserstoffe . 146 Offenkettige Alkane . . . . . . . . . . . . 146 BauderoffenkettigenAlkane . . . . . . . 149 Cyclische Alkane und ihre Molekiilstruktur 152 Das Steran-Geriist . . . . . . . . . . . . . 155 Eigenschaften und chemische Reaktionen der Alkane 158 Ungesiittigte Kohlenwasserstoffe . 160 Chemische Reaktionen. . . . . . . . 162 Aromatische Kohlenwasserstoffe .. 166 Wichtige organisch-chemische Reaktionsmechanismen 168 Heterocyclen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Verbindnngen mit einfachen funktionellen Gruppen . 175 Sauerstoff-Verbindungen 175 Alkohole (Alkanole). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 x Reaktionen mit Alkoholen . 177 Ether ......... . 179 Phenole ....... . 181 Schwefel-Verbindongen 182 Thiole und Sulfide . . . 182 Sulfonsauren . . . . . . 183 Stickstoff-Verbindongen . 185 Amine ......... . 185 Nitro-, Azo-und Diazo-Verbindungen . 188 Verhindungen mit ungesattigten funktionellen Gruppen . 191 Aldehyde ond Ketone . . . . . . . . 192 Gemeinsame Reaktionen . . . . . . 192 Unterschiede in den Reaktionsweisen 197 Chinone ....... . 197 Carbonsaoren . . . . . . . . . . . . 200 Wichtige Carbonsauren . . . . . . . 201 Derivate der Carbonsaoren ond ihre Reaktionen . 203 Spezielle Ester . . . . . . . . . . 209 Lactone ............. . 209 Phosphorsaureester-und anhydride 209 Triglyceride und Phospho lipide 212 Nitrile ond Imine . 213 Stereoisomerie . 215 Molekiilchiralitat und Nomenklatur 216 R-S-Nomenklatur .... . 217 D-L-Nomenklatur .... . 220 Beispiele zur Stereochemie . 221 Einige polyfunktionelle, natiirliche Verhindungen 223 Hydroxy-ond Ketocarbonsaoren . 223 Aminosauren . 226 Peptide .... 230 Kohienhydrate . 233 Biopolymere . 241 Polysaccharide . 242 XI Proteine (Polypeptide) . . . . 246 Nucleinsauren (DNA, RNA) . 251 Funktionelle Gruppen in Naturstoffen (Beispiele) 254 Hinweise zur Nomenklatur organischer Verbindungen . 257 Stammsysteme . . . . 257 Substituierte Systeme 258 Anwendungsbeispiel . 262 Literatur an weiterfiihrenden Werken 263 Sachregister. . . . . . . . . . . . . . . 265 Zuordnungstabelle: Lernziel-Seitenzahl . 275 Abbildungsnachweis. . . . . . . . . . . . 277 Ma8einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2. und 3. Umschlagseite
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