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Gefunden bei WIKIPEDIA :

Zitat

Eine gängige Form des Stereozentrums ist das asymmetrisch substituierte Kohlenstoffatom, das vier unterschiedliche Substituenten trägt. In diesem Zusammenhang wird auch häufig die formal nicht ganz korrekte Bezeichnung des asymmetrischen Kohlenstoffatoms verwendet.

Was bitte soll an dem Begriff "asymmetrisches Kohlenstoffatom" nicht korrekt sein ? Den Unterschied zum "asymmetrisch substituierten" Kohlenstoffatom sehe ich nämlich nicht, da ein asymmetrisch gebundenes C - Atom ( für mich natürlich ) auch selbst asymmetrisch ist.

Oder sollte ich da etwas missverstanden haben?
Gruß FKS

Zitat von »HerrBiernot«

Der Begriff "asymmetrisches Atom" könnte wohl suggerieren, dass das C-Atom selbt asymmetrisch ist.

Was ja wohl auch unstreitig der Fall ist. Oder sollte es tatsächlich so sein, dass es eine nicht vernachlässigbare Zahl von Chemikern gibt, nach deren Verständnis sich die Elektronenhülle eines Atoms beim Ausbilden von Bindungen nicht verändert, bzw. sich die Elektronenhülle nicht "bindungspartnertypisch" verändert ? Denn anders lässt sich ja wohl kaum erklären, dass einige meinen, unterscheiden zu müssen zwischen "asymmetrisch substituierten" und "asymmetrischen" C- Atomen.

Zitat von »HerrBiernot«

Die gleiche unsägliche Begriffs-Schlaumeierei hat man ja auch bei dem ewigen Gelaber von den "Zentren". Ich schlage schon seit Jahren vor, die Zentren ersatzlos zu streichen und stattdessen die gut verstandenen "Pukte" und/oder "Atome" zu verwenden. Denn wie bitte soll ich einem Anfänger der Stereochemie verklaren, dass ein Molekül ein Chiralitäts-Zentrum besitzt, wo es doch chiral ist und also per Definition kein Zentrum haben kann, da Inversionssymmetrie ja ein Ausschlusskriterium für Chiralität ist?

Ich kann hier nur sehr begrenzt mitreden, teile aber Ihre Auffassung. Die mMn vermutliche Absicht hinter der Begriffsschöpfung " stereoaktives Zentrum" sehe ich in meiner zugegeben möglicherweise zu kurzen Sicht darin, dass man einen Oberbegriff schaffen wollte für ( nach ehemaliger Begrifflichkeit ) "cis/trans" - und "Spiegelbild - isomerie". Einen Vorgang , den ich aber hier erst einmal nicht weiter kommentieren will.

Zitat von »HerrBiernot«

Aber dann kommen die Zentren-Befürworter und stellen die Behauptung auf, es gäbe Moleküle, bei denen das Chiralitäts-Zentrum nicht mit einem Atom zusammenfällt. Dazu ist folgendes zu sagen: diese (vermeintlichen) Beispiele sind erstens an den Haaren herbeigezogene Phantasie-Moleküle und zweitens stelle ich hier einfach die Gegenbehauptung auf, dass ich jedes dieser Beispiele widerlegen kann.

Hier wird es für mich insofern interessant, weil ich der Meinung bin, dass ein abschließendes Urteil darüber voraussetzt, dass ma wüsste , was die fundamentale Ursache dafür ist, dass sich die Polarisationsebene des Lichts beim Durchgang durch ein optisch aktives Medium verändert.
Die mir bekannten Erklärungen sind mir nicht fundamental genug. Auch macht mich Irre, dass man immer noch eine "Drehrichtung" definiert auf der Basis von unterschiedlich wertigen C- Atomen, wobei die "Wertigkeit" aber nicht etwa nach dem Einfluss der Gruppierungen auf das Maß der molaren Drehung basiert.

Zitat von »HerrBiernot«

Sollte sich also dadurch jemand herausgefordert fühlen, bitte ich um Wortmeldung...

Was hiermit unternommen sei : Unbeschadet meiner Überzeugung, dass vorher zu klären wäre, was letztlich die fundamentale Ursache ist für die Drehwirkung , meine ich die Möglichkeit nicht ausschießen zu können, dass ein z.B. KW - Molekül passender Symmetrie optisch aktiv wird durch vier unterschiedliche Substituenten an vier verschiedenen C - Atomen . Ähnlich einen sustituierten CH4 - Molekül, nur eben mit dem Unterschied , dass im Zentrum des Moleküls kein C - Atom sitzt .

Wobei ich aber selbst im Fall einer derartigen Existenz noch keinen hinreichenden Grund für ansonsten sinnlose Begriffsschöpfungen sehe. Wie z.B. den des "stereogenen Zentrums". Und dies nicht zuletzt auch deshalb, weil ich das inflationäre Ansteigen der Zahl von Begriffen in den letzten Jahrzehnten mittlerweile als ein Grundübel der Lehre Ansehe, die zunehmend dominiert zu werden scheint von mir wenig sinnvoll erscheinenden Definitions - und Unterschiedsfragereien.

Gruß FKS

Zitat von »Auwi«

Warum sollte man "Zentrum" durch "Pukte" ersetzen ?

Ich habe das als "Punkte" gelesen.
Gruß FKS

Zitat von »HerrBiernot«

Je nach Lage des Moleküls wird dadurch die Ebene des Lichts ein wenig gedreht.

Hier liegt für mich der erste Knackpunkt. Denn dieses Geschehen erscheint mir nicht gerade evident zu sein. So jedenfalls auf der Ebene der Elementarteilchen. Denn für Photonen gibt es nur eine Form der Wechselwirkung : Sie können von einer Ladung absorbiert oder emittiert werden. Da sie ganzzahligen Spin und somit Drehimpuls haben, wird dieser im Fall der Absorption mit übertragen und im Fall der Emission mitgenommen. Was zwar im Prinzip passen könnte, mir aber immer noch zu nebulös erscheint. Mehr dazu an dieser Stelle würde das eigentliche Thema sprengen. Deshalb dafür ein eigener Beitrag.

Zitat von »HerrBiernot«

Das sollte Sie nicht weiter beunruhigen. Die Angabe der Deskriptoren R und S entstammt einzig und allein dem Wunsch des Chemikers, einer Verbindung einen eindeutigen Namen zuzuweisen, letztlich also ein Nomenklatur-Problem.

Dass man hier nur eine bestimmte Struktur zu definieren beabsichtigt, hatte ich mir zwar schon gedacht, nur ist das Lösen des Nomenklaturproblems für mich noch kein Anlass zur "Beruhigung".
Insbesondere verstehe ich nicht, warum man nicht wenigstens rein phänomenologisch zu klären versucht, welchen Beitrag eine bestimmte funktionelle Gruppe zur molaren Drehung eines Moleküls leistet.
Was zumindest prinzipiell nicht so schwierig sein sollte. Nehmen wir einmal ein vierfach substituiertes Methanmolekül mit den Substituenten A,B,C und X. Mit z-B. X = F. Unter Belassen der übrigen wird nun F durch zuerst Cl, dann durch Br und schließlich durch I ersetzt. Wobei jeweils die molare Drehung bestimmt wird.
Natürlich könnte es sein, dass die gemessenen Veränderungen keine systematische Drift ergeben. Wovon ich aber bis zum Beweis des Gegenteils erst einmal nicht ausgehen würde.....

Zitat von »HerrBiernot«

Mir ist diese Sichtweise etwas zu "konstruiert". Denn in dem Adamantan-Derivat finde ich (nach meiner Sichtweise) vier Chiralitätsatome, und zwar alle diejenigen Kohlenstoff-Atome, die einen Halogen-Substituenten tragen. Dass es trotzdem nur 2 Stereoisomere gibt, und nicht etwa "2 hoch 4 = 16", liegt an der Starrheit des Adamantan-Gerüsts, sodass man im Prinzip nach bereits der Wahl einer von zwei möglichen Konfigurationen bzgl. eines beliebigen ersten Chiralitätszentrums bei allen weiteren festgelegt ist.

Was Sie schreiben , erscheint mir plausibel, wenngleich ich einräumen muss, dass mein räumliches Vorstellungsvermögen erst einmal überfordert ist beim Nachvollziehen der Argumentation , dass es trotz der insgesamt 4 asymmetrischen C - Atome nur 2 mögliche Konfigurationen gibt. Aber wie fast immer, dürfte auch das nur eine Frage der Zeit sein. So gesehen erscheint es zwar interessant ein summarisches Zentrum zu konstruieren. Nur als Begründung für eine sonst überflüssige Begrifflichkeit würde das auch mir nicht reichen.
Was mich noch interessiert : Ist die molare Drehung stärker oder schwächer als bei einem 4 - fach substitierten Methan mit den gleichen Sustituenten , und drehen analoge Konfigurationen in die gleiche Richtung ?

Gruß FKS

Zitat von »HerrBiernot«

Zitat
Was ist die Ursache für die Drehung der Schwingungsebene des polarisierten Lichts? Die Elektronen in einem Molekül erzeugen - als geladene Teilchen in Bewegung - ihr eigenes elektrisches Feld, das mit dem Feld des Lichtstrahls wechselwirkt. Je nach Lage des Moleküls wird dadurch die Ebene des Lichts ein wenig gedreht. Bei achiralen Molekülen gibt es für jede Ausrichtung des Moleküls ein weiteres Molekül mit einer spiegelbildlichen Ausrichtung, das die Ebene des Lichts um den genau gleichen Betrag zurück dreht. Wegen der großen Zahl der Moleküle in der Messlösung ist sichergestellt, dass für jede Wechselwirkung mit einem Molekül bestimmter Orientierung auch eine Wechselwirkung mit dem exakt spiegelbildlich orientierten Molekül vorkommt. In der Summe gibt es also keine Rotation; das Molekül ist optisch inaktiv. Bei der Lösung eines reinen Enantiomeren gibt es dagegen kein spiegelbildliches Molekül, das die Drehung kompensieren würde, denn dieses Spiegelbild ist das nicht vorhandene andere Enantiomer. Die Drehung der Schwingungsebene des linear polarisierten Lichtes bleibt erhalten, d.h. es resultiert eine Nettorotation, und diese kann mit einem Polarimeter gemessen werden.
(Quelle: Chemgapedia )

Ergänzend zu dem vorstehend Zitierten :

Man kommt der Drehung der Schwingungsebene mMn ein wenig näher mit der folgenden mathematischen Konstruktion : Die elektrische Feldstärke E ist eine durch Ihren Betrag und ihre Richtung charakterisierte Größe, die man diesen Eigenschaften entsprechend durch einen Pfeil ( algebraisch : "Vektor" )darstellt. Im Fall einer elektromagnetischen Schwingung oszilliert der Pfeil zwischen einem positiven und einem ( betragsgleichen ) negativen Maximalwert ( "Amplitude" ) Emax .

Eine solche Schwingung kann man sich aus zwei Komponenten zusammengesetzt denken. Und dies z.B. in der Weise, dass zwei die Feldstärke darstellende, im Anfangszustand deckungsgleich übereinander liegende Pfeile um ihren Anfangspunkt rotieren. Und dies mit betragsgleichen Winkelgeschwindigkeiten, jedoch mit entgegengesetztem Drehsinn. Setzt man die Pfeile zusammen, so erhält man zu jedem Zeitpunkt den der ursprünglichen Linearschwingung entsprechenden Pfeil.

Sind jedoch die Winkelgeschwindigkeiten verschieden groß, so erhält man beim Zusammensetzen zwar auch einen Pfeil, nur ist dieser gegenüber dem ursprünglichen Pfeil um einen mit mit der Differenz der Winkelgeschwindigkeiten zunehmenden Winkel gredreht.

Zusammengefasst : Man denkt sich eine linear polarisierte , elektromagnetische Schwingung zerlegt in zwei zirkular polarisierte Schwingungen mit entgegengesetztem Drehsinn. Sind deren Umlaufgeschwindigkeiten nicht von gleichen Betrag, so ist die Schwingungsebene der bei Zusammensetzung der Komponenten resultierende lineare Schwingung im Vergleich zur Schwingungsebene der ursprünglichen linearen Schwingung gedreht.

Soweit der mir bekannte Stand der Lehre. Der aber immer noch die Frage offen lässt, warum die Winkelgeschwindigkeiten verschieden sind, wenn es denn so sein sollte, dass die Drehung der Schwingungsebene eines linear polarisierten Lichts als Folge der Differenz der Winkelgeschwindigkeiten von rotierenden Feldstärkevektoren verstanden werden kann.
Gruß FKS

Zitat von »HerrBiernot«

Zitat

Zitat von »Friedrich Karl Schmidt«
Ist die molare Drehung stärker oder schwächer als bei einem 4 - fach substitierten Methan mit den gleichen Sustituenten , und drehen analoge Konfigurationen in die gleiche Richtung ?

Ich bitte um Verzeihung für die verspätete Antwort, aber ich musste mir zuerst einige Daten besorgen. Zwar hätte ich Ihnen gleich sagen können, dass Ihre Frage unbeantwortet bleiben muss, da m.W.n. noch niemand das Bromchlorfluoriodmethan hergestellt, geschweige denn untersucht hat (wobei mir schon die Synthese von so etwas schlimmste Alpträume bereiten würde). Aber damit wollte ich Sie nicht abspeisen.
Ich habe mir deshalb erlaubt, die Frage umzuformulieren und die Moleküle in unten stehender Abbildung zu vergleichen.

Herzlichen Dank für Ihr Bemühen um Antworten auf meine Fragen fernab des Mainstreams von Forschung und Lehre. Fragen,die zwar nicht mir, aber allgemein schon ziemlich exotisch erscheinen dürften und somit auch wohl nicht gerade einfach zu recherchieren sind.
Aber mich hat das Thema schon immer interessiert und lediglich "geruht" , weil ich weder einen vernünftigen Denkansatz hatte und auch keine Daten, die zu einer diesbezüglichen Idee hätten führen können.

Das 4fach substituierte Methan erschien mir das naheliegenste Beispiel. Dass die nur dreifach sustituierte Form die in jeder Hinsicht einfachere Variante ist, habe ich schlicht übersehen.

Mit der Bitte um Nachsicht für mein hartnäckiges weiter Suchen : Ich gehe mal davon aus, dass auch die Substitution eines H-Atoms der Massenzahl 1 durch Deuterium die molare Drehung verändert, insbesondere einem nicht optisch aktivem CH2FCl -> CHDFCl optische Aktivität verleihen würde.

Ist angesichts des extrem geringen Unterschieds der Energieniveaus die molare Drehung entsprechend gering ? Und falls der Austausch in einem Substituenten ( z.B. Alkylrest ) fern vom asymmetrischen C - Atom erfolgt, ist dann die Änderung der molaren Drehung noch geringer ?

Wie ist es beim Austausch von einem Alkylrest durch einen anderen ? Gibt es da einen Anhaltspunkt für eine mögliche systematische Reihung der molaren Drehungen.
a) in Bezug auf die Verschiedenheit der Alkylgruppen
b) In Bezug auf den Abstand vom asymmetrischen C-Atom bei gleich bleibender Alkylgruppe

Wie verhält es sich mit der Frequenzabhängigkeit der molaren Drehung ? Meiner Erwartung würde es entsprechen, dass die molare Drehung für blaues Licht größer ist als für rotes. So jedenfalls für farblose Substanzen, genauer gesagt für Moleküle , deren Resonanzfrequenzen in Bezug auf Elektronenanregung im UV Liegen ?
Gruß FKS