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Chemie

Chemische reaktionen und ihre mechanismen

Oxidation von alkanolen

Darstellung mit oxidationszahlen

Alkane: Eigenschaften, Strukturformel und Nomenklatur - Einfache Erklärung und Übungen

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Brand: Knowunity

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Alkane: Eigenschaften, Strukturformel und Nomenklatur - Einfache Erklärung und Übungen

Michelle

@michelleschubert_d352c8

44 Follower

Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit Einfachbindungen zwischen benachbarten Kohlenstoffatomen. Sie bilden eine homologe Reihe mit der allgemeinen Summenformel CnH2n+2. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften ändern sich systematisch mit zunehmender Kettenlänge. Alkane sind reaktionsträge, aber brennbar und können Isomere bilden. Wichtige Reaktionen sind Verbrennung, Dehydrierung, Eliminierung und Substitution.

• Die Nomenklatur der Alkane folgt spezifischen Regeln, wobei der Wortstamm die Anzahl der C-Atome angibt.

• Mit steigender Kettenlänge nehmen Viskosität, Siede- und Schmelzpunkt sowie Entzündungstemperatur zu.

• Alkane sind untereinander mischbar, aber nicht mit Wasser. Sie leiten keinen Strom.

• Isomere haben die gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Strukturformeln.

• Wichtige Reaktionen sind Verbrennung, Dehydrierung, Eliminierung und Substitution.

17.2.2021

7722

Gesättigte Kohlenwasserstoffe
1. Alkane
Alkane sind Kohlenwasserstoffe, bei denen die benachbarten Kohlenstoffatome durch
Einfachbindung (At

Reaktionen der Alkane

Dieser Abschnitt befasst sich mit den chemischen Eigenschaften der Alkane, insbesondere mit ihren Reaktionen. Alkane sind bekannt für ihr reaktionsträges Verhalten gegenüber Säuren, Laugen und Metallen, was zu ihrer früheren Bezeichnung als "Paraffine" führte.

Die wichtigste Reaktion der Alkane ist die Verbrennung. Alle Alkane sind brennbar, und Gemische von gasförmigen Alkanen mit Luft können explosiv sein. Bei der vollständigen Verbrennung entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasser unter Abgabe von Wärme.

Example: Die Verbrennung von Heptan wird durch folgende Gleichung dargestellt: C7H16 + 11 O2 = 7 CO2 + 8 H2O

Bei unzureichender Sauerstoffzufuhr kommt es zur unvollständigen Verbrennung, bei der neben Wasser auch giftiges Kohlenstoffmonoxid oder Ruß (reiner Kohlenstoff) entstehen kann.

Highlight: Mit zunehmendem Kohlenstoffanteil des Alkans nehmen die Helligkeit der Flamme und die Rußbildung bei der Verbrennung zu.

Neben der Verbrennung können Alkane auch an folgenden Reaktionen teilnehmen:

Dehydrierung: Abspaltung von Wasserstoffatomen zur Bildung von Alkenen mithilfe von Katalysatoren.
Eliminierung: Abspaltung von zwei Atomen oder Atomgruppen aus einem Molekül.
Substitution: Austausch von Atomen zwischen den Molekülen der Ausgangsstoffe. Durch Substitution mit Halogenen entstehen Halogenalkane.

Vocabulary: Halogenalkane - Derivate von Alkanen, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Halogenatome ersetzt sind.

Diese Reaktionen erweitern das Verständnis der chemischen Eigenschaften von Alkanen und zeigen ihre Bedeutung als Ausgangsstoffe für viele organische Synthesen.

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Gesättigte Kohlenwasserstoffe: Alkane

Dieser Abschnitt führt in die grundlegenden Konzepte der Alkane ein, einer wichtigen Klasse organischer Verbindungen. Alkane sind Kohlenwasserstoffe, bei denen benachbarte Kohlenstoffatome durch Einfachbindungen verknüpft sind. Sie gehören zu den kettenförmigen und gesättigten Kohlenwasserstoffen, da alle Kohlenstoffatome mit der maximalen Anzahl an Wasserstoffatomen verbunden sind.

Die Namensgebung der Alkane folgt einem systematischen Muster. Der Wortstamm gibt die Anzahl der Kohlenstoffatome an, gefolgt von der Endung "-an". Eine Tabelle zeigt die Wortstämme für Alkane mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen.

Vocabulary: Homologe Reihe - Eine Reihe ähnlicher organischer Verbindungen, die sich jeweils um eine -CH₂ Gruppe unterscheiden.

Die homologe Reihe der Alkane wird vorgestellt, die der allgemeinen Summenformel CnH2n+2 folgt. Diese Reihe ist ein fundamentales Konzept in der organischen Chemie.

Der Abschnitt beschreibt auch die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der Alkane:

Die Viskosität nimmt mit der Kettenlänge zu.
Siede- und Schmelztemperaturen steigen mit zunehmender Kettenlänge.
Die Entzündungstemperatur nimmt zu.
Geruchseigenschaften variieren je nach Aggregatzustand.
Alkane leiten keinen elektrischen Strom.
Alkane sind brennbar.
Alkane sind nicht mit Wasser mischbar, aber untereinander in jedem Verhältnis mischbar.

Example: Die Verbrennung von Methan wird als chemische Gleichung dargestellt: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Diese Einführung bietet einen umfassenden Überblick über die grundlegenden Eigenschaften und Konzepte der Alkane, die für das Verständnis der organischen Chemie unerlässlich sind.

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Radikale der Alkane und Isomerie

Dieser Abschnitt behandelt zwei wichtige Konzepte im Zusammenhang mit Alkanen: Radikale und Isomerie.

Radikale der Alkane entstehen, wenn einem Alkan ein Wasserstoffatom entzogen wird. Das resultierende Teilchen besitzt ein einzelnes Elektron. Die Benennung der Radikale erfolgt durch Ersetzen der Endsilbe "-an" des entsprechenden Alkans durch "-yl".

Example: Aus Methan wird Methyl, aus Ethan wird Ethyl, usw.

Eine Tabelle zeigt die Radikale von C1 bis C10, einschließlich ihrer chemischen Formeln.

Der Abschnitt führt dann das Konzept der Isomerie ein.

Definition: Isomere sind Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Strukturformel.

Die Nomenklatur der Alkane wird anhand von Isomeren erklärt. Dabei werden folgende Regeln vorgestellt:

Die längste unverzweigte Kette wird ermittelt und nach dem entsprechenden Alkan benannt.
Seitenketten (Radikale) werden benannt.
Die Anzahl gleicher Radikale wird mit griechischen Zahlwörtern angegeben.
Die Positionen der Radikale werden durch Nummern der Kohlenstoffatome angegeben.

Highlight: Die korrekte Benennung von Isomeren ist entscheidend für die eindeutige Identifizierung von Verbindungen in der organischen Chemie.

Diese Informationen sind grundlegend für das Verständnis der Strukturvielfalt von Alkanen und bilden die Basis für komplexere Konzepte in der organischen Chemie.

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• Mit steigender Kettenlänge nehmen Viskosität, Siede- und Schmelzpunkt sowie Entzündungstemperatur zu.

• Alkane sind untereinander mischbar, aber nicht mit Wasser. Sie leiten keinen Strom.

• Isomere haben die gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Strukturformeln.

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Reaktionen der Alkane

Example: Die Verbrennung von Heptan wird durch folgende Gleichung dargestellt: C7H16 + 11 O2 = 7 CO2 + 8 H2O

Bei unzureichender Sauerstoffzufuhr kommt es zur unvollständigen Verbrennung, bei der neben Wasser auch giftiges Kohlenstoffmonoxid oder Ruß (reiner Kohlenstoff) entstehen kann.

Highlight: Mit zunehmendem Kohlenstoffanteil des Alkans nehmen die Helligkeit der Flamme und die Rußbildung bei der Verbrennung zu.

Neben der Verbrennung können Alkane auch an folgenden Reaktionen teilnehmen:

Dehydrierung: Abspaltung von Wasserstoffatomen zur Bildung von Alkenen mithilfe von Katalysatoren.
Eliminierung: Abspaltung von zwei Atomen oder Atomgruppen aus einem Molekül.
Substitution: Austausch von Atomen zwischen den Molekülen der Ausgangsstoffe. Durch Substitution mit Halogenen entstehen Halogenalkane.

Vocabulary: Halogenalkane - Derivate von Alkanen, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Halogenatome ersetzt sind.

Diese Reaktionen erweitern das Verständnis der chemischen Eigenschaften von Alkanen und zeigen ihre Bedeutung als Ausgangsstoffe für viele organische Synthesen.

Gesättigte Kohlenwasserstoffe: Alkane

Vocabulary: Homologe Reihe - Eine Reihe ähnlicher organischer Verbindungen, die sich jeweils um eine -CH₂ Gruppe unterscheiden.

Die homologe Reihe der Alkane wird vorgestellt, die der allgemeinen Summenformel CnH2n+2 folgt. Diese Reihe ist ein fundamentales Konzept in der organischen Chemie.

Der Abschnitt beschreibt auch die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der Alkane:

Die Viskosität nimmt mit der Kettenlänge zu.
Siede- und Schmelztemperaturen steigen mit zunehmender Kettenlänge.
Die Entzündungstemperatur nimmt zu.
Geruchseigenschaften variieren je nach Aggregatzustand.
Alkane leiten keinen elektrischen Strom.
Alkane sind brennbar.
Alkane sind nicht mit Wasser mischbar, aber untereinander in jedem Verhältnis mischbar.

Example: Die Verbrennung von Methan wird als chemische Gleichung dargestellt: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Diese Einführung bietet einen umfassenden Überblick über die grundlegenden Eigenschaften und Konzepte der Alkane, die für das Verständnis der organischen Chemie unerlässlich sind.

Radikale der Alkane und Isomerie

Dieser Abschnitt behandelt zwei wichtige Konzepte im Zusammenhang mit Alkanen: Radikale und Isomerie.

Example: Aus Methan wird Methyl, aus Ethan wird Ethyl, usw.

Eine Tabelle zeigt die Radikale von C1 bis C10, einschließlich ihrer chemischen Formeln.

Der Abschnitt führt dann das Konzept der Isomerie ein.

Definition: Isomere sind Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Strukturformel.

Die Nomenklatur der Alkane wird anhand von Isomeren erklärt. Dabei werden folgende Regeln vorgestellt:

Die längste unverzweigte Kette wird ermittelt und nach dem entsprechenden Alkan benannt.
Seitenketten (Radikale) werden benannt.
Die Anzahl gleicher Radikale wird mit griechischen Zahlwörtern angegeben.
Die Positionen der Radikale werden durch Nummern der Kohlenstoffatome angegeben.

Highlight: Die korrekte Benennung von Isomeren ist entscheidend für die eindeutige Identifizierung von Verbindungen in der organischen Chemie.

Diese Informationen sind grundlegend für das Verständnis der Strukturvielfalt von Alkanen und bilden die Basis für komplexere Konzepte in der organischen Chemie.