Chemie für Mediziner: Begleittext zum Gegenstandskatalog für die Fächer der ärztlichen Vorprüfung

298 Pages·1980·14.985 MB·German

by  Professor Dr. Hans Peter Latscha, Dr. Helmut Alfons Klein (auth.)

Heidelberger Taschenbucher Band 171
Basistext Medizip
H. P. Latscha H.A Klein
Chemie
fur
Mediziner
Begleittext zum Gegenstandskatalog
fOr die Facher der Arztlichen VorprUfung
FOnfte, korrigierte Auflage
Mit 101 Abbildungen und 25 Tabellen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York 1980
Professor Dr. Hans Peter Latscha
Anorganisch-Chemisches Institut
der UniversiHit Heidelberg,
1m Neuenheimer Feld 270, 6900 Heidelberg 1
Dr. Helmut Alfons Klein
Institut fUr Organische Chemie
der Universitat Kiel
Haus N 21, 2300 Kiell
ISBN-13: 978-3-540-09613-9 e-ISBN-13: 978-3-642-96538-8
DOl: 10.1007/978-3-642-96538-8
5. Aufiage Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York
5th edition Springer-Verlag New York Heidelberg Berlin
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Latscha, Hans P.:
Chemie fUr Mediziner : Begleittext zum Gegenstandskatalog fUr d. Facher d. arztl.
Vorpriifung 1 H. P. Latscha ; H. A. Klein. - 5., korrigierte Aufl. - Berlin, Heidelberg,
New York: Springer, 1980.
(Heidelberger Taschenbiicher; Bd. 171: Basistext Medizin)
NE: Klein, Helmut A.:
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Vorwort zur fiinften Auflage
Diese Auflage basiert auf der vierten vollig iiberarbeiteten Auflage aus dem
Jahre 1977. Sie beriicksichtigt alle bis jetzt eingegangenen Korrekturvorschlage.
Heidelberg,im Januar 1980 H. P. LATSCHA
H. A. KLEIN
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 Fallen 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
v
Regel im Text unterstrichen. Zum besseren Verstiindnis wurden zusatzlich
Querverweise in den Text eingefUgt. Fur die MaBeinheiten sind nur noch die
SI-Einheiten verwendet worden (Erlauterung 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 Lekture empfiehit es sich, zuerst das jeweilige
Kapitel ganz zu lesen und anschlieBend die Lemziele einzeln zu bearbeiten.
Urn interessierten Lesem die M6glichkeit zu geben, sich uber den Rahmen des
Buches hinaus zu informieren, wurde die verwendete Literatur gesondert
zusammengestellt.
Auf Obungsfragen zu den einzelnen Kapiteln wurde verzichtet, denn das Buch
Examens-Fragen "Chemie fUr Mediziner" von Latscha, Schilling und Klein, das
im J. F. Lehmanns-Verlag und im Springer-Verlag erschienen ist, enthalt 400
multiple choice-Fragen zu dem angegebenen Stoffgebiet, aufgeteilt nach
verschiedenen Fragetypen.
Wir bedanken uns bei unseren Lesem fur wertvolle Anregungen. Besonderen
Dank schulden wir den Herren Prof. W. Mayer, Prof. D. Hellwinkel, Prof. H.
Ludwig, Heidelberg, fUr kritische Anmerkungen und Herm Prof. W. Tochter
mann, Kiel, fUr eine kritische Durchsicht gr6Berer Teile des Manuskripts.
Heidelberg im August 1977 H.P.LATsCHA
H. A. KLEIN
VI
Inhaltsverzeichnis
v
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
Allgemeine Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Chemische Elemente und chemische Grundgesetze 2
Chemische Grundgesetze 3
Aufbau der Atome . 5
Atomkern . . . . . . 5
Elektronenhiille . . . 9
Atommodell vonN. 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 iihnlicher Elektronenkonfiguration 22
Periodizitiit einiger Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Molekiile, chemische Verbindungen und Reaktionsgieichungen 28
Reaktionsgieichungen . . . . . 29
Stochiometrische Rechnungen . 31
Oxidationszahl . . . . . . . . . 33
Chemische Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Ionische (polare, heteropolare) Bindung, Ionenbeziehung . 35
Kovalente Bindung (Atombindung) . . . . . . . . . . . . . 38
VII
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 ond 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
Broenstedtsiiuren und -basen und der Begriff des pH-Wertes . 82
Siiuren-und Basenstiirke . 85
Neutralisationsreaktionen 89
KonzentrationsmaBe. . . 90
Titrationskurven . . . . . 93
pH-Abhiingigkeit von Siiuren-und Basen-Gleichgewichten 95
pH-Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Redoxvorgiinge ........ . 102
Reduktion und Oxidation . . . . . 102
Normalpotentiale von Redoxpaaren 104
Normalpotential und Reaktionsrichtung . 108
Nernstsche Gleichung ......... . 110
VIII
Heterogene Gleichgewichte. . . . 114
Adsorption. . . . . . . . . . 115
Trennverfahren ...... ; 115
Zerlegung homogener Stoffe . 115
Ionenaustauscher .... . . 120
Kinetik ond Energetik chemischer Reaktionen 122
Reaktionsordnung . . . . . . . . 123
Molekularitat einer Reaktion. . . 125
Konzentration-Zeit-Diagramme . 126
Arrhenius-Gleichung 127
Parallelreaktionen . 129
Thermodynamik . 132
I. Hauptsatz der Thermodynamik 132
Anwendung des I. Hauptsatzes auf chemische Reaktionen . 134
II. Hauptsatz der Thermodynamik (TeiI1) 136
Statistische Deutung der Entropie . . . . 139
II. Hauptsatz der Thermodynamik (TeiI2) 139
Zusammenhang zwischen !l.Gund EMK . . 140
Anwendung des II. Hauptsatzes auf LOsungsvorgange 141
Organische Chemie .'. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 145
Struktur, Stereochemie ond Reaktionen von Kohlenwasserstoffen 146
Gesattigte Kohlenwasserstoffe . 146
Offenkettige Alkane . . . . . . . . . . . . 146
Bau der offenkettigen Alkane . . . . . . . 149
Cyclische Alkane und ihre Molekiilstruktur 152
Das Steran-Geriist . . . . . . . . . . . . . 155
Eigenschaften und chemische Reaktionen der Alkane 158
Ungesattigte Kohlenwasserstoffe . 160
ChemischeReaktionen. . . . . . . . 162
Aromatische Kohlenwasserstoffe .. 166
Wichtige organisch-chemische Reaktionsmechanismen 168
Heterocyclen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Verbindungen mit einfachen funktioneUen Gruppen . 175
Sauerstoff-Verbindungen 175
Alkohole (Alkanole). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
IX
Reaktionen mit Alkoholen . 177
Ether .......... . 179
Phenole ........ . 181
Schwefel-Verbindungen . 182
Thiole und Sulfide . . . . 182
Sulfonsauren . . . . . . . 183
Stickstoff-Verbindungen . 185
Amine ......... . 185
Nitro-, Azo-und Diazo-Verbindungen. . 188
Verbindungen mit ungesattigten funktioneUen Groppen . 191
Aldehyde und Ketone . . . . . . . . 192
Gemeinsame Reaktionen . . . . . . 192
Unterschiede in den Reaktionsweisen 197
Chinone ....... . 197
Carbonsiiuren . . . . . . . . . . . . 200
Wichtige Carbonsauren . . . . . . . 201
Derivate der Carbonsiiuren und ihre Reaktionen . 203
Spezielle Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 209
Lactone ............. . 209
Phosphorsaureester-und anhydride 209
Triglyceride und Phospholipide 212
Nitrile und Imine . 213
Stereoisomerie . 215
Molekiilchiralitat und Nomenklatur 216
R-S-Nomenklatur . . . . . 217
D-L-Nomenklatur ..... 220
Beispiele zur Stereochemie . 221
Einige polyfunktioneUe, natiirliche Verbindungen 223
Hydroxy-und Ketocarbonsiiuren . 223
Aminosauren . 226
Peptide . ... 230
Kohienhydrate . 233
Biopolymere . 241
Polysaccharide . 242
x
Proteine (Polypeptide) . . . . 246
Nucleinsauren (DNA, RNA) . 251
FunktioneUe Gruppen in Naturstoffen (Beispiele) 254
Hinweise zur Nomenklatur organischer Verbindungen . 257
Stammsysteme . . . . 257
Substituierte Systeme 258
Anwendungsbeispiel . 262
Konzentrationsangaben des SI-Systems . . . . . . . 263
Literaturauswahl an weiterfiihrenden Werken und
Literaturnachweis . 271
Sachverzeichnis . . 273
Zuordnungstabelle: Lernziel-Seitenzahl . 283
AbbUdungsnachweis. . . . . . . . . . . . 285
Ma8einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2. und 3. Umschlagseite
XI