Alkane Die einfachsten Kohlenwasserstoffe 26.02.2014Seite 1© Manfred Amann Teil 1: Die homologe...

AlkaneDie „einfachsten“

Kohlenwasserstoffe

04/11/23 Seite 1© Manfred Amann

Teil 1: Die homologe Reihe

Alkane sind Kohlenwasserstoffe:


Die Alkan-Moleküle bestehen aus Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen (C und H).

Kohlenstoffatome sind vierwertig(können vier Einfachbindungen eingehen).Wasserstoffatome sind einwertig(können eine Einfachbindung eingehen).Die bindenden Elektronenpaare sind durchStriche dargestellt.

Methan – der einfachste Kohlenwasserstoff


Ein C-Atom kann also vier H-Atome binden:

CH4 (Methan).

Diese Darstellung gibt allerdings nicht diekorrekte räumliche Anordnung der Atome wieder. Weil sich die Elektronenpaare ab-stossen, hat das Molekül die Form eines Tetraeders (einer Dreieckspyramide) mit dem C-Atom im Zentrum und den H-Atomen in den vier Ecken (raumfüllend dargestellt durch das Symbol unten rechts).

Methan – der einfachste Kohlenwasserstoff


Wir können die Formel aber auch anders lesen:

Eine CH2-Gruppe (Methylen-Gruppe)plus zwei H-Atome!

H-CH2-H

Kennzeichen der Alkane: Ketten von C-Atomen, die durch jeweilsein bindendes Elektronenpaar (=Einfachbindung) untereinander

und im übrigen mit H-Atomen verbunden sind.

Wir verlängern die Kohlenstoffkette …


Formal kann man sich das als Einfügeneiner CH2-Gruppe (Methylen-Gruppe)vorstellen.

Methylen-Gruppe

… und erhalten Ethan.


Wie gesagt: Formal kannman sich das als Einfügen

einer CH2-Gruppe (Methylen-Gruppe)

vorstellen.Ethan hat die Summenformel

C2H6.Formal kann diese Formel aber auch als

H-CH2-CH2-H oder H-(CH2)2-Hgelesen werden.

Eine weitere Verlängerung der C-Kette …


Formal können wir uns das wiederumals Einfügung einer

Methylen-Gruppe

vorstellen.

… erzeugt Propan.


Propan hat die Summenformel

C3H8.Formal kann diese Formel aber auch alsH-CH2-CH2-CH2-H oder H-(CH2)3-H

gelesen werden.

Drei Methylen-Gruppen

Auf diese Weise bilden wir weitere Alkane:

Butan, Pentan, Hexan


C4H10 C5H12 C6H14

oderH-(CH2)4-H

oderH-(CH2)5-H

oderH-(CH2)6-H

Heptan, Octan, Nonan, Decan


CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

HeptanC7H16

OctanC8H18

NonanC9H20

DecanC10H22

oder H-(CH2)7-H

oder H-(CH2)8-H

oder H-(CH2)9-H

oder H-(CH2)10-H

Allgemeine Summenformel der Alkane


Alle Alkanformeln konnten auch in der FormH-(CH2)(?)-H

geschrieben werden, wobei das Fragezeichenfür eine ganze Zahl steht (1 bei Methan, 2 bei Ethan usw.).

Etwas „professi0neller“ ersetzen wir das Fragezeichendurch den Buchstaben n:

H-(CH2)n-H

Die CH2-Gruppe (Methylen-Gruppe) kommt n mal vor,die Verbindung enthält also n C-Atome plus 2*n H-Atomeplus die beiden H-Atome am Anfang und am Ende der Kette.

Daraus ergibt sich schließlich die

allgemeine Summenformel der Alkane:CnH2n+2

Homologe Reihe


Wir haben die Reihe der Alkane – vom Methan ausgehend – durchdie Einfügung von CH2-Gruppen erzeugt. Aufeinanderfolgende Alkane

unterscheiden sich damit durch diese Atomgruppe. Solche Verbindungs-Reihen werden als homologe Reihen bezeichnet.

Homologe Reihe =Eine Reihe von Verbindungen, die sich

jeweils um dieAtomgruppe CH2

unterscheiden.

Aufgaben:


Geben Sie Formeln und Namen der Alkane mit drei, sieben und neunC-Atomen an.

Geben Sie a) die Formeln von Pentan und Octan, b) die Namen derVerbindungen C4H10 und C10H22 an.

C3H8 Propan, C7H16 Heptan, C9N20 Nonan

a) C5H12 und C8H18, b) Butan und Decan

04/11/23 © Manfred Amann Seite 14

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Aus dem Klappentext:„Ab 10 Jahre, aber auch für Erwachsene,die eine wirklich einfache Einführungsuchen und ihr Wissenauffrischen möchten.“

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