Alkane
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Alkane
PhysikalischeEigenschaften
Tabelle einiger physikalischer WerteTabelle einiger physikalischer Werte
……in grafischer Darstellungin grafischer Darstellung
n- und iso-Alkane im Vergleichn- und iso-Alkane im Vergleich
H3C
H2C
CH2
CH3
H3CCH
CH3
CH3
M(n-Butan) = 58,123 g/mol
Smp.: -138,3 °C
Sdp.: -0,5 °C
M(iso-Butan) = 58,123 g/mol
Smp.: -159,4 °C
Sdp.: -11,7 °C
n- und iso-Alkane im Vergleichn- und iso-Alkane im Vergleich
H3C
H2C
CH2
H2C
CH3
H3CCH
CH2
CH3
CH3
M(n-Pentan) = 72,15 g/mol
Smp.: -129,8 °C
Sdp.: +36,1 °C
M(Dimethylpropan) = 72,15 g/mol
Smp.: -16,8 °C
Sdp.: +9,4 °C
M(Methylbutan) = 72,15 g/mol
Smp.: -159,9 °C
Sdp.: +29,9 °C
H3CC
CH3
CH3
CH3
Siede- und Schmelzpunkte der AlkaneSiede- und Schmelzpunkte der Alkane
• Aggregatszustandsänderung erfolgt, wenn intermolekulare Wechselwirkungen durch Zufuhr von Energie überwunden werden.
• Fest flüssig: dicht gepackte Teilchenverbände werden gelockert. Als Faustregel gilt: je stärker die intermolekulare Wechselwirkung (Ionen > Wasserstoffbrückenbindungen > Dipol-Dipol-Kräfte > Van-der-Waals-Kräfte) und je symmetrischer der Molekülbau, desto dichter kann das Material gepackt werden und umso größer ist der Schmelzpunkt der Substanz!
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• Bei den Isomeren des C5H12 ist die Art der intermolekularen Wechselwirkung gleich, allerdings kann Dimethylpropan aufgrund der kugeligen Struktur am dichtesten gepackt werden. Somit zeigt es den höchsten Schmelzpunkt.
H3C
H2C
CH2
H2C
CH3H3C
CHCH2
CH3
CH3
H3CC
CH3
CH3
CH3
Siede- und Schmelzpunkte der AlkaneSiede- und Schmelzpunkte der Alkane• Die Teilchen sind nach dem Schmelzenfrei beweglich („flüssig“),
binden sich gegenseitig allerdings immer noch durch ihre intermolekulare Wechselwirkungen.
• Flüssig gasförmig: die Teilchen müssen den Verband verlassen, um in den gasförmigen Zustand eintreten zu können, in welchem sie maximalen Abstand zueinander besitzen und kaum intermolekulare Wechselwirkungen zeigen. Dazu muss man die kinetische Energie der Teilchen („Teilchenbewegung“) erhöhen.
• Die Impulsenergieübertragung ist abhängig von der Masse der Teilchen: je schwerer die Teilchen, desto mehr Energie benötigt man, um sie zu beschleunigen, d.h. je größer die Masse eines Teilchens, desto größer ist der Siedepunkt der Substanz.
Siede- und Schmelzpunkte der AlkaneSiede- und Schmelzpunkte der Alkane• Zudem müssen die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen
den Teilchen überwunden werden, wenn man sie voneinander trennen will. Daher gilt: je stärker die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen den Teilchen, desto größer ist der Siedepunkt der Substanz.
• Die Stärke der intermolekularen Wechselwirkungen hängt von 2 Faktoren ab: der Art der Wechselwirkung (Ionen > Wasserstoff-brückenbindungen > Dipol-Dipol-Kräfte > Van-der-Waals-Kräfte) und der Moleküloberfläche, über die diese Anziehungskraft vermittelt wird.
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• Je größer die Oberfläche eines Moleküls, desto stärker wirken die entsprechenden Kräfte. Daher zeigen die unverzweigten, langen Ketten der Alkane (die eine hohe große Oberfläche besitzen) einen höheren Siedepunkt als ihre verzweigten („kugeligeren“) Isomeren.
H3C
H2C
CH2
H2C
CH3H3C
CHCH2
CH3
CH3
H3CC
CH3
CH3
CH3
Diese Faustregeln lassen sich Diese Faustregeln lassen sich auf praktisch alle Moleküle übertragen!auf praktisch alle Moleküle übertragen!
H3C
H2C
CH2
H2C
CH3 H3C
Br2C
CH2
H2C
CH3
H3C
H2C
CH2
H2C
CH2
OH
H3C
H2C
CH2
H2C
CO
ONa
H3C
H2C
CH
H2C
CH3
CH3