Sauerstoff

Patrick · Anmeldungsdatum: 05.07.2006 Beiträge: 417 Wohnort: Nieder-Wöllstadt

Hallo,
ich will nun wissen, wieso Sauerstoff(O) so wichtig für unseren Körper ist.
Wieso ist nicht Wasserstoff(H) oder Neon(Ne), ... für unseren Körper
wichtig? Liegt es etwa an den Quantenanordnungen des Sauerstoffatoms?

Wie lässt sich Sauerstoff als Orbital darstellen und wie ist ein Orbital
mathematisch berechenbar?

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Hallo Patrick.

Es gibt viele Elemente, die wichtig sind für unseren Körper: Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Calcium, Magnesium, etc. Man kann da einen großen Teil des Periodensystems nennen, irgendwo hat die Natur den Elementen eine gute, nützliche Eigenschaft abgewonnen. Weniger wichtig ist dagegen das Neon (Edelgas), was Du angesprochen hast. Das ist einfach deshalb, weil es keine nennenswerte chemische Reaktion zeigt. Und hier sind wir auch schon bei der (bzw. einer) Funktion des Sauerstoffs im aeroben Organismus. Sauerstoff ist ein vorzügliches Oxidationsmittel. Aus der Kombination des eingeatmeten Sauerstoffs und der mit der Nahrung aufgenommenen Kohlenhydrate wird chemische Energie gewonnen, die uns am Leben erhält.

Warum nun gerade Sauerstoff und nicht etwas anderes? Nun, Sauerstoff ist halt reichlich vorhanden. Es ist eines der häufigsten Elemente in der Erdkruste, leicht zu beschaffen und zu verwerten. Wie hätte sich wohl Leben entwickelt ohne Sauerstoff? Die Antwort ist: hat es! Natürlich ist Sauerstoff immer noch in gebundener Form verwendet worden, aber die ersten Lebewesen waren anaerob. Sauerstoff war sogar ein Zellgift, das ausgeschieden werden mußte. Erst später, als genügend Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden war, wurde die Evolution auf ein anderes Gleis gestellt.

Was aber, wenn die Natur völlig vergessen hätte Sauerstoff zu bilden, wenn das Periodensystem also eine Lücke hätte? Es wäre wohl um einiges unwahrscheinlicher gewesen, daß sich Leben gebildet hätte. Allein die schönen Eigenschaften von Wasser könnte man nicht nutzen. Aber auch hier ist nicht alles verloren. Es gibt einige (populärwissenschaftliche) Szenarien, wo z.B. Schwefel die Stelle von Sauerstoff übernimmt. Das ist ein Verwandter, eine Reihe tiefer im Periodensystem, mit vergleichbaren Eigenschaften.

Die "Quantenanordnung", die Du ansprichst, ist wohl die Elektronenkonfiguration. Diese ist tatsächlich für die chemischen Eigenschaften von Sauerstoff verantwortlich.

Die Orbitaldarstellung von Sauerstoff ähnelt sehr der von Kohlenstoff. Bei Raumtemperatur hybridisieren die drei p-Orbitale mit dem s-Orbital zu vier sp³-Orbitalen. Für die Berechnung der Orbitale ist die Quantenmechanik zuständig.

Das sind nur ein paar Gedankenfetzen, die mir gerade eingefallen sind. Da ist reichlich Raum für Diskussion, Korrekturen, Ergänzungen.

Patrick · Anmeldungsdatum: 05.07.2006 Beiträge: 417 Wohnort: Nieder-Wöllstadt

Vielen Dank!