Kurs:Alkane
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Alkane sind die am einfachsten aufgebauten organischen Verbindungen. Sie haben die allgemeine Formel 
. Alkane bestehen also nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Das einfachste Alkan ist Methan (Formel: CH4). Die anderen Alkane werden später in diesem Kurs behandelt, genauso wie die Nomenklatur (Namensgebung).
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Methan
Methan besteht aus einem Kohlenstoffatom und 4 Wasserstoffatomen, wie oben genannt. Hauptsächlich kommt es in Erdgas, Sumpfgas, Grubengas und Biogas vor. Verwendung findet es, sowie die anderen Alkane, in der Synthese anderer organischen Verbindungen oder wird zur Energiegewinnung verbrannt.
Eigenschaften:
-
- Methan ist bei Normalbedingungen (bei 0° C und einem Druck von 101,325 kPa) gasförmig(Schmelzpunkt: -182°C; Siedepunkt: -164°C).
- farblos
- geruchslos
- brennbar/leicht entzündlich
- geringere Dichte als Luft
Struktur
In der Mitte des Moleküls befindet sich das Kohlenstoffatom und rundherum die 4 Wasserstoffatome. Daraus ergibt sich der tetraederförmige Aufbau von Methan, da die Wasserstoffatome auf diese Weise den größtmöglichen Abstand voneinander haben (Winkel zwischen H-Atomen: 109,5°). Diese Tetraederform kann man in allen Molekülen der Alkane finden.
Löslichkeit:
Methan ist, so wie alle Alkane, sehr schlecht in Wasser löslich (hydrophob). Dies liegt an der unpolaren Struktur der Alkane. In Fetten lösen sie sich jedoch sehr gut(lipophil).
[Bearbeiten] Nomenklatur der Geradkettigen/Unverzweigten Alkane
Alle Alkane, auch Cycloalkane, haben die Endung -an. Die Namen der 4 ersten geradkettigen Alkane müssen gelernt werden da sie keiner Regel folgen. Ab Pentan(C5H12) werden die geradkettigen Alkane nach dem griechischen Zahlwort für die Anzahl der C-Atome plus die Endung -an benannt.
| Name | Summenformel | Schmelzpunkt | Siedepunkt |
|---|---|---|---|
| Methan | CH4 | -182°C | -164°C |
| Ethan | C2H6 | -183°C | -89°C |
| Propan | C3H8 | -190°C | -42°C |
| Butan | C4H10 | -138°C | -0,5°C |
| Pentan | C5H12 | -130°C | +36°C |
| Hexan | C6H14 | -95°C | +69°C |
| Heptan | C7H16 | -90°C | +98°C |
| Octan | C8H18 | -57°C | +126°C |
| Nonan | C9H20 | -51°C | +151°C |
| Decan | C10H22 | -30°C | +174°C |
| ... | ... | ... | ... |
[Bearbeiten] Cycloalkane
Cycloalkane bestehen wie die geradkettigen Alkane nur aus Kohlenstoff(C)- und Wasserstoff(H)atomen, haben jedoch eine andere allgemeine Formel. Cycloalkane bilden "ringförmige" Moleküle und deshalb sind an ein C-Atom jeweils 2 weitere C-Atome gebunden. Somit können nur noch 2 andere Atome oder Moleküle angelagert werden. Wir gehen jetzt nur von den einfachsten Verbindungen aus und deshalb werden an jedes C-Atom noch 2 H-Atome gebunden. Somit ergibt sich eine allgemeine Formel für Cycloalkane:
...
Das kleinste Cycloalkan ist Cyclo-Propan ("Cyclo-Methan&Cyclo-Ethan" gibt es nicht, da erst ab 3 und mehr C-Atomen ein Ring gebildet werden kann).
...
Trans-Isomerie
...
Cis-Isomerie
...
[Bearbeiten] Cyclo-Propan
Eigenschaften
Vorkommen
