Die Kohlenwasserstoffe Nomenklatur und Isomerie bildet die Grundlage für das Verständnis organischer Verbindungen. Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen und ausschließlich Einfachbindungen aufweisen. Die systematische Benennung erfolgt nach IUPAC-Regeln, wobei die längste Kohlenstoffkette als Stamm dient und Verzweigungen als Substituenten angegeben werden.
Der Einfluss der Van-der-Waals-Kräfte auf Alkaneigenschaften ist entscheidend für ihre physikalischen Eigenschaften. Diese schwachen intermolekularen Wechselwirkungen nehmen mit steigender Molekülgröße zu, was sich direkt auf Siedepunkte und Aggregatzustände auswirkt. Bei Raumtemperatur sind die ersten vier Alkane gasförmig, mittellange Ketten (C5-C17) flüssig und längere Ketten fest. Die Van-der-Waals-Kräfte erklären auch die geringe Löslichkeit von Alkanen in Wasser, da sie nur unpolare Wechselwirkungen eingehen können.
Die Verbrennungsreaktionen von Alkanen mit Sauerstoff sind exotherme Reaktionen, bei denen Kohlenstoffdioxid und Wasser entstehen. Diese Reaktionen sind von großer praktischer Bedeutung, da Alkane wichtige Energieträger sind. Bei vollständiger Verbrennung mit ausreichend Sauerstoff entstehen nur CO2 und H2O, während bei unvollständiger Verbrennung auch giftige Produkte wie Kohlenmonoxid entstehen können. Die Verbrennungswärme steigt mit zunehmender Kettenlänge, was die Bedeutung längerkettiger Alkane als Brennstoffe erklärt. Die Reaktionsgleichungen lassen sich durch stöchiometrische Berechnungen ausgleichen, wobei die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome im Alkan die benötigte Sauerstoffmenge bestimmt.
