Atome und Moleküle






Atome

Um Atome darzustellen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eines der gängigen ist die Darstellung durch Kugelmodelle. Dies ist allerdings nur ein optischer Behelf für unsere an Materie gewohnte Auffassungsgabe. Das Elektron, dass den Kern (Neutronen und Protonen) umgibt hat keine Umlaufbahn an sich sondern befindet sich in einer gewissen Wahrscheinlichkeit irgendwo in einem bestimmten Abstand vom Kern entfernt.




Das bedeutet, dass man sich all die dargestellten Modelle vorallem auch als eine Art (individuelles) Kraftfeld mit Ladungen vorstellen kann.
Zur besseren Visulisierung habe ich die Atome auch als Kugelmodelle dargestellt. Vorstellungsmässig ist es allerdings interessant, dass die verschiedenen Atome sich aufgrund ihrer Ladung anziehen oder abstoßen, ja die Elektronen sogar "geliehen" werden können (Ionen, siehe Illustration über Na Cl unten). Je komplexer ein Molekül wird, umso umfangreicher sind die Bedingungen, die zu einem korrekten Stoffwechsel führen.


Wasser und Moleküle

Wasser ist eines der wichtigsten Moleküle des Lebens. Es besteht aus 2 Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom.


Dadurch dass der Wasserstoff sein Elektron an den Sauerstoff gibt (sodass dessen Außenring die maximale Belegung von 8 Elektronen aufweist), entsteht ein Dipol. Sind im Wasser Natrium (Kation) und Chlorid (Anion) gelöst, reihen sich die Wassermoleküle entsprechend ihrer Polarität an (Atome die nur ein Elektron im äußersten Kreis haben, geben dieses gerne ab wohingegen solche denen nur eines fehlt, gerne eines aufnehmen -> Ionen) Abbildung unten: Wassermolekül (Dipol), Natrium und Chlorid-Atom und darunter der Hydratmantel der Dipolmoleküle des Wassers um Kationen und Anionen.


Wasser ist ein relativ einfaches Molekül. Zucker sieht, auf diese Weise dargestellt, schon etwas komplizierter aus (links). Daher ist die chemische Strukturformel (rechts) hier einfacher zu lesen.



Wasser ist ein sehr universell eingesetztes Molekül: Wasserstoff- bzw. Sauerstoffatome werden in Reaktionen abgegeben und gehen andererseits neue Bindungen ein wodurch neuartige Moleküle entstehen. Durch den Charakter der Ladung entstehen so Moleküle, deren Teile hydrophil bzw. hydrophob (Wasseranziehend bzw.-abstoßend) sind bzw. zueinander Beziehungen eingehen. Fette sind ein Beispiel,


Bild oben: Ein typisches Fettmolekül mit hydrophilem und hydrophobem Ende (Die Zick-Zacklinie ist eine einfache Kohlenstoffkette mit Wasserstoffatomen)

aber auch in Eiweißketten (genauer Aufbau folgt) spielen diese Kräfte die lebenserhaltende oder -vernichtende Rolle: Sie verändern sich bei Denaturierung.

Bild oben: Haftpunkte zwischen Eiweißketten. Die Zickzacklinie ist in diesem Fall die Eiweißstruktur

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