Einleitung

Die Organische Chemie ist eine Disziplin, in der sich chemisches Grundlagenwissen, logische Problemstellungen, 3-D-Puzzles und geradezu prähistorisch anmutende Strichmännchenkunst zu einer Einheit vermischen. Wenn man gebeten wird, die Organische Chemie zu charakterisieren, wäre es definitiv zu simpel, zu sagen, die Organische Chemie beschäftige sich mit einer riesigen Anzahl an Verbindungen. Ähnlich könnte man die Eigenschaften von Sauerstoff darauf beschränken, dass er sehr wichtig für das Überleben des Menschen ist. Sie sind wahrscheinlich schon etwas mit Lehrbüchern der Organischen Chemie vertraut, wenn Sie dieses Übungsbuch in der Hand halten. Und das ist auch gut so! Die Organische Chemie ist sehr umfangreich - so sehr, dass es Ihnen wahrscheinlich schwer fallen wird, sämtliches Wissen im Kopf zu behalten.

Aber es gibt auch gute Nachrichten! Sie müssen gar nicht alles behalten, wenn Sie die Grundlagen der Organischen Chemie einmal gut genug verinnerlicht haben. Dann können Sie sich auch an knifflige Probleme wagen. Das Wichtigste ist, dass Sie die Grundregeln und Grundsätze der Organischen Chemie auch wirklich verstehen. Und das gelingt Ihnen nur durch fortwährendes Üben, Üben und nochmals Üben. Ach, und hatte ich schon Üben erwähnt? Bislang ist noch kein Meister der Organischen Chemie vom Himmel gefallen. Ein Organischer Chemiker, der nicht richtig gelernt hat, praktische Fragestellungen zu lösen, ist wie ein Architekt, der keine Ahnung davon hat, wie man einen Grundrissplan zeichnet.

Dieses Übungsbuch ist dafür da, dass Sie üben können. In Prüfungen in der Organischen Chemie haben Sie oft nicht so viel Zeit zum Überlegen; Sie können nur dann ganz instinktiv die richtige Lösung für eine Aufgabe finden, wenn Sie die Grundlagen sicher beherrschen. Wenn Sie keine schlechte Prüfungsnote riskieren wollen, müssen Sie im Vorfeld hart arbeiten, keine Frage, aber das gute Ergebnis am Ende wird Sie dafür sicher belohnen.

Über dieses Buch

Idealerweise sollten Sie dieses Buch in Verbindung mit anderen Lehrbüchern nutzen, beispielsweise mit einem guten einführenden Lehrbuch oder mit Organische Chemie I für Dummies. Das vorliegende Buch bietet Ihnen kein detailliertes Grundlagenwissen; in jedem Abschnitt gebe ich Ihnen lediglich einen kurzen Überblick über das Thema und bombardiere Sie dann mit Aufgaben, die sich mit dem jeweiligen Themengebiet befassen.

Der Aufbau dieses Buchs richtet sich nach dem allgemein üblichen Aufbau chemischer Lehrbücher. Die Grundidee dieses Buchs besteht darin, Ihnen mithilfe einer Vielzahl an einfachen Aufgaben in jedem Abschnitt Sicherheit im Umgang mit chemischen Fragestellungen zu vermitteln und somit Ihr Selbstvertrauen zu stärken - bevor ich Sie am Ende jedes Kapitels mit einem oder zwei wirklich fiesen Problemen ärgere, bei denen Sie Ihre grauen Zellen richtig in Schwung bringen müssen.

Um das Ganze zu vereinfachen, ist das Buch in Modulen aufgebaut. Das heißt, Sie können sich in dem Buch frei bewegen und zu verschiedenen Kapiteln springen, ohne je Angst haben zu müssen, den roten Faden zu verlieren. Und wenn Sie der Meinung sind, Sie müssen noch ein paar Grundregeln aus anderen Kapiteln nachlesen, brauchen Sie nur den Querverweisen zu folgen.

Konventionen in diesem Buch

Wie bei den Für Dummies-Büchern üblich, habe ich versucht, die Antworten in einem möglichst leicht verständlichen Stil zu halten, etwa so, als ob Sie und ich uns entspannt unter vier Augen und bei einer Tasse Kaffee über die Aufgaben unterhalten würden. Des Weiteren gibt es noch ein paar andere Grundsätze:

• Am Anfang jedes Abschnitts gebe ich Ihnen ein oder zwei Beispielfragestellungen, um Sie mit dem jeweiligen Aufgabentyp vertraut zu machen, sodass Sie im Anschluss ähnliche Probleme lösen können. Sie können sich jederzeit an dem Beispiel orientieren, wenn Sie bei einer Aufgabe doch ins Stocken geraten sollten.
• Die Fragen sind nummeriert und fett gedruckt.
• Kurzantworten sind im Antwortteil fett gedruckt und werden dann noch von einem detaillierteren Lösungstext begleitet. Darin stelle ich in meinem persönlichen Gedankengang dar, wie ich das Problem lösen, womit ich beginnen und welche Schritte ich durchführen würde. Natürlich können Sie einen ganz anderen Gedankengang haben, der Sie schlussendlich trotzdem zur richtigen Lösung führt, aber meine Erklärungen werden Ihnen zumindest bei den Aufgaben helfen, deren Lösung Ihnen Schwierigkeiten bereitet.
• Manchmal spreche ich auch Fehler an, die viele Menschen bei einem bestimmten Aufgabentyp gerne machen. Meine Philosophie besteht darin, dass ich eher zu viele als zu wenige Erklärungen liefern möchte.
• Bei der Benennung von Molekülen richte ich mich nach der offiziellen Nomenklatur der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).

Törichte Annahmen über den Leser

Beim Schreiben dieses Buchs hatte ich ein paar Vorstellungen über Sie, den Leser. Es trifft wahrscheinlich mindestens einer der folgenden Punkte auf Sie zu:

• Sie haben bereits Hintergrundwissen in Allgemeiner Chemie und idealweise vielleicht schon ein oder zwei Semesterkurse zur Einführung in die Chemie besucht.
• Sie sind auf halbem Wege oder kurz davor, Ihren Kurs in Organischer Chemie abzuschließen und brauchen noch etwas Hilfe beim Üben der Grundregeln.
• Sie haben Ihren letzten Kurs in Organischer Chemie vor ein paar Jahren abgeschlossen und möchten nun Ihr Wissen wieder etwas auffrischen.

Egal, was auf Sie zutrifft, dieses Buch versorgt Sie mit einer Vielzahl an leicht zu verstehenden Übungsbeispielen, damit Sie auch in Zukunft mit Fragestellungen der Organischen Chemie spielend umgehen können.

Wie dieses Buch aufgebaut ist

Dieses Übungsbuch ist in fünf Teile gegliedert, die sich mit den wichtigsten Themen vieler Einsteigerkurse der Organischen Chemie beschäftigen. Hier ein Überblick.

Teil I: Die Grundlagen der Organischen Chemie

Hier werden Sie zuerst die Sprache der Organischen Chemiker in Wort und Schrift üben. Sie werden Moleküle mit Ladungen versehen und verschiedenste Strukturen zeichnen - all jene Fähigkeiten also, die Sie einfach beherrschen müssen, um Ihre Prüfungen zu bestehen. Sie werden auch mit funktionellen Gruppen arbeiten und ein bisschen mit der Chemie von Säuren und Basen herumspielen, da diese Punkte sehr wichtig sind, wenn Sie sich später mit den echten organischen Reaktionen beschäftigen.

Teil II: Die Skelette organischer Moleküle: Kohlenwasserstoffe

In diesem Teil betreten Sie den großen Spielplatz der Organischen Chemie und werfen einen Blick auf die Kohlenwasserstoffe. Kohlenwasserstoffe bestehen nur aus Kohlen- und Wasserstoffatomen und sind quasi die Knochen organischer Moleküle. Sie bilden das Rückgrat aller organischen Verbindungen. Zuerst werden Sie mit Alkanen arbeiten, jenen robusten Kohlenstoffgerüsten, die alle reaktiven Zentren in organischen Verbindungen stabilisieren und sicher verankern. Wenn Sie schließlich mit diesen organischen Molekülen vertraut sind, führe ich Sie in die dritte Dimension der Stereochemie. Die Stereochemie beschreibt die räumliche Lage von Atomen. Hier können Sie also Ihr räumliches Vorstellungsvermögen trainieren. Sie werden auch sehen, wie sich organische Moleküle verbiegen, dehnen und zu Ringen oder Brezeln verformen lassen, um verschiedene Konformationen einzunehmen, und Sie werden lernen, wie Sie die verschiedenen Energiezustände dieser Konformationen bestimmen können. Zum Schluss erhalten Sie noch einen kleinen appetitanregenden Einblick in die Welt der Alkene und Alkine (Moleküle mit doppelt und dreifach gebundenen Kohlenstoffatomen), mit denen Sie noch arbeiten werden.

Teil III: Funktionelle Gruppen und ihre Reaktionen

In diesem Teil präsentiere ich Ihnen die volle Bandbreite organisch-chemischer Reaktionen: die Abhandlung der verschiedenen funktionellen Gruppen und ihrer Reaktionen, gewürzt mit ein bisschen Nachhilfe in chemischer Nomenklatur. Es geht hier um Halogenalkane, aromatische Ringe und - meine Lieblinge! - die Alkohole (von denen es übrigens viel mehr Varianten gibt als nur den bekanntesten Alkohol Ethanol, der den mehr oder weniger begabten Hobbysänger auf Partys gern zu akustischen Höchstleistungen antreibt).

Teil IV: Detektivarbeit: Spektroskopie und Spektrometrie

In diesem Teil trainieren Sie Ihr forensisches Talent zur Aufklärung unbekannter Strukturen mittels Spektroskopie und Spektrometrie, den beiden wichtigsten Techniken zur Bestimmung unbekannter Molekülformen. Sie erfahren, wie Sie die verschiedenen Teile eines Spektrums (die grafische Darstellung von Messwerten, die von einem solchen Instrument ausgespuckt wird) nach Hinweisen durchleuchten, die auf die Identität Ihres Moleküls schließen lassen, um im Anschluss all diese Hinweise zu kombinieren. Wer war der Täter? Finden Sie es heraus .!

Teil V: Der Top-Ten-Teil

In diesem Teil finden Sie die längst...