## 648 **B) Schwefelverbindung** Hydrogensulfat ($\text{HSO}_4^-$) ist ein Anion, das aus einem Schwefelatom, vier Sauerstoffatomen und einem Wasserstoffatom besteht. Es ist eindeutig eine Schwefelverbindung, da das zentrale Atom ein Schwefelatom ist. Die anderen Optionen sind falsch: Es enthält zwar Sauerstoff, ist aber kein reines Oxid (C), und es enthält weder Stickstoff (A) noch Kohlenstoff (D). Hydrogensulfat entsteht beispielsweise als Zwischenprodukt bei der schrittweisen Dissoziation von Schwefelsäure ($\text{H}_2\text{SO}_4$) in wässriger Lösung und spielt eine wichtige Rolle bei vielen chemischen Prozessen. ## 649 **C) 3-Ethyl-4-methylhexan** Um die längste Kohlenstoffkette zu bestimmen, zählen wir bei jedem Molekül die Anzahl der C-Atome in der Hauptkette. 3-Ethyl-4-methylhexan hat eine Hexan-Hauptkette (6 C-Atome) mit einer Ethylgruppe (2 C-Atome) am C3 und einer Methylgruppe am C4. Die anderen Optionen haben entweder kürzere Hauptketten (Pentan in A und E mit 5 C-Atomen) oder sind cyclisch (B mit 6 C-Atomen im Ring). 4-Methylhexan (D) hat zwar auch eine Hexan-Hauptkette, aber nur eine zusätzliche Methylgruppe. Die Ethylgruppe in Option C macht dieses Molekül zum längsten der gegebenen Strukturen. ## 650 **A) 2. und 4. sind richtig. ** In der Abbildung sind nur die funktionellen Gruppen des Alkohols (-OH) und des Alkins (-C≡C-) korrekt identifiziert. Die als Carbonsäure markierte Gruppe zeigt nicht die charakteristische -COOH-Struktur, sondern vermutlich eine andere sauerstoffhaltige Gruppe. Die als Amin gekennzeichnete Struktur weist nicht die typische $\text{NH}_2$-Gruppe auf. Alkoholgruppen erkennt man eindeutig am Hydroxyl (-OH) direkt am Kohlenstoffatom, während Alkine durch ihre charakteristische Dreifachbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen (-C≡C-) gekennzeichnet sind. Die korrekte Identifizierung funktioneller Gruppen ist grundlegend für das Verständnis organischer Moleküle und ihrer Reaktivität. ## 651 **A) Kohlenwasserstoffe besitzen kovalente Bindungen.** Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen, die ausschließlich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen aufgebaut sind und durch kovalente (Elektronen-)Bindungen zusammengehalten werden. Diese Bindungsart ist typisch für Moleküle zwischen Nichtmetallen. Die anderen Optionen sind falsch: Kohlenwasserstoffe sind keine Säuren (B), sondern neutral. Sie sind meist relativ reaktionsträge (C), nicht hochreaktiv. Als Energielieferanten sind sie zwar wichtig, aber keine Grundbestandteile der Nahrung wie Proteine, Kohlenhydrate oder Fette (D). Kohlenwasserstoffe können je nach Molekülgröße in allen Aggregatzuständen vorkommen - Methan ist gasförmig, Benzin flüssig und Wachs fest (E). ## 652 **C) Säuren sind Protonendonatoren.** Säuren sind Verbindungen, die Protonen (H⁺-Ionen) an andere Teilchen abgeben können - daher der Begriff "Protonendonatoren". Dies ist die grundlegende Definition nach Brønsted und Lowry. Die anderen Optionen sind falsch: Säuren können sowohl fest (Zitronensäure als Pulver), flüssig (Salzsäure) als auch gasförmig (Chlorwasserstoff) sein. Es gibt sowohl organische Säuren (wie Essigsäure) als auch anorganische Säuren (wie Schwefelsäure). Die Bindungen in Säuren können kovalent (wie in $\text{HCl}$) oder ionisch sein. Säuren sind zwar in Lebensmitteln vorhanden, stellen aber nicht deren Grundbestandteil dar. ## 653 **C) Reine Kohlenwasserstoffe sind apolare Verbindungen.** Kohlenwasserstoffe bestehen ausschließlich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, die durch kovalente Bindungen verbunden sind. Da die Elektronegativitätsdifferenz zwischen C und H sehr gering ist, sind diese Bindungen nur schwach polar. Durch die symmetrische Struktur der Moleküle heben sich die schwachen Teilpolaritäten gegenseitig auf, wodurch reine Kohlenwasserstoffe apolar sind. Die anderen Optionen sind falsch: C-H-Bindungen sind keine Ionenbindungen (A), organische Verbindungen können auch O, N, S enthalten (B), es gibt viele anorganische C-Verbindungen wie $\text{CO}_2$ (D), und Kohlenwasserstoffe sind wegen ihrer stabilen C-H-Bindungen meist reaktionsträge (E). ## 654 **A) 1., 2. und 4. sind richtig.** Schwefelsäure ($\text{H}_2\text{SO}_4$), Salpetersäure ($\text{HNO}_3$) und Kohlensäure ($\text{H}_2\text{CO}_3$) sind Säuren, da sie Protonen ($\text{H}^+$) an Reaktionspartner abgeben können. Bei diesen Oxosäuren ist das abspaltbare Wasserstoffatom jeweils kovalent an ein stark elektronegatives Sauerstoffatom gebunden (H-O-Bindung). Diese Bindung ist polarisiert, was die Abgabe des Protons ermöglicht, wobei die genaue Säurestärke auch von dem Zentralatom (S, N, C) und weiteren gebundenen Atomen abhängt. Ammoniak ($\text{NH}_3$) hingegen ist keine Säure nach dieser Definition, sondern eine Base, da es über sein freies Elektronenpaar am Stickstoff Protonen aufnehmen kann. Die Säureeigenschaft lässt sich bei den drei genannten Säuren auch an ihrer Namensgebung erkennen. Alle drei dissoziieren in wässriger Lösung (wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß) und bilden $\text{H}_3\text{O}^+$-Ionen, was ein charakteristisches Merkmal von Säuren in Wasser ist. ## 655 **D) Ketone** Die Strukturformel zeigt Aceton, ein typisches Beispiel für ein Keton. Die charakteristische funktionelle Gruppe der Ketone ist die Carbonylgruppe (C=O), die in der Mitte eines Moleküls zwischen zwei Kohlenstoffatomen liegt. In der Strukturformel von Aceton erkennst du das zentrale Kohlenstoffatom, das über eine Doppelbindung mit einem Sauerstoffatom verbunden ist und zusätzlich an zwei Methylgruppen (CH₃) gebunden ist. Im Gegensatz dazu haben Aldehyde die Carbonylgruppe am Ende der Kette, Ester besitzen eine O-C=O Gruppe, Alkohole eine OH-Gruppe und Carbonsäuren eine COOH-Gruppe. Die Carbonylgruppe zwischen zwei Kohlenstoffatomen ist das eindeutige Erkennungsmerkmal für Ketone. ## 656 **D) 1., 3. und 4. sind richtig ** Aspartam enthält tatsächlich keine Keton-, Alkohol- oder Ethergruppen. Wenn du dir die Struktur von Aspartam anschaust, findest du eine Peptidverbindung zwischen Asparaginsäure und Phenylalanin-Methylester. Die Molekülstruktur enthält zwei Amidgruppen (eine davon in der Peptidverbindung), eine Carboxylgruppe und eine Estergruppe. Die Amidgruppe (2.) ist also vorhanden, weshalb diese Aussage falsch ist. Ketone (1.) haben eine Carbonylgruppe zwischen zwei Kohlenstoffatomen, die in Aspartam nicht vorkommt. Alkoholgruppen (3.) mit -OH direkt am Kohlenstoff fehlen ebenfalls. Auch Ethergruppen (4.) mit C-O-C-Bindungen sind nicht vorhanden (die Estergruppe hat zwar eine ähnliche Struktur, ist aber kein Ether). ## 657 **A) 2. und 3. sind richtig. ** Bei der Benennung funktioneller Gruppen musst du die charakteristischen Strukturen erkennen. Die Aussagen 2 und 3 sind korrekt: Ein Keton hat die Struktur R-C(=O)-R', also zwei Kohlenwasserstoffreste, die über eine Carbonylgruppe verbunden sind. Eine Carbonsäure hat die Struktur R-C(=O)-OH mit einer Carbonylgruppe und einer OH-Gruppe. Dagegen ist Aussage 1 falsch, denn die gezeigte Struktur R-O-C(=O)-R' ist ein Ester (nicht ein Alken). Alkene haben eine C=C-Doppelbindung. Auch Aussage 4 ist falsch, denn R-CH=CH-R' ist tatsächlich ein Alken (mit einer C=C-Doppelbindung) und kein Ester. ## 658 **E) Alle Aussagen sind richtig.** Alle vier Aussagen sind fachlich korrekt: Primäre Alkohole oxidieren tatsächlich zu Aldehyden, da die Oxidation an der endständigen $\text{CH}_2\text{OH}$-Gruppe stattfindet, während Ketone aus sekundären Alkoholen entstehen. Aldehyde und Ketone sind durch ihre charakteristische $\text{C}=\text{O}$-Gruppe (Carbonylgruppe) gekennzeichnet und bilden gemeinsam die Stoffklasse der Carbonylverbindungen. Fette sind Ester, die durch die Veresterung von Glycerin mit drei Fettsäuremolekülen entstehen (Triglyceride). Amine können als organische Derivate des Ammoniaks ($\text{NH}_3$) ein freies Elektronenpaar am Stickstoff zur Verfügung stellen und wirken daher als Lewis-Basen, was ihre basischen Eigenschaften in wässriger Lösung erklärt. ## 659 **C) 1. und 4. sind richtig.** Amlodipin enthält als funktionelle Gruppen einen Ester (1.) und ein Amin (4.). Der Ester ist durch die Verbindung -O-C(=O)- erkennbar, während die Aminogruppe (-NH₂) am Ende der Seitenkette zu finden ist. Die Aussage 2 ist falsch, da kein Phenol (-OH direkt am Aromaten) vorliegt, sondern nur ein substituierter Aromat. Aussage 3 ist ebenfalls falsch, da keine freie Carbonsäuregruppe (-COOH) vorhanden ist, sondern diese als Ester vorliegt. Die Struktur von Amlodipin zeigt also eindeutig nur die funktionellen Gruppen Ester und Amin. ## 660 **C) Aldehyd ** Die Strukturformel zeigt eine Verbindung mit einer charakteristischen CHO-Gruppe (Carbonylgruppe mit einem H-Atom), die das definierende Merkmal eines Aldehyds ist. Diese funktionelle Gruppe unterscheidet sich von den anderen Optionen deutlich: Carbonsäuren haben eine COOH-Gruppe, Alkohole eine OH-Gruppe, Ester eine COOR-Gruppe und Ketone eine Carbonylgruppe zwischen zwei Kohlenstoffatomen (R-CO-R). Die Aldehydgruppe ist leicht zu erkennen, da sie sich immer am Ende einer Kohlenstoffkette befindet und das charakteristische H-Atom direkt an die C=O-Gruppe gebunden ist. ## 661 **B) Der systematische Name der Verbindung A lautet Propanon.** Diese Aussage ist falsch, denn Verbindung A ist ein Aldehyd mit der Strukturformel $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CHO}$ und dem systematischen Namen Propanal. Propanon ist hingegen der systematische Name für Verbindung B ($\text{CH}_3\text{-CO-CH}_3$), ein Keton. Der Unterschied zwischen beiden Verbindungen liegt in der Position der Carbonylgruppe ($\text{C}=\text{O}$): Bei Aldehyden befindet sie sich am Ende der Kohlenstoffkette (mit einem H-Atom), bei Ketonen zwischen zwei Kohlenstoffatomen. Alle anderen Aussagen sind korrekt: Aldehyde lassen sich zu Carbonsäuren oxidieren (A), Aceton ist der Trivialname für Propanon (C), beide gehören zur Stoffklasse der Carbonylverbindungen (D), und Ketone können zu Alkoholen reduziert werden (E). ## 662 **C) Alkene gehen leicht Additionsreaktionen ein, da ihre Doppelbindungen angegriffen werden können.** Alkene sind reaktionsfreudige Kohlenwasserstoffe, weil ihre C=C-Doppelbindung eine Region hoher Elektronendichte bildet, die leicht von elektrophilen Teilchen angegriffen werden kann. Bei Additionsreaktionen wird die π-Bindung der Doppelbindung aufgebrochen, wodurch neue Bindungen zu anderen Atomen oder Molekülen entstehen können. Die anderen Optionen enthalten Fehler: Alkane haben keine Mehrfachbindungen (A), Alkine sind wegen ihrer Dreifachbindung reaktiver als Alkane (B), Aromaten wie Benzol sind durch ihre Resonanzstruktur besonders stabil und reagieren nicht explosionsartig mit Sauerstoff (D), und die Reaktivität hängt nicht primär von der Kettenlänge ab (E). ## 663 **B) Primäre Alkohole können zu Aldehyden und weiter zu Carbonsäuren oxidiert werden.** Primäre Alkohole lassen sich in einer zweistufigen Oxidation zunächst zu Aldehyden und dann weiter zu Carbonsäuren oxidieren. Dies liegt an der CH₂OH-Gruppe, die schrittweise oxidiert werden kann. Tertiäre Alkohole (A) können nicht zu Ketonen oxidiert werden, da ihnen das notwendige H-Atom am C-Atom fehlt. Carbonsäuren (C) sind bereits hochoxidierte Verbindungen und werden nicht zu Estern oxidiert (Ester entstehen durch Kondensation). Ketone (D) werden nicht zu Aldehyden oxidiert, sondern bei starker Oxidation unter C-C-Bindungsbruch zu Carbonsäuren. Aldehyde (E) sind im Gegenteil sehr oxidationsempfindlich und reagieren leicht zu Carbonsäuren. ## 664 **C) -o (wie in Chloro-, Nitro-)** Das Suffix "-o" kann nicht eindeutig einer bestimmten Stoffklasse zugeordnet werden, da es als Präfix in verschiedenen Verbindungstypen vorkommt. In "Chloro-" oder "Nitro-" bezeichnet es Substituenten, die an unterschiedliche Grundgerüste gebunden sein können. Im Gegensatz dazu kennzeichnen die anderen Suffixe spezifische funktionelle Gruppen: "-ol" steht für Alkohole mit einer OH-Gruppe, "-säure" für Carbonsäuren mit der COOH-Gruppe, "-al" für Aldehyde mit der CHO-Gruppe und "-in" für Alkine mit Dreifachbindungen. Diese Endungen erlauben eine eindeutige Zuordnung zu einer bestimmten Stoffklasse, während "-o" lediglich anzeigt, dass ein bestimmter Substituent vorhanden ist.