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

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

2 Alkane sind Kohlenwasserstoffe: Seite 2© Manfred Amann 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 durch Striche dargestellt.

3 Methan – der einfachste Kohlenwasserstoff Seite 3© Manfred Amann Ein C-Atom kann also vier H-Atome binden: CH4 (Methan). Diese Darstellung gibt allerdings nicht die korrekte 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).

4 Methan – der einfachste Kohlenwasserstoff Seite 4© Manfred Amann 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 jeweils ein bindendes Elektronenpaar (=Einfachbindung) untereinander und im übrigen mit H-Atomen verbunden sind.

5 Wir verlängern die Kohlenstoffkette … Seite 5© Manfred Amann Formal kann man sich das als Einfügen einer CH2-Gruppe (Methylen-Gruppe) vorstellen. Methylen-Gruppe

6 … und erhalten Ethan Seite 6© Manfred Amann Wie gesagt: Formal kann man 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-H gelesen werden.

7 Eine weitere Verlängerung der C-Kette … Seite 7© Manfred Amann Formal können wir uns das wiederum als Einfügung einer Methylen-Gruppe vorstellen.

8 … erzeugt Propan Seite 8© Manfred Amann Propan hat die Summenformel C3H8. Formal kann diese Formel aber auch als H-CH2-CH2-CH2-H oder H-(CH2)3-H gelesen werden. Drei Methylen-Gruppen

9 Auf diese Weise bilden wir weitere Alkane: Butan, Pentan, Hexan Seite 9© Manfred Amann C4H10C5H12 C6H14 oder H-(CH2)4-H oder H-(CH2)5-H oder H-(CH2)6-H

10 Heptan, Octan, Nonan, Decan Seite 10 © Manfred Amann 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 Heptan C7H16 Octan C8H18 Nonan C9H20 Decan C10H22 oder H-(CH2)7-H oder H-(CH2)8-H oder H-(CH2)9-H oder H-(CH2)10-H

11 Allgemeine Summenformel der Alkane Seite 11 © Manfred Amann Alle Alkanformeln konnten auch in der Form H-(CH2)(?)-H geschrieben werden, wobei das Fragezeichen für eine ganze Zahl steht (1 bei Methan, 2 bei Ethan usw.). Etwas professi0neller ersetzen wir das Fragezeichen durch 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-Atome plus die beiden H-Atome am Anfang und am Ende der Kette. Daraus ergibt sich schließlich die allgemeine Summenformel der Alkane: CnH2n+2

12 Homologe Reihe Seite 12© Manfred Amann Wir haben die Reihe der Alkane – vom Methan ausgehend – durch die 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 die Atomgruppe CH2 unterscheiden.

13 Aufgaben: Seite 13© Manfred Amann Geben Sie Formeln und Namen der Alkane mit drei, sieben und neun C-Atomen an. Geben Sie a) die Formeln von Pentan und Octan, b) die Namen der Verbindungen C4H10 und C10H22 an. C3H8 Propan, C7H16 Heptan, C9N20 Nonan a) C5H12 und C8H18, b) Butan und Decan

14 © Manfred AmannSeite 14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!... und noch eine Buchempfehlung in eigener Sache: Manfred Amann: Chemie für Kids bhv-Verlag, 312 Seiten, 17,95 / sFR 31,80 ISBN Aus dem Klappentext: Ab 10 Jahre, aber auch für Erwachsene, die eine wirklich einfache Einführung suchen und ihr Wissen auffrischen möchten.


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