Struktur-Eigenschafts-Beziehung bei Kohlenwasserstoffen
In Kohlenwasserstoffen unterscheiden wir zwischen primären, sekundären und tertiären C-Atomen je nach Anzahl der gebundenen weiteren Kohlenstoffatome. Die C-H-Bindungen sind durch die geringe Elektronegativitätsdifferenz (ΔEN=0,3) nur schwach polar, während C-C-Bindungen unpolar sind (ΔEN=0).
Kohlenstoffatome in Alkanen liegen in der sp³-Hybridisierung vor, was zu einer tetraedrischen Anordnung mit Bindungswinkeln von etwa 109,5° führt. Bei dieser Hybridisierung vermischen sich ein s-Orbital und drei p-Orbitale zu vier gleichwertigen sp³-Hybridorbitalen, was energetisch günstiger ist als der Grundzustand.
Obwohl C-Atome in Alkanen energiereiche negative Oxidationszahlen haben, sind sie reaktionsträge. Die Wasserstoffatome wirken wie ein Schutzschild um die Kohlenstoffatome. Dadurch können Reaktionspartner schwer angreifen, und zwischen den Molekülen wirken nur die schwachen Van-der-Waals-Kräfte.
💡 Merke: Die tetraedrische Struktur durch sp³-Hybridisierung ist entscheidend für die Eigenschaften der Alkane. Trotz polarer C-H-Bindungen sind Alkanmoleküle nach außen unpolar, da sich die Ladungen gegenseitig aufheben.