Homologe Reihe und Isomerie

Die homologe Reihe der Alkane folgt der allgemeinen Summenformel CnH2n+2 für kettenförmige Alkane und CnH2n für zyklische Alkane. Die Endung "-an" kennzeichnet Alkane in der Nomenklatur.

Vocabulary: Gesättigte Verbindungen haben nur Einfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen.

Isomere sind Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Strukturformel. Man unterscheidet zwischen unverzweigten Ketten (n-Alkane) und verzweigten Ketten (iso-Alkane).

Definition: Isomere sind Moleküle mit identischer Summenformel, aber unterschiedlicher Anordnung der Atome.

Die Benennung von Alkanen folgt bestimmten Regeln:

1. Festlegen der Hauptkette (längste durchgehende C-Kette)
2. Benennen der Seitenketten (Alkylgruppen)
3. Nummerieren der Hauptkette
4. Vollständige Benennung unter Berücksichtigung der Positionsnummern und alphabetischen Reihenfolge

Example: 4-(1,1-Dimethylethyl)-2-methylheptan ist ein Beispiel für die systematische Benennung eines verzweigten Alkans.

Eigenschaften und Verwendung der Alkane

Die Eigenschaften der Alkane variieren mit ihrer Kettenlänge:

• Methan bis Butan: gasförmig (Heizgase)
• Butan bis Nonan: dünnflüssig
• Ab Decan: ölig-zähflüssig
• Ab Heptadecan: fest

Highlight: Die Siedetemperatur der Alkane steigt mit zunehmender Kettenlänge aufgrund stärkerer Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Molekülen.

Verwendung:

• Gemische von Pentanen bis Dodecanen: Benzine
• 12-20 Kohlenstoffatome: Petroleum, Dieselöl, leichtes Heizöl
• Höhere Alkane: Schmieröl, Vaseline, Paraffin (Kerzen, Imprägnieren von Papier)

Lösungsverhalten:

• Hydrophob (nicht in Wasser löslich)
• Lipophil (in Fett löslich)
• Alkane sind ineinander löslich

Vocabulary: Hydrophob bedeutet wasserabweisend, lipophil bedeutet fettliebend.

Die Erdölveredelung umfasst verschiedene Prozesse:

1. Fraktionierte Destillation
2. Entschwefelung
3. Reforming (Isomerisierung und Dehydrierung)
4. Cracken (Spaltung langer Kohlenwasserstoffmoleküle)