Halogenierung und Substitutionsreaktionen
Die Halogenierung von Alkanen ist eine wichtige Substitutionsreaktion, bei der Wasserstoffatome durch Halogenatome ersetzt werden. Diese Reaktion verläuft nach einem radikalischen Mechanismus und wird durch Licht oder Wärme initiiert. Bei der Chlorierung von Methan beispielsweise entsteht zunächst Chlormethan, wobei schrittweise alle Wasserstoffatome durch Chloratome ersetzt werden können.
Fachbegriff: Die radikalische Substitution ist eine Kettenreaktion, die aus drei Phasen besteht: Startreaktion, Kettenreaktion und Abbruchreaktion.
Die Nomenklatur der entstehenden Halogenalkane folgt systematischen Regeln. Die Position des Halogenatoms wird durch eine Zahl angegeben, die die Position in der längsten Kohlenstoffkette markiert. Beispielsweise trägt 1,1-Dibrom-2-methylpropan zwei Bromatome am ersten C-Atom und eine Methylgruppe am zweiten C-Atom der Propankette.
Halogenalkane finden vielfältige Verwendung als Lösungsmittel, Kältemittel oder Desinfektionsmittel. Besonders bekannt sind die FCKWs (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), die jedoch aufgrund ihrer ozonschädigenden Wirkung heute weitgehend verboten sind. Ein Beispiel ist das 1,1-Difluor-dichlormethan (Freon 12), das früher häufig als Kältemittel eingesetzt wurde.
Hinweis: Die Halogenierung von Alkanen ist eine exotherme Reaktion, die unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden muss, um unerwünschte Nebenreaktionen zu vermeiden.