VO Organische Chemie in der molekularen Biologie I

VO Organische Chemie I 3. Chemische Bindung
aufgebaut wie in der rechten Abbildung, mit einem delokalisierten Orbital über 4
Zentren (rot):
O
O N
O
N
O
h
In einem Orbital gilt: Ekin ~ (l: Größe des Orbitals). Delokalisierte Orbitale, die viel
2
l
größer sind als lokalisierte Orbitale, sind daher auch energieärmer und stabiler.
Es gibt Substanzen, bei denen sich die Delokalisierung über faktisch unendlich viele
Moleküle streckt z.B. Graphit (Schichtgitter => elektrische Leitfähigkeit).
Box 3.1: Gibt es diese Orbitale eigentlich wirklich?
In sämtlichen Naturwissenschaften gehen die Erkenntnisse vom Experiment oder von der
Beobachtung aus. Wir sind bestrebt, solche Experimente miteinander zu verknüpfen, um
daraus Theorien oder Gesetzmäßigkeiten abzuleiten, die das Verständnis für bestimmte
Vorgänge erleichtern sollen (historisches Beispiel: Kepler’sche Gesetze). Natur-
wissenschaftliche Theorien sind im Gegensatz zu mathematischen (wie der pythagoreische
Lehrsatz) nicht beweisbar. Sie können höchstens – im umgekehrten Fall – falsifiziert werden
(KARL POPPER) d.h. es kommt ein Experiment, das zeigt: Diese Theorie steht nicht im
Einklang mit diesem Experiment, also muss sie falsch sein (etwa WÖHLER – Harnstoff-
synthese – Ende der Vitalismus-Theorie, s. Kapitel 1).
Im Bezug auf die angeschnittene Frage heißt das: Wir können vom heutigen Standpunkt aus
sagen, dass die Orbitaltheorie mit den uns zur Verfügung stehenden experimentellen Daten im
Einklang steht; sie kann sehr viele experimentelle Ergebnisse erklären, wie den
Paramagnetismus und die Bindungsenergie.
3.5 Die Orbitale des Kohlenstoffatoms
Das isolierte C-Atom besitzt die Elektronenkonfiguration 1s 2 2s 2 2p 2 . Mit seinen insgesamt
sechs Elektronen weist es in der innersten Schale also zwei Elektronen und in der 2. Schale
zwei s-Elektronen und zwei p-Elektronen auf:
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O
O