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Alkan (Chemie)



Als Alkane bezeichnet man gesättigte Kohlenwasserstoffe. Gesättigt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass es keine Mehrfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen gibt, dass sie also keine weiteren Wasserstoffatome mehr aufnehmen können. Die allgemeine Summenformel lautet: CnH2n+2. Kohlenstoffketten bilden das Gerüst der Alkane. Diese Ketten können unverzweigt (n-Alkane) oder verzweigt (iso-Alkane) sein.

Table of contents
1 Nomenklatur
2 Konstitutionsisomerie
3 Räumliche Struktur
4 Eigenschaften
5 Darstellung
6 Reaktionen
7 Weiterführende Informationen

Nomenklatur

Die Alkane werden mit der Endung '-an' bezeichnet. Die homologe Reihe beginnt mit:

Ab 5 Kohlenstoffatomen werden griechische Zahlwörter verwendet:

usw...

Konstitutionsisomerie

Beim Butan tritt der Fall ein, dass bei gleicher Summenformel C4H10 unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten (Konstitutionen) für die Kohlenstoffatome im Alkanmolekül möglich sind. Butan existiert in zwei verschiedenen Konstitutionen: n-Butan und iso-Butan.

n-Butan iso-Butan

Mit wachsender Anzahl der Kohlenstoffatome steigt auch die Zahl der möglichen Isomere.

Räumliche Struktur

Die um die Kohlenstoff-Atome angelagerten Wasserstoff-Atome bilden beim Methan die Form eines Tetraeders, wobei zwischen den einzelnen Bindungen jeweils den geometrisch exakten Winkel von 109,47° auf. Die Bindungslänge beträgt 109 pm für die C-H-Bindung und 154 pm für C-C-Bindung.

Andere Kohlenwasserstoff-Moleküle mit mehr Elementen bauen zunächst auf dieser Grundstruktur auf, weisen aber auch "Verbiegungen" auf, z.B. wenn Doppelbindungen im Molekül vorhanden sind. Ring und Kristall-Strukturen müssen nicht notwendigerweise mit solchen Abnormitäten behaftet sein.

Eigenschaften

Alkane bilden eine besonders einheitliche Stoffklasse. Die Kenntnis der Eigenschaften weniger Vertreter genügt, um das Verhalten der übrigen vorherzusagen. Dieses gilt sowohl für die intra- bzw. intermolekularen Wechselwirkungen der Alkane, die sich auf die Schmelz- und Siedepunkte auswirken, wie auch bei der Betrachtung ihrer Synthesen und Reaktionen.

Die Molekülstruktur, das heißt die Größe der Angriffsfläche bestimmt den Siedepunkt des Isomeres. Je verzweigter das Isomer ist, desto kleiner die Gesamtangriffsfläche zwischen den Teilchen, desto kleiner die dort wirkenden Van-der-Waals'schen Kräfte und desto tiefer der Siedepunkt.

Darstellung

Reaktionen

Weiterführende Informationen

Siehe auch:
Alken, Alkin, Van-der-Waals-Kraft




     
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