Wenn Sie sich für ein Medizinstudium entschieden haben, müssen Sie sich auch mit der Chemie auseinandersetzen. Aber keine Sorge, dieses Buch bereitet Sie optimal auf die anstehende Prüfung vor. "Chemie für Mediziner für Dummies" erklärt Ihnen anschaulich, wie ein Atom aufgebaut ist, welche Arten der chemischen Bindung es gibt, was Komplexverbindungen sind und führt Sie in die Organische Chemie und die Chemie der Naturstoffe ein. Bernd Goldfuß erklärt Ihnen alles, was Sie als Mediziner über die Chemie wissen müssen - von der Struktur von Penicillin bis zu den chemischen Phänomenen, die der Dialyse zugrunde liegen.
/ AUS DEM INHALT: / / /
Über den Autor 17
Einführung 19
Über dieses Buch 19
Törichte Annahmen über den Leser 20
Wie dieses Buch aufgebaut ist 20
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 20
Wie es weitergeht 20
Teil I
Grundlagen - das Wesentliche zum Einstieg 21
Kapitel1
Materie - woraus wir bestehen und was uns umgibt 23
Materie - Atome und Moleküle füllenden Raum 23
Fest, flüssig, gasförmig - die Aggregatzustände 26
Phasendiagramme - Druck und Temperatur auf einen Blick 28
Gase - unsere unsichtbaren Begleiter 29
Flüssigkeiten - anziehend flexibel 31
Feststoffe - wir halten zusammen 32
Kapitel 2
Atome - unteilbar, aber dennoch spaltbar 33
Das Atom - viel leerer Raum um konzentrierte Masse 33
Isotope - gleicher Ort, aber unterschiedliche Masse 35
Radioaktivität - Gefahren und Nutzen der Strahlung 38
Radioaktivität als Krankmacher 39
Radioaktivität als Helfer 39
Vier fundamentale Kräfte - doch nur eine ist für die Chemie relevant 39
Kapitel 3
Chemische Bindungen - wie Atome zusammenhalten 41
Wiefinden sich bindungswillige Partner? 41
Kovalent: Wir teilen fair! 42
Ionisch: Wenn sich Elektronen auf eine Seite schlagen 42
Metallisch: Von einer Elektronenwolke umhüllt 43
Was Atome zusammenhält 44
Die Quantenchemie und die Gesetze im Mikrokosmos 45
Leuchtende Atome - das Atommodell von Bohr 46
Die rettende Gleichung - Orbitale für Elektronen 48
Die Regeln von Hund und Pauli 50
Atomaufbau mit dem Kästchenmodell - einfach, aber effektiv 51
Wir halten Ordnung - das Periodensystem der Elemente 52
Elektronenkonfiguration und chemische Eigenschaften 53
Endlich verständlich - die Größe von Atomen 55
Elektronegativität - was Atome anziehend finden 57
Wasserstoff H2 - das einfachste kovalent gebundene und neutrale Molekül 58
Methan CH4 - Hybridisierung zum perfekten Tetraeder 59
Ammoniak NH3 - die Pyramide mit dem freien Elektronenpaar 61
Wasser H2O - das gewinkelte Lebenselixier mit Dipolmoment 62
Sigma ? und Pi ?-Symbole für Bindungstypen 64
Lewis-Strukturen (I)-kovalente Moleküle richtig zeichnen 65
Oktettregel und Oktettaufweitung 66
Die Lewis-Strukturen für polare kovalente Moleküle 67
Die Geometrie kovalenter Moleküle 69
Sekundäre Bindungen - auch das ist wichtig für Biomoleküle! 70
Teil II
Allgemeine und Anorganische Chemie 71
Kapitel 4
Stöchiometrie - chemischesRechnen 73
Praktisch konstant - Masse chemischer Reaktionen 73
Große Zahl für kleine Teilchen 74
Mischen möglich - korrekte Konzentrationsangaben 74
Dreisatz - drei Größen, eine Lösung 75
Kapitel 5
Thermodynamik - heiße und kalte Chemie 77
Hin und Her -Gleichgewichte in Reaktionen 77
Verschiebung von Gleichgewichten 80
Formen von Gleichgewichten 82
Die Hauptsätze der Thermodynamik 83
Kapitel 6
Kinetik - GeschwindigkeitchemischerReaktionen 87
So schnell kann's gehen - das Geschwindigkeitsgesetz 87
Aktivierungsenergie -mit Schwung über den Berg … 88
Die Arrhenius-Gleichung - Geschwindigkeit, Temperatur und Aktivierungsenergie 89
Von der Kinetik zum Reaktionsmechanismus 89
Katalysatoren - die Reaktionsbeschleuniger 90
Katalysatoren - Ihre alltäglichen Helfer 90
Enzyme - kein Leben ohne Biokatalysatoren 91
Kapitel 7
Lösungen 93
Was macht ein Lösungsmittel aus? 93
Ohne Wasser geht nichts im Leben 93
Werlöst was? 95
Was geschieht beim Lösungsvorgang? 96
Schwerlöslich - und das ist gut so! 97
Gesättigte Lösung, Löslichkeit und Löslichkeitsprodukt 97
Allezusammen - Kolligative Phänomene 98
Kapitel 8
Heterogene Gleichgewichte 101
Gleichgewichte zwischen heterogenen Phasen 101
Fest-und Flüssigphasen zum Entgiften und Trennen 102
Fastwie Zauberei - Osmose 103
Schrumpfende Zellen, platzende Kirschen - Osmose im Alltag 105
Sauberes Blut dank Dialyse 105
Das Membranpotenzial - die lebenswichtige Ladungsdifferenz 106
Kapitel 9
Säuren und Basen 109
Wenn Schwefel verbrennt 109
Warum wird Regen sauer? 110
Schwefelsäure - die große Schwester der Schwefligen Säure 111
Basen - die Gegenspieler der Säuren 111
Brønsted - auf die Protonen kommt es an 112
Lewis-Säuren und Lewis-Basen - Elektronen machen den Unterschied 112
Wasser als Säure und als Base 113
Der pH-Wert - negativ und logarithmisch 113
Sauer oder basisch? Alles außer pH7! 114
Sauer oder basisch - wie stark ist die Verbindung? 115
Wassernivelliert die maximale Säurestärke 116
Die Berechnung des pH-Wertsvon Lösungen mitstarken Säuren 116
Die pH-Wert Berechnung von Lösungen mitschwachen Säuren 117
Was macht eine Säure sosauer? 117
Von Rotkohl und Blaukraut - pH-Wert-Messungen 118
Kein Leben ohne Puffer - pH-Konstanz istwichtig! 120
Kapitel 10
Oxidation und Reduktion - wie Elektronenspringenkönnen 121
Knallige Redoxreaktion - wie Oxidationsstufen helfen können 121
Einmal pusten, bitte - was Alkohol und Redoxreaktionen verbindet 122
Elektronen hüpfen bergab - das Prinzip von Redoxreaktionen 124
Redox-Disproportionierung von Wasserstoffperoxid-Oxidationsstufen laufen auseinander 124
Redox-Synproportionierung von Ammoniumnitrat-Dünger und Sprengstoff 125
Strom aus der Batterie mittels Redoxchemie 125
Dieelektrochemische Reihe - kombinieren Sie Ihre eigene Batterie 126
Spaltung mit Strom - die Elektrolyse 126
Wenn keine Standardbedingungen vorliegen - die Nernst-Gleichung 129
Kapitel 11
Komplexe 131
Komplex, aber nicht kompliziert 131
Koordinative Bindungen - von ionisch bis kovalent 132
Wiestabil ist der Komplex? 134
Metalle in der Zange - der Chelat-Effekt 134
Komplexe, die heilen 135
Teil III
OrganischeChemie-einfacheBausteine
fürgroßartigeMoleküle 137
Kapitel 12
Bindung und Geometrie - die vier Arme des C-Atoms 139
Organisch oder nicht - wo ist denn da der Unterschied? 139
Kohlenstoff - ein ganz besonderes Atom 140
Ordnungsprinzipien im "Organischen Universum" 140
Der wichtigste Baustein - die tetraedrische sp3-Hybridisierung 141
Die sp2-Hybridisierung - die trigonal-planare Geometrie 143
Die sp-Hybridisierung - geradewegs zur linearen Geometrie 144
Kapitel 13
Kohlenwasserstoffe 147
Kohlenwasserstoffe in aller Vielfalt 147
Isomere und Doppelbindungsäquivalente 149
Alkane - Homologe des Methans 150
Die Nomenklatur der Alkane 151
Methanproduktion und Erderwärmung 151
Wieviel Energie steckt im Alkan? 153
Spannende Ringe - Cycloalkane 154
Cyclohexan - praktisch spannungsfrei 158
Alkene addieren gern … 159
Diene - durch Konjugation stabilisiert 160
Aromaten - besonders stabilund delokalisiert 161
Aromaten substituieren lieber 163
Das Gift entsteht im Körper - toxische Kohlenwasserstoffe 163
Kapitel 14
Stereochemie 167
Die Chemie in 3D 167
Isomere - unterschiedlich trotz gleicher Summenformel 167
Stereoisomere - der Raum macht den Unterschied 168
Konformere - ganz fix von einem Isomer zum anderen 169
Konfigurationsisomere - planar, ohne Stereozentren 171
Konfigurationsisomere - mit Stereozentren 172
Enantiomere der Milchsäure 174
Fischer-Projektion - die D- und L-Formen der Milchsäure 174
Die R-und S-Formen der Milchsäure - CIP-Nomenklatur 175
Optische Aktivität - rechts- oder linksdrehend 176
Wie unterschiedlich sind Enantiomere? 177
Kapitel 15
Reaktionsmechanismen 181
Dievier Reaktionstypen der (organischen) Chemie 181
Polar oder radikalisch? 182
Die radikalische Substitution - SR zur Synthese der Halogenalkane 183
Die aliphatische Substitution - SN1 mittert.- Butylbromid 185
SN2 mit Methylbromid - einanderer nukleophiler
Substitutionsmechanismus 187
SEAr - die elektrophile aromatische Substitution 189
Kapitel 16
Alkohole und Ether 191
Ethanol und Methanol - alkyliertes Wasser 191
Die Alkylgruppe macht den Unterschied 193
Die Wertigkeit von Alkoholen 193
Erfrischend alkoholisch - Menthol 194
Phenole - wenn Aryl anstatt Alkyl gebunden ist 195
Ein (echt?)scharfes Phenol - Capsaicin 197
Ether - zweifach-alkyliertes Wasser 197
Ether als Narkotikum 198
Zyklische, gespannte Ether - reaktiv und toxisch 198
Nitroglycerin - ein explosives Arzneimittel 200
Kapitel 17
Schwefelverbindungen 201
Schwefel- und Sauerstofforganyle - Unterschiede trotz formaler Gemeinsamkeiten 201
Vom Gestank zum Aroma 202
Die biologisch sowichtige Disulfidbrücke 203
Sulfoxide, Sulfonate und Sulfate 205
Weitere nützliche Schwefelverbindungen 206
Kapitel 18
Amine 209
Alkylierter Ammoniak - organische Amine 209
Amine als Basen 210
Amine als Nukleophile 211
Alkaloide und biogene Amine - wunderbare Wirkungen 211
Kapitel 19
Aldehyde und Ketone 213
Der Alleskönner - die Carbonylfunktion 213
Aldehyde und Ketone durch die Oxidation von Alkoholen 214
Nachweis für Aldehyde - Fehling- und Tollens-Probe 215
Die Reaktion der Carbonylreste mit Nukleophilen: Hydrate 216
Reaktionen mit Alkoholen bilden Halb- und Vollacetale 217
Aus der Reaktion mit Aminen entstehen Aminale 218
Enolate: der leichte Weg zu Carbanionen 219
Keto-Enol-Tautomerie 220
Die perfekte C-C-Bindungsbildung - Aldol-Additionen 221
Kapitel 20
Carbonsäuren und Derivate 223
Azidität dank Carbonylfunktion 223
Es geht noch saurer - Ameisensäure 223
Die Esterbildung 224
Verseifung 225
Weitere wichtige Derivate von Carbonsäuren 226
Kapitel 21
Heterocyclen 229
Fünfring-Heterocyclen mit Stickstoff 229
Heterocyclen mit Sauerstoff und Schwefel 230
Stickstoffhaltige Sechsring-Heterocyclen 231
Weitere Stickstoff-haltigeHeterocyclen 232
Teil IV
Alles natürlich - Biochemie 233
Kapitel 22
Aminosäuren und Proteine 235
Primäre und sekundäre Naturstoffe 235
Amino(carbon)säuren 235
Die 20 proteinogenen Aminosäuren 236
Der Rest bringt den Unterschied 238
Der isoelektrische Punkt 239
Die Peptidbindung 240
Große Vielfalt durch Variation 241
Sekundär-, Tertiär- und Quartärstrukturen von Proteinen 242
Kapitel 23
Kohlenhydrate 245
Hydrate des Kohlenstoffs? 245
Kohlenhydrate - woher sie kommen, wohin sie gehen 246
Monosaccharide - die kleinen Bausteine der Kohlenhydrate 246
D-Glucose und D-Fructose - die süßen Monosaccharide 247
D-Glucose - vom Hydroxyaldehyd zur Pyranose 249
Die Mutarotation der D-Glucose 250
D-Fructose - vom Hydroxy-Keton zur Furanose 251
Von Glucose zur Fructose und zurück 251
Disaccharide -glykosidisch gebunden 253
Noch mehr Glykoside 255
Einfach riesig - Polymere aus D-Glucose 256
Kapitel 24
Lipide 259
Lipophile - aus Liebe zum Fett 259
Energie aus Fetten 260
Phospholipide in Zellmembranen 261
Fettsäuren - ungesättigt besonders wertvoll 262
Auf- und Abbau von Fettsäuren 264
Eine Schmerztablette, bitte! - Acetylsalicylsäure hemmt Cyclooxygenasen 265
Kapitel 25
Nukleinsäuren 267
Der Kerndes Lebens 267
Die Nukleinbasen 268
Der genetische Code 268
Zucker und Nukleinbasen bilden Nukleoside 270
Mit Phosphorsäure zum Nukleotidester 271
DNA und RNA sind Polyester 272
Basenpaarung durch Wasserstoffbrücken 273
Teil V
Top-Ten-Teil 277
Kapitel 26
Valenzstrich(Lewis)-Strukturen 279
Der Bindungsstrich - zwei Elektronen, die Atome verbinden 279
Elektronenkonfiguration und Kästchenschema 280
Freie Elektronenpaare (lone pairs) 280
Ungepaarte Elektronen inRadikalen 281
Oktettaufweitung bei Elementen ab der dritten Periode 281
Grenzstrukturen (I): induktiver Effekt 282
Grenzstrukturen (II): konjugativer ("mesomerer") Effekt 282
Dreidimensionale Geometrie 282
Relative und absolute Konfiguration 283
Absolute Konfiguration nach Fischer 283
Kapitel 27
Zehn sensationelle Moleküle 285
Stabiler geht es nicht - Adamantan 285
Ein stabiles Carben 285
Ein stabiles C-Radikal 286
Hoch gespannt und aromatisch 286
Ein dreidimensionaler Aromat 287
Ein Kohlenwasserstoff-Würfel 287
Ein kleiner, billiger, hocheffektiver Katalysator für C-C-Kupplungen 287
Ein Kohlenstoff-Tetraeder 288
Ein Fußball nur aus Kohlenstoff 288
Der invertierteTetraeder - [1.1.1] Propellan 289
Stichwortverzeichnis 291