Physikalische Eigenschaften Alkane Physikalische Eigenschaften

Tabelle einiger physikalischer Werte

…in grafischer Darstellung

n- und iso-Alkane im Vergleich 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 Vergleich M(n-Pentan) = 72,15 g/mol Smp.: -129,8 °C Sdp.: +36,1 °C M(Methylbutan) = 72,15 g/mol Smp.: -159,9 °C Sdp.: +29,9 °C M(Dimethylpropan) = 72,15 g/mol Smp.: -16,8 °C Sdp.: +9,4 °C

Siede- 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! > < 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.

Siede- 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 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. < < 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.

Diese Faustregeln lassen sich auf praktisch alle Moleküle übertragen!