Struktur - Versionsgeschichte

Fmrauch: /* Strukturen in der Chemie */

2023-05-03T01:46:25Z

Strukturen in der Chemie

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	== Strukturen in der Chemie ==		== Strukturen in der Chemie ==
	[[Datei:D-Glycerinaldehyd.png\|thumb\|Beispiel einer Strukturformel]]		[[Datei:D-Glycerinaldehyd.png\|thumb\|Beispiel einer Strukturformel]]
	Die [[Strukturformel]] ist in der Chemie ein Sammelbegriff für verschiedene Darstellungsweisen der Struktur eines Moleküls.		Die [[Strukturformel]] ist in der [[Chemie]] ein Sammelbegriff für verschiedene Darstellungsweisen der Struktur eines Moleküls.
	Einige funktionelle Gruppen in organischen Molekülen lassen sich mit einfachen chemischen Nachweisreaktionen finden:		Einige funktionelle Gruppen in organischen Molekülen lassen sich mit einfachen chemischen Nachweisreaktionen finden:

Fmrauch: /* Makromoleküle */

2023-05-03T01:31:43Z

Makromoleküle

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	Für die Röntgenstrukturanalyse ist es nötig, Einkristalle der Biomakromoleküle in ausreichender Größe zu erhalten. Dies ist oft nur mittels vieler unterschiedlicher Kristallationsversuche möglich, oft werden auch gar keine Kristalle erhalten, zum Beispiel weil das Protein flexible Bereiche aufweist. Die Erzeugung von Kristallen kann teilweise Monate in Anspruch nehmen. Sind die Kristalle vorhanden, lassen sich jedoch die entsprechenden Strukturen anhand der aufgenommenen [[Röntgenbeugung\|Beugungsmuster]] in kurzer Zeit erhalten. Durch die Einbettung in ein [[Kristallgitter]] und die dadurch zusätzlich auf das Molekül einwirkenden Kräfte können die Ergebnisse verfälscht werden.		Für die Röntgenstrukturanalyse ist es nötig, Einkristalle der Biomakromoleküle in ausreichender Größe zu erhalten. Dies ist oft nur mittels vieler unterschiedlicher Kristallationsversuche möglich, oft werden auch gar keine Kristalle erhalten, zum Beispiel weil das Protein flexible Bereiche aufweist. Die Erzeugung von Kristallen kann teilweise Monate in Anspruch nehmen. Sind die Kristalle vorhanden, lassen sich jedoch die entsprechenden Strukturen anhand der aufgenommenen [[Röntgenbeugung\|Beugungsmuster]] in kurzer Zeit erhalten. Durch die Einbettung in ein [[Kristallgitter]] und die dadurch zusätzlich auf das Molekül einwirkenden Kräfte können die Ergebnisse verfälscht werden.

	Die NMR analysiert die Makromoleküle direkt in der Lösung. Durch NMR zugänglich sind jedoch nur Atome mit einem magnetischen Moment (einer ungeraden Spinquantenzahl) des Atomkerns. Insbesondere sind dies [[Wasserstoff]] und das natürlich in [[Kohlenstoff]] zu 1 % neben <sup>12</sup>C vorkommende <sup>13</sup>C ~~und~~ [[Phosphor]] <sup>31</sup>P (in DNA und RNA). Um mehr Informationen, auch über andere Atomarten, erhalten zu können, müssen Moleküle verwendet werden, in denen NMR-taugliche [[Isotope]] wie <sup>13</sup>C oder <sup>15</sup>N angereichert wurden.		Die NMR analysiert die Makromoleküle direkt in der Lösung. Durch NMR zugänglich sind jedoch nur Atome mit einem magnetischen Moment (einer ungeraden Spinquantenzahl) des Atomkerns. Insbesondere sind dies [[Wasserstoff]] und das natürlich in [[Kohlenstoff]] zu 1 % neben <sup>12</sup>C vorkommende [[Isotop]] <sup>13</sup>C sowie [[Phosphor]] <sup>31</sup>P (in DNA und RNA). Um mehr Informationen, auch über andere Atomarten, erhalten zu können, müssen Moleküle verwendet werden, in denen NMR-taugliche Isotope wie <sup>13</sup>C oder <sup>15</sup>N ([[Stickstoff]] angereichert wurden.

	Die Analyse von zwei oder dreidimensionalen NMR-Spektren kann die folgenden Informationen über die Substanz liefern:		Die Analyse von zwei oder dreidimensionalen NMR-Spektren kann die folgenden Informationen über die Substanz liefern:

Fmrauch: /* Makromoleküle */

2023-05-03T01:29:30Z

Makromoleküle

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	Die Analyse von zwei oder dreidimensionalen NMR-Spektren kann die folgenden Informationen über die Substanz liefern:		Die Analyse von zwei oder dreidimensionalen NMR-Spektren kann die folgenden Informationen über die Substanz liefern:
	* Abstände zwischen zwei Wasserstoff-Atomkernen (Protonen) durch den NOE ([[Kern-Overhauser-Effekt]], [[NOESY]]-Spektren)		* Abstände z.B. zwischen zwei Wasserstoff-Atomkernen (Protonen) durch den NOE ([[Kern-Overhauser-Effekt]], [[NOESY]]-Spektren)
	* Orientierung von <sup>15</sup>N-H Bindungen durch [[dipolare Restkopplung]]en		* Orientierung von <sup>15</sup>N-H Bindungen durch [[dipolare Restkopplung]]en
	* [[Diederwinkel]] durch Bestimmung der skalaren [[Kopplung]] in eindimensionalen oder [[Kernspinresonanzspektroskopie #Beispiele zweidimensionaler NMR-Spektroskopie\|COSY]]-Spektren		* [[Diederwinkel]] durch Bestimmung der skalaren [[Kopplung]] in eindimensionalen oder [[Kernspinresonanzspektroskopie #Beispiele zweidimensionaler NMR-Spektroskopie\|COSY]]-Spektren

Fmrauch am 3. Mai 2023 um 01:27 Uhr

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	{{~~Inuse~~}}		{{Begriffsklärungshinweis}}
	[[Datei:Stab und Kallotte H2O.PNG\|thumb\|300px\|Struktur des [[Wasser]]moleküls: Stabmodell und Kalottenmodell H<sub>2</sub>O]]		[[Datei:Stab und Kallotte H2O.PNG\|thumb\|300px\|Struktur des [[Wasser]]moleküls: Stabmodell und Kalottenmodell H<sub>2</sub>O]]
	'''Struktur''' (von [[latein]]isch ''structura'') ist die Zusammenfügung, Zusammensetzung oder Bauart eines [[System]]s. Der Begriff wird zum Beispiel verwendet, um [[chemische Verbindung]]en zu beschreiben oder um die Eigenschaften eines [[Material]]s zu erklären. Chemische Stoffe können sich hinsichtlich der räumlichen Anordnung der einzelnen [[Atom]]e in ihren [[Molekül]]en unterscheiden, auch wenn ihre Zusammensetzung anhand der [[Summenformel]] gleich ist ([[Isomerie]]). Das kann sich in unterschiedlichen [[physik]]alischen Eigenschaften zeigen. Die [[Strukturanalytik]] umfasst als Teilgebiet der [[Analytische Chemie\|Analytischen Chemie]] chemische und physikalische Methoden zur Aufklärung der [[Chemische Struktur\|chemischen Struktur]] von Substanzen. Dabei wird oft mit [[Modell]]en gearbeitet. Verhältnismäßig einfache Modelle gibt es dagegen für [[Kristall]]e.		'''Struktur''' (von [[latein]]isch ''structura'') ist die Zusammenfügung, Zusammensetzung oder Bauart eines [[System]]s. Der Begriff wird zum Beispiel verwendet, um [[chemische Verbindung]]en zu beschreiben oder um die Eigenschaften eines [[Material]]s zu erklären. Chemische Stoffe können sich hinsichtlich der räumlichen Anordnung der einzelnen [[Atom]]e in ihren [[Molekül]]en unterscheiden, auch wenn ihre Zusammensetzung anhand der [[Summenformel]] gleich ist ([[Isomerie]]). Das kann sich in unterschiedlichen [[physik]]alischen Eigenschaften zeigen. Die [[Strukturanalytik]] umfasst als Teilgebiet der [[Analytische Chemie\|Analytischen Chemie]] chemische und physikalische Methoden zur Aufklärung der [[Chemische Struktur\|chemischen Struktur]] von Substanzen. Dabei wird oft mit [[Modell]]en gearbeitet. Verhältnismäßig einfache Modelle gibt es dagegen für [[Kristall]]e.

Fmrauch: /* Biologie und Medizin */ es gibt nicht nur Chemie !

2023-05-03T01:22:24Z

Biologie und Medizin: es gibt nicht nur Chemie !

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	== Biologie und Medizin ==		== Biologie und Medizin ==
	[[Datei:Struktur-Acarbose.png\|thumb\|450px\|Eine komplexe chemische Struktur hat der Arzneistoff [[Acarbose]]]]		[[Datei:Struktur-Acarbose.png\|thumb\|450px\|Eine komplexe chemische Struktur hat der Arzneistoff [[Acarbose]]]]
	In der Biologie spielen [[Makromolekül]]e eine wichtige Rolle. Nicht nur die Struktur von Eiweiß ([[Protein]]) unterscheidet sich von der kleiner Moleküle, auch die traditionelle Einteilung einiger Substanzen in [[Säure]] und [[Base]] reicht oft nicht aus. Da die [[Primärstruktur]], d.h. die Verknüpfung der einzelnen Atome, bereits bekannt ist, gilt das Interesse den Funktionen der Substanzen und der [[Proteinfaltung\|Faltung]] (auch [[Proteinstruktur]]), d. h. der räumlichen Anordnung der Atome bzw. Moleküle. Vor den weitreichenderen Erkenntnissen der [[Genetik]] wurde meist die [[Körperstruktur]] von Lebewesen als Maßstab für die Einordnung in eine Systematik verwendet.		In der Biologie spielen [[Makromolekül]]e eine wichtige Rolle. Nicht nur die Struktur von Eiweiß ([[Protein]]) unterscheidet sich von der kleiner Moleküle, auch die traditionelle Einteilung einiger Substanzen in [[Säure]] und [[Base]] reicht oft nicht aus. Da die [[Primärstruktur]], d.h. die Verknüpfung der einzelnen Atome, bereits bekannt ist, gilt das Interesse den Funktionen der Substanzen und der [[Proteinfaltung\|Faltung]] (auch [[Proteinstruktur]]), d. h. der räumlichen Anordnung der Atome bzw. Moleküle. Vor den weitreichenderen Erkenntnissen der [[Genetik]] wurde meist die [[Körperstruktur]] von Lebewesen als Maßstab für die Einordnung in eine Systematik verwendet. Einen wesentlichen Fortschritt brachte hier die Erfindung des [[Elektronenmikroskop]]s.

	=== Makromoleküle ===		=== Makromoleküle ===

Fmrauch: /* Biologie und Medizin */

2023-05-03T01:20:50Z

Biologie und Medizin

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	Die strukturelle Vielfalt von [[RNA]] ist generell größer als die von DNA.		Die strukturelle Vielfalt von [[RNA]] ist generell größer als die von DNA.
	Das bedeutet, dass RNA in größerem Umfang als DNA komplexe Strukturen ausbildet, wie zum Beispiel in [[t-RNA]] oder [[snRNA]].		Das bedeutet, dass RNA in größerem Umfang als DNA komplexe Strukturen ausbildet, wie zum Beispiel in [[t-RNA]] oder [[snRNA]].

			=== Medizin ===
			Erste weitergehende Strukturuntersuchungen in der Medizin waren nach Entdeckung der Röntgenstrahlen möglich. Wegen des damit verbundenen Risikos wurde bald nach anderen Methoden gesucht, die in [[Sonografie]] und [[Tomografie]] unterteilt werden. Am bekanntesten ist die [[Computertomografie]].

			Sonografie

	== Literatur ==		== Literatur ==

Fmrauch: /* Biologie */ Bild usw.

2023-05-03T01:16:20Z

Biologie: Bild usw.

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	Bevor diese Techniken bekannt waren, konnte in der Stereochemie die Struktur nur durch Zurückführen der noch nicht charakterisierten Substanz mittels [[Chemische Reaktion\|chemischer Reaktionen]] auf bereits bekannte und charakterisierte Substanzen bestimmt werden; dies hatte vor allem für die [[Konfiguration (Chemie)\|Konfiguration]] der [[Zucker]] eine große Bedeutung, wobei die Forschung bei den [[Monosaccharide]]n beginnt.		Bevor diese Techniken bekannt waren, konnte in der Stereochemie die Struktur nur durch Zurückführen der noch nicht charakterisierten Substanz mittels [[Chemische Reaktion\|chemischer Reaktionen]] auf bereits bekannte und charakterisierte Substanzen bestimmt werden; dies hatte vor allem für die [[Konfiguration (Chemie)\|Konfiguration]] der [[Zucker]] eine große Bedeutung, wobei die Forschung bei den [[Monosaccharide]]n beginnt.

	== Biologie ==		== Biologie und Medizin ==
			[[Datei:Struktur-Acarbose.png\|thumb\|450px\|Eine komplexe chemische Struktur hat der Arzneistoff [[Acarbose]]]]
	In der Biologie spielen [[Makromolekül]]e eine wichtige Rolle. Nicht nur die Struktur von Eiweiß ([[Protein]]) unterscheidet sich von der kleiner Moleküle, auch die traditionelle Einteilung einiger Substanzen in [[Säure]] und [[Base]] reicht oft nicht aus. Da die [[Primärstruktur]], d.h. die Verknüpfung der einzelnen Atome, bereits bekannt ist, gilt das Interesse den Funktionen der Substanzen und der [[Proteinfaltung\|Faltung]] (auch [[Proteinstruktur]]), d. h. der räumlichen Anordnung der Atome bzw. Moleküle. Vor den weitreichenderen Erkenntnissen der [[Genetik]] wurde meist die [[Körperstruktur]] von Lebewesen als Maßstab für die Einordnung in eine Systematik verwendet.		In der Biologie spielen [[Makromolekül]]e eine wichtige Rolle. Nicht nur die Struktur von Eiweiß ([[Protein]]) unterscheidet sich von der kleiner Moleküle, auch die traditionelle Einteilung einiger Substanzen in [[Säure]] und [[Base]] reicht oft nicht aus. Da die [[Primärstruktur]], d.h. die Verknüpfung der einzelnen Atome, bereits bekannt ist, gilt das Interesse den Funktionen der Substanzen und der [[Proteinfaltung\|Faltung]] (auch [[Proteinstruktur]]), d. h. der räumlichen Anordnung der Atome bzw. Moleküle. Vor den weitreichenderen Erkenntnissen der [[Genetik]] wurde meist die [[Körperstruktur]] von Lebewesen als Maßstab für die Einordnung in eine Systematik verwendet.

Fmrauch: /* Strukturen in der Chemie */

2023-05-03T01:12:24Z

Strukturen in der Chemie

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	== Strukturen in der Chemie ==		== Strukturen in der Chemie ==
			[[Datei:D-Glycerinaldehyd.png\|thumb\|Beispiel einer Strukturformel]]
	Die [[Strukturformel]] ist in der Chemie ein Sammelbegriff für verschiedene Darstellungsweisen der Struktur eines Moleküls.		Die [[Strukturformel]] ist in der Chemie ein Sammelbegriff für verschiedene Darstellungsweisen der Struktur eines Moleküls.
	Einige funktionelle Gruppen in organischen Molekülen lassen sich mit einfachen chemischen Nachweisreaktionen finden:		Einige funktionelle Gruppen in organischen Molekülen lassen sich mit einfachen chemischen Nachweisreaktionen finden:

Fmrauch: /* Strukturen in der Physik */ Bild dazu

2023-05-03T01:11:27Z

Strukturen in der Physik: Bild dazu

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	== Strukturen in der Physik ==		== Strukturen in der Physik ==
			[[Datei:D-Glycerinaldehyd.gif\|thumb\|3-D-Modell eines Monosaccharids]]
	Durch die [[Elementaranalyse]] der Chemie lässt sich die Zusammensetzung, das heißt der Anteil von Atomen der einzelnen Elemente an einem [[Molekül]], an einer [[Chemische Verbindung\|chemischen Verbindung]] feststellen. Das reicht bei organischen Molekülen jedoch meist noch nicht aus, um eine Struktur des Moleküls zeichnen zu können. Um zusätzliche Informationen über die [[Topologie]] des Moleküls zu erhalten, stehen eine Reihe von Methoden zur Verfügung, die oft der [[Spektroskopie]] zugerechnet werden:		Durch die [[Elementaranalyse]] der Chemie lässt sich die Zusammensetzung, das heißt der Anteil von Atomen der einzelnen Elemente an einem [[Molekül]], an einer [[Chemische Verbindung\|chemischen Verbindung]] feststellen. Das reicht bei organischen Molekülen jedoch meist noch nicht aus, um eine Struktur des Moleküls zeichnen zu können. Um zusätzliche Informationen über die [[Topologie]] des Moleküls zu erhalten, stehen eine Reihe von Methoden zur Verfügung, die oft der [[Spektroskopie]] zugerechnet werden:
	* Röntgenstruktur-Analyse: führt zu einem dreidimensionalen Modell aller schwereren Atome		* Röntgenstruktur-Analyse: führt zu einem dreidimensionalen Modell (3-D-Modell) aller schwereren Atome
	* Magnetische [[Kernspinresonanzspektroskopie]] (NMR) liefert Informationen über bestimmte Nachbaratome, im Molekül die relativen Abstände der Atome, sowie begrenzte Information über die Verknüpfung der Atome		* Magnetische [[Kernspinresonanzspektroskopie]] (NMR) liefert Informationen über bestimmte Nachbaratome, im Molekül die relativen Abstände der Atome, sowie begrenzte Information über die Verknüpfung der Atome
	* [[Massenspektrometrie]] ermittelt die Gesamtmasse des Moleküls und abhängig von der eingesetzten Technik die Masse von Fragmenten, in die ein Molekül während der Massenspektrometrie zerfällt.		* [[Massenspektrometrie]] ermittelt die Gesamtmasse des Moleküls und abhängig von der eingesetzten Technik die Masse von Fragmenten, in die ein Molekül während der Massenspektrometrie zerfällt.
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	Insbesondere ist es oft nötig, das dreidimensionale Modell eines Moleküls zu bestimmen. Für diese Aufgabe kommen von den oben genannten Methoden nur die Röntgenstruktur-Analyse und in einigen Fällen die NMR-Spektroskopie in Frage. Für die [[Materialforschung]] können alle diese Methoden von Interesse sein.		Insbesondere ist es oft nötig, das dreidimensionale Modell eines Moleküls zu bestimmen. Für diese Aufgabe kommen von den oben genannten Methoden nur die Röntgenstruktur-Analyse und in einigen Fällen die NMR-Spektroskopie in Frage. Für die [[Materialforschung]] können alle diese Methoden von Interesse sein.

	Bevor diese Techniken bekannt waren, konnte in der Stereochemie die Struktur nur durch Zurückführen der noch nicht charakterisierten Substanz mittels [[Chemische Reaktion\|chemischer Reaktionen]] auf bereits bekannte und charakterisierte Substanzen bestimmt werden; dies hatte vor allem für die [[Konfiguration (Chemie)\|Konfiguration]] der [[Zucker]] eine große Bedeutung, wobei die Forschung bei den [[~~Monosacchariden~~]] beginnt.		Bevor diese Techniken bekannt waren, konnte in der Stereochemie die Struktur nur durch Zurückführen der noch nicht charakterisierten Substanz mittels [[Chemische Reaktion\|chemischer Reaktionen]] auf bereits bekannte und charakterisierte Substanzen bestimmt werden; dies hatte vor allem für die [[Konfiguration (Chemie)\|Konfiguration]] der [[Zucker]] eine große Bedeutung, wobei die Forschung bei den [[Monosaccharide]]n beginnt.

	== Biologie ==		== Biologie ==

Fmrauch: /* Strukturen in der Physik */ Link zu vorh. Artikel

2023-05-03T01:09:35Z

Strukturen in der Physik: Link zu vorh. Artikel

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	Insbesondere ist es oft nötig, das dreidimensionale Modell eines Moleküls zu bestimmen. Für diese Aufgabe kommen von den oben genannten Methoden nur die Röntgenstruktur-Analyse und in einigen Fällen die NMR-Spektroskopie in Frage. Für die [[Materialforschung]] können alle diese Methoden von Interesse sein.		Insbesondere ist es oft nötig, das dreidimensionale Modell eines Moleküls zu bestimmen. Für diese Aufgabe kommen von den oben genannten Methoden nur die Röntgenstruktur-Analyse und in einigen Fällen die NMR-Spektroskopie in Frage. Für die [[Materialforschung]] können alle diese Methoden von Interesse sein.

	Bevor diese Techniken bekannt waren, konnte in der Stereochemie die Struktur nur durch Zurückführen der noch nicht charakterisierten Substanz mittels [[Chemische Reaktion\|chemischer Reaktionen]] auf bereits bekannte und charakterisierte Substanzen bestimmt werden; dies hatte vor allem für die [[Konfiguration (Chemie)\|Konfiguration]] der [[Zucker]] eine große Bedeutung.		Bevor diese Techniken bekannt waren, konnte in der Stereochemie die Struktur nur durch Zurückführen der noch nicht charakterisierten Substanz mittels [[Chemische Reaktion\|chemischer Reaktionen]] auf bereits bekannte und charakterisierte Substanzen bestimmt werden; dies hatte vor allem für die [[Konfiguration (Chemie)\|Konfiguration]] der [[Zucker]] eine große Bedeutung, wobei die Forschung bei den [[Monosacchariden]] beginnt.

	== Biologie ==		== Biologie ==