Homologe Reihe der Alkane
Die homologe Reihe der Alkane bildet das Rückgrat der organischen Chemie. Alkane sind Kohlenwasserstoffe, die ausschließlich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, welche durch Einfachbindungen miteinander verknüpft sind. Diese Verbindungen folgen einer systematischen Namensgebung und weisen charakteristische Eigenschaften auf.
Definition: Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit der allgemeinen Summenformel CnH2n+2, wobei n die Anzahl der Kohlenstoffatome repräsentiert.
Die homologe Reihe beginnt mit Methan CH4 und setzt sich mit Ethan C2H6, Propan C3H8 und Butan C4H10 fort. Weitere Mitglieder dieser Reihe sind:
Beispiel: Pentan 5C−Atome, Hexan 6C−Atome, Heptan 7C−Atome, Octan 8C−Atome, Nonan 9C−Atome, Decan 10C−Atome
Die Strukturformel der Alkane zeigt die räumliche Anordnung der Atome. Mit zunehmender Kettenlänge werden die Strukturen komplexer, aber das Grundprinzip bleibt gleich: Kohlenstoffatome sind durch Einfachbindungen verbunden und die restlichen Bindungen werden durch Wasserstoffatome gesättigt.
Highlight: Die allgemeine Summenformel der Alkane lautet CnH2n+2, was es ermöglicht, die Zusammensetzung jedes Alkans schnell zu bestimmen.
Die physikalischen Eigenschaften der Alkane variieren mit der Kettenlänge. Bei Raumtemperatur sind die ersten vier Alkane MethanbisButan gasförmig, Alkane mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen sind flüssig, und ab 15 Kohlenstoffatomen liegen sie als Feststoffe vor.
Vocabulary: Van-der-Waals-Kräfte sind schwache intermolekulare Kräfte, die zwischen Alkanmolekülen wirken und für viele ihrer physikalischen Eigenschaften verantwortlich sind.
Die Stärke der Van-der-Waals-Kräfte nimmt mit der Molekülgröße zu, was zu einem Anstieg der Schmelz- und Siedepunkte führt. Dies erklärt den Übergang von gasförmigen zu flüssigen und schließlich festen Alkanen mit zunehmender Kettenlänge.
Highlight: Die Löslichkeit der Alkane ist stark von ihrer Polarität abhängig. Als unpolare Moleküle sind sie hydrophob wasserabweisend und lipophil fettliebend.
