Chemie für Studierende der Medizin und Biowissenschaften
3. Auflage
Erschienen am 1. März 2023
864 Seiten
978-3-86326-335-5 (ISBN)
Beschreibung
Das beliebte, auf die Approbationsordnung abgestimmte Lehrbuch bietet einen praxisbezogenen Einstieg in die Chemie, der aufzeigt, welche Bedeutung die Chemie für den Mediziner im Arbeitsalltag hat. Jedes Kapitel beginnt mit einem Fallbeispiel aus der medizinischen Praxis, das den Rahmen für die Untersuchung der chemischen Grundlagen absteckt und sich als roter Faden durch das gesamte Kapitel zieht. Das Buch ist umfassend bebildert und bietet Studierenden anhand von zahlreichen Merksätzen, Definitionen und Tabellen die nötige Orientierung. Neben Beispielaufgaben mit vorgerechneter Lösung finden sich am Kapitelende zahlreiche Übungsaufgaben, deren Lösungen im Anhang gegeben werden. Online stehen zusätzliche Übungen zur Vorbereitung auf die Prüfung zur Verfügung.
Für die Neuauflage wurde das Buch durchgehend aktualisiert und um neue Praxisbeispiele ergänzt.
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Schmuck / Engels / Schirmeister
Chemie für Studierende der Medizin und Biowissenschaften
Buch
03/2023
3. Auflage
Pearson Studium
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Inhalt
Inhaltsverzeichnis
- Vorwort
- Vorwort zur dritten Auflage
- Kapitel 1: Aufbau der Materie
- 1.1 Materie besteht aus Atomen
- 1.2 Elementarteilchen
- 1.3 Aufbau eines Atoms
- 1.4 Atommassen und Stoffmengen
- 1.5 Isotope
- 1.6 Radioaktivität und Anwendungen von Isotopen
- 1.7 Aufbau der Elektronenhülle
- 1.8 Das Periodensystem der Elemente
- 1.9 Wichtige Gruppen im Periodensystem
- 1.10 Wichtige Elemente in lebenden Organismen
- 1.11 Wechselwirkungen von Licht mit Materie und Grundlagen der Spektroskopie
- Kapitel 2: Die chemische Bindung
- 2.1 Atomarer Aufbau von Stoffen
- 2.2 Die Edelgasregel
- 2.3 Die Ionenbindung
- 2.4 Die Metallbindung
- 2.5 Die kovalente Atombindung
- 2.6 Die polare Atombindung
- 2.7 Die koordinative Bindung
- 2.8 Vergleich der Bindungstypen
- 2.9 Vorhersage von Molekülstrukturen
- Kapitel 3: Zustandsformen der Materie
- 3.1 Aggregatzustände
- 3.2 Arten zwischenmolekularer Kräfte
- 3.2.1 Elektrostatische Wechselwirkungen
- 3.2.2 Wasserstoffbrückenbindungen
- 3.2.3 Van-der-Waals-Wechselwirkungen
- 3.2.4 Hydrophobe Wechselwirkungen
- 3.3 Phasenumwandlungen
- 3.4 Reinstoffe und Stoffgemische
- 3.5 Homogene und heterogene Systeme
- 3.6 Ideale Gase
- 3.7 Flüssigkeiten
- 3.8 Feststoffe
- Kapitel 4: Heterogene Phasengleichgewichte
- 4.1 Einführung
- 4.2 Allgemeine Beschreibung von Verteilungsgleichgewichten
- 4.3 Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten
- 4.4 Adsorption an Oberflächen
- 4.5 Verteilung zwischen zwei Flüssigkeiten
- 4.6 Vergleich der heterogenen Verteilungsgleichgewichte
- 4.7 Grundlagen der Stofftrennung
- 4.7.1 Chromatographie
- 4.7.2 Fraktionierende Destillation
- 4.7.3 Gefriertrocknung
- 4.8 Löslichkeit von Feststoffen
- 4.9 Salzlösungen und das Löslichkeitsprodukt
- 4.9.1 Der Lösungsvorgang
- 4.9.2 Das Löslichkeitsprodukt
- 4.9.3 Löslichkeit in Gegenwart von Fremdsalzen
- 4.10 Verteilungsgleichgewichte in Gegenwart von Membranen
- 4.10.1 Diffusion
- 4.10.2 Diffusion durch eine semipermeable Membran
- 4.10.3 Osmose
- 4.10.4 Donnan-Gleichgewicht
- Kapitel 5: Chemische Reaktionen und Energetik
- 5.1 Chemische Reaktionen sind Stoffumwandlungen
- 5.2 Die chemische Reaktionsgleichung
- 5.3 Quantitative Interpretation der Reaktionsgleichung
- 5.4 Energetische Betrachtung chemischer Reaktionen: Thermodynamik
- 5.4.1 Erscheinungsformen von Energie
- 5.4.2 Der thermodynamische Begriff "System"
- 5.4.3 Die Reaktionsenthalpie ?RH
- 5.4.4 Die Lösungsenthalpie beim Auflösen von Salzen in Wasser
- 5.5 Die Triebkraft chemischer Reaktionen
- 5.5.1 Die Entropie S
- 5.5.2 Die freie Enthalpie G
- 5.6 Triebkraft und Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion
- 5.7 Das chemische Gleichgewicht
- 5.8 Gibbs-Energie und chemisches Gleichgewicht
- 5.9 Das Prinzip des kleinsten Zwangs
- 5.9.1 Änderung der Konzentrationen der Reaktionsteilnehmer
- 5.9.2 Änderung von Druck oder Volumen
- 5.9.3 Temperaturänderungen
- 5.10 Gekoppelte Reaktionen
- 5.11 Fließgleichgewichte
- Kapitel 6: Säuren und Basen
- 6.1 Definition Säure/Base
- 6.2 Säure-Base-Reaktionen und konjugierte Säure-Base-Paare
- 6.3 Stärke von Säuren und Basen
- 6.4 Autoprotolyse von Wasser, pH-Wert
- 6.5 Berechnung von pH-Werten
- 6.5.1 Berechnung des pH-Wertes einer starken einprotonigen Säure
- 6.5.2 Berechnung des pH-Wertes einer schwachen einprotonigen Säure
- 6.5.3 Berechnung des pH-Wertes starker und schwacher Basen
- 6.5.4 Berechnung des pH-Wertes von Mischungen von Säuren und Basen
- 6.6 Messung von pH-Werten, Indikatoren
- 6.7 Neutralisation
- 6.8 Titration
- 6.8.1 Titration von Salzsäure mit Natronlauge
- 6.8.2 Titration von Essigsäure mit Natronlauge
- 6.8.3 pH-Werte von Salzlösungen
- 6.8.4 Titration von Phosphorsäure mit Natronlauge
- 6.9 Puffer
- Kapitel 7: Redoxreaktionen
- 7.1 Oxidation und Reduktion
- 7.2 Oxidationszahlen
- 7.3 Redoxreaktionen
- 7.4 Aufstellen von Redoxgleichungen
- 7.4.1 Aufstellen von Redoxgleichungen in wässriger Lösung
- 7.5 Elektrochemische Zellen
- 7.6 Die elektromotorische Kraft EMK
- 7.6.1 Standard-Halbzellenpotenziale E°
- 7.6.2 Elektrochemische Spannungsreihe - die Stärke von Reduktions- und Oxidationsmitteln
- 7.6.3 Die Richtung von Redoxreaktionen: Zusammenhang von EMK und Gibbs-Energie
- 7.7 Die Nernst'sche Gleichung
- 7.7.1 Konzentrationszellen
- 7.8 Elektrolyse
- 7.9 pH-Abhängigkeit von Redoxpotenzialen
- 7.10 Vergleich von Säure-Base-Reaktionen und Redoxreaktionen
- Kapitel 8: Metallkomplexe
- 8.1 Metallkomplexe
- 8.2 Bindung in Metallkomplexen
- 8.3 Ladung von Metallkomplexen
- 8.4 Namen von Metallkomplexen
- 8.5 Struktur von Metallkomplexen
- 8.6 Stabilität von Metallkomplexen
- 8.7 Mehrzähnige Liganden
- 8.8 Eigenschaftsänderungen bei der Komplexbildung
- 8.8.1 Veränderung der Farbe
- 8.8.2 Veränderung der Löslichkeit
- 8.8.3 Veränderung der Redoxeigenschaften
- 8.9 Biologisch wichtige Metallkomplexe
- 8.9.1 Metallkomplexe zur Strukturbildung
- 8.9.2 Metallkomplexe zur Substratbindung und -aktivierung
- Kapitel 9: Aufbau und Struktur organischer Verbindungen
- 9.1 Was ist Organische Chemie?
- 9.2 Das Besondere am Kohlenstoff
- 9.3 Bindungsverhältnisse in organischen Verbindungen
- 9.3.1 Einfachbindungen: sp3-Hybridorbitale
- 9.3.2 Doppelbindungen: sp2-Hybridorbitale
- 9.3.3 Dreifachbindungen: sp-Hybridorbitale
- 9.3.4 Zusammenfassung der Hybridisierungstypen
- 9.4 Strichschreibweise von organischen Molekülen
- 9.5 Stoffklassen, homologe Reihen und funktionelle Gruppen
- 9.6 Strukturisomerie
- 9.7 Nomenklatur
- 9.8 Geometrische Isomere
- 9.9 Spiegelbildisomerie oder Enantiomerie
- 9.9.1 Chirale Moleküle
- 9.9.2 Eigenschaften chiraler Verbindungen
- 9.9.3 Optische Aktivität
- 9.9.4 Nomenklatur chiraler Verbindungen: die absolute Konfiguration
- 9.9.5 Die D/L-Nomenklatur nach Fischer
- 9.10 Verbindungen mit zwei oder mehr Stereozentren
- 9.10.1 Diastereomere
- 9.10.2 ?Meso-Formen
- 9.10.3 Racemische Gemische und Racematspaltung
- 9.11 Cycloalkane
- 9.12 Zusammenfassung: Isomeriearten
- Kapitel 10: Grundtypen organisch-chemischer Reaktionen
- 10.1 Was ist ein Reaktionsmechanismus?
- 10.2 Das Reaktionsenergiediagramm
- 10.3 Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion
- 10.3.1 Die Reaktionsgeschwindigkeit v
- 10.3.2 Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit v beeinflussen
- 10.3.3 Konzentration und Reaktionsgeschwindigkeit: das Geschwindigkeitsgesetz
- 10.3.4 Die Aktivierungsenergie EA
- 10.3.5 Katalyse
- 10.4 Grundtypen organisch-chemischer Reaktionen
- 10.5 Die nucleophile Substitutionsreaktion
- 10.5.1 Die SN2-Reaktion
- 10.5.2 Die SN1-Reaktion
- 10.5.3 Vergleich zwischen SN1- und SN2-Reaktion
- 10.6 Die Eliminierung
- 10.6.1 Die E2-Eliminierung
- 10.6.2 Die E1-Eliminierung
- 10.6.3 Vergleich zwischen E1- und E2-Reaktion
- 10.7 Die Addition
- 10.7.1 Katalytische Hydrierung
- 10.7.2 Elektrophile Addition von HX und H2O
- 10.7.3 Elektrophile Addition von Halogenen X2
- 10.8 Elektrophile Substitution am Aromaten
- 10.8.1 Bindungsverhältnisse im Benzen: delokalisierte Elektronen
- 10.8.2 Der Mechanismus der elektrophilen aromatischen Substitution
- 10.9 Radikalreaktionen
- Kapitel 11: Reaktionen von Carbonylverbindungen
- 11.1 Einteilung von Carbonylverbindungen
- 11.2 Struktur und Bindungsverhältnisse
- 11.3 Reaktivität von Carbonylverbindungen
- 11.3.1 Reaktionen an der Carbonylgruppe: Angriff eines Nucleophils
- 11.3.2 Reaktionen an der Carbonylgruppe: Angriff eines Elektrophils
- 11.3.3 Erhöhung der a-CH-Acidität: Angriff einer Base
- 11.4 Reaktionen von Aldehyden und Ketonen
- 11.4.1 Reaktion mit Wasser: Bildung von Hydraten
- 11.4.2 Reaktion mit Alkoholen: Bildung von Halbacetalen und Acetalen
- 11.4.3 Reaktion mit Aminen: Bildung von Iminen und Enaminen
- 11.5 Keto-Enol-Tautomerie
- 11.6 Die Aldolreaktion: Knüpfung von C-C-Bindungen
- 11.7 Carbonsäuren
- 11.7.1 Struktur und Bezeichnung
- 11.7.2 Die Säurestärke von Carbonsäuren
- 11.8 Carbonsäurederivate
- 11.8.1 Allgemeines Reaktionsschema
- 11.8.2 Relative Reaktivität der Carbonsäurederivate
- 11.8.3 Carbonsäureester
- 11.9 Ester anorganischer Säuren
- 11.10 Lipide und Seifen
- 11.11 Oxidation und Reduktion
- 11.11.1 Reduktion
- 11.11.2 Oxidation
- 11.12 Hydrochinone und Chinone
- Kapitel 12: Kohlenhydrate
- 12.1 Einteilung von Kohlenhydraten
- 12.2 Monosaccharide
- 12.3 Redoxreaktionen der Monosaccharide
- 12.4 Bildung cyclischer Halbacetale
- 12.5 Aminozucker
- 12.6 Glycosidbildung
- 12.7 Disaccharide
- 12.8 Polysaccharide
- Kapitel 13: Aminosäuren, Peptide und Proteine
- 13.1 Aminosäuren, Peptide und Proteine
- 13.2 Aufbau und Klassifizierung von Aminosäuren
- 13.3 Konfiguration der Aminosäuren
- 13.4 Säure-Base-Eigenschaften der Aminosäuren
- 13.5 Der isoelektrische Punkt IEP
- 13.6 Chemische Reaktionen mit Aminosäuren: Schutzgruppen
- 13.7 Peptide
- 13.8 Proteine
- 13.9 Enzyme
- Kapitel 14: Nucleinsäuren
- 14.1 Arten von Nucleinsäuren
- 14.2 Aufbau der Nucleinsäuren
- 14.3 Nucleotide
- 14.4 Strukturen der Nucleinsäuren
- 14.5 Chemische Stabilität der Nucleinsäuren
- 14.6 Die Replikation der DNA
- 14.7 Proteinbiosynthese
- Lösungen zu den Übungsaufgaben
- Weiterführende Literatur
- Stichwortverzeichnis
- Impressum
