Homologe Reihe der n-Alkane
Alkane sind die einfachsten Kohlenwasserstoffe und bilden die Grundlage der organischen Chemie. Was sind Alkane?
- Sie bestehen nur aus den Elementen Kohlenstoff C und Wasserstoff H
- Es handelt sich um gesättigte Kohlenwasserstoffe mit ausschließlich Einfachbindungen
- Früher wurden sie auch als Paraffine bezeichnet
- Alle Alkane sind schlecht wasserlöslich
Die homologe Reihe der n-Alkane beginnt mit Methan CH4 und setzt sich mit steigender Kettenlänge fort: Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan und Decan.
Die physikalischen Eigenschaften der Alkane ändern sich systematisch mit der Kettenlänge:
- Methan bis Butan sind bei Raumtemperatur gasförmig
- Alkane von Pentan bis etwa C₁₉ sind flüssig
- Alkane mit mehr als 20 C-Atomen sind fest
- Mit zunehmender Kettenlänge steigen Schmelz- und Siedetemperatur
Interessanterweise haben isomere Alkane gleicheSummenformel,aberunterschiedlicherAufbau unterschiedliche Eigenschaften:
- Verzweigte Alkane haben niedrigere Siede- und Schmelzpunkte als unverzweigte
- Grund: Die verzweigte Struktur führt zu einer geringeren Moleküloberfläche
- Dadurch wirken weniger zwischenmolekulare Kräfte
- Folge: niedrigerer Siedepunkt bei verzweigten Isomeren
Alkane lassen sich in verschiedenen Schreibweisen darstellen: als Summenformel, Strukturformel, Halbstrukturformel oder Skelettformel.
Wichtige Erkenntnis: Alkane sind wesentliche Bestandteile von Erdöl und dienen als Ausgangsstoffe für zahlreiche Produkte der chemischen Industrie. Die Eigenschaften der Alkane, besonders ihre Siedepunkte, sind entscheidend für die fraktionierte Destillation von Erdöl, bei der die verschiedenen Bestandteile des Rohöls getrennt werden.