1. Wasserstoffbrücken in organischen Molekülen
Lange Zeit war es nur über komplizierte indirekte Schlüsse möglich, sich ein Bild vom Arrangement der Atome in Molekülen zu machen. Viele Naturwissenschaftler bezweifelten denn auch, dass es Atome und Moleküle in der Realität wirklich gebe.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts lernte man, wie man sich mit Hilfe von Röntgenstrahlen ein Bild von der Anordnung der Atome in Kristallen machen konnte (Kristallstrukturanalyse). Dadurch wurde es u.a. möglich, die Auswirkungen der zwischenmolekularen Wechselwirkungen in solchen Kristallen zu studieren.
Maleinsäure
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Als erstes, einfaches Beispiel soll Maleinsäure untersucht werden. Maleinsäuremoleküle kristallisieren in flachen Schichten. Durch anklicken der grünen Links kann wahlweise nur eine Kristallebene, oder dann wieder der ganze Ausschnitt des Kristalls angezeigt werden.
Mit der Maus lässt sich die Abbildung bearbeiten:
- Molekül drehen: linke Maustaste anklicken
- Zoom: scroll wheel = Rädchen in der Mitte der Maus oder shift+linke Maustaste
- Verschieben: ctrl + rechte Maustaste
Probiere auch die Buttons unter der Abbildung aus.
Suche nun Wasserstoffbrücken in diesem Kristall. Markiere dabei jede gefundene Brücke mit dem Distanzmessungs-Tool:
- Distanzen messen: Erstes Atom doppelklicken, zweites Atom doppelklicken
- Gibt es von einer Molekülebene zur nächsten Wasserstoffbrücken?
- Wie viele verschiedenartige Wasserstoffbrücken gibt es innerhalb einer Molekülebene?
- Welche Wechselwirkungen halten einen Maleinsäurekristall zusammen?
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2. Harnstoff
| - Welche Bindungswinkel würde man am N-Atom erwarten und welche treten tatsächlich auf?
- Winkel messen: erstes Atom doppelklicken, zweites Atom einfach anklicken, drittes Atom doppelklicken.
- Liegen die H-Atome genau in derselben Ebene wie die C-, N- und O-Atome?
- Torsionswinkel (Diederwinkel) messen: erstes Atom doppelklicken, zweites und drittes Atom einfach anklicken, viertes Atom doppelklicken.
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