Alkane:
Als Alkane bezeichnet man Kohlenwasserstoffe mit der allgemeinen Formel C n H 2 n +2
Die Einfachbindungen der Alkane gelten als Strukturmerkmal.
Methan (CH4) ist der einfachste Kohlenwasserstoff.
Methan ist ein farb- und geruchloses Gas mit der Molmasse von 16u, welches brennbar ist.
Man kann Methan entweder durch Hydrolyse von Aluminiumcarbid (Al4 C3) oder durch die Reaktion von Natriumacetat mit festem Natriumhydroxid gewinnen.
Methan ist wesentlicher Bestandteil des Erdgases.
Zusammen mit Sauerstoff bzw. Luft bildet Methan ein hochexplosives Gemisch, welches in Kohlebergwerken vorkommt.
Methan wird als Heizgas verwendet und ist als Rohstoff bedeutend für die chemische Großindustrie.
Dort wird zum Beispiel durch thermische Spaltung Kohlenstoff als Ruß in feinster Verteilung und Wasserstoff hergestellt:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Der Ruß findet Verwendung in der Kautschuk- und Farbenindustrie, der Wasserstoff zur Hydrierung.
Ethan (CH 3 − CH 3 ) ist ebenfalls ein farbloses Gas, welches zudem auch Bestandteil des Erdgases ist.
Es findet, wie Methan auch, als Heizgas Verwendung.
Propan (CH 3 − CH 2 − CH 3 ) tritt in Erdgas auf.
Bei der Erdölgewinnung fällt Propan in großer Menge an.
Es wird in Stahlflaschen komprimiert und dient ebenfalls als Heizgas.
Homologe Reihe der Alkane:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Formal wird durch das Einfügen einer CH 2 -Gruppe eine neue Verbindung aus der vorangegangenen erzeugt.
Dadurch, dass die Verbindungen alle auseinander hervorgehen, haben sie die gleiche Bauweise und werden deshalb homologe Reihe genannt.
IUPAC-Nomenklatur:
Da es bei zunehmender Zahl von Kohlenstoffatomen immer mehr Isomere gibt, einigte man sich 1892 auf dem Genfer hemiekongress auf eine verbindliche Namensgebung. Heute gibt es einen Ausschuss der wegen dem ständigen Zuwachs an neuen Stoffen und Verbindungen an Problemen dieser Namensgebung arbeitet.
1. Als erstes sucht man die längste durchgängige Kohlenstoffkette. Diese Kette bildet den Stammnamen des Alkans.
2. Alle Nebenketten werden ebenfalls mit ihrem „Normalen Namen“ benannt. Allerdings wird anstatt der Endung -an die Endung -yl verwendet. Wenn gleiche Gruppen mehrfach auftreten wird vor dem Namen ein griechische Namenwort ergänzt.(-di, -tri, -tetra,...)
3. Nun wird die Hauptkette so durchnummeriert, das die übrigen Ketten an C-Atomen mit möglichst kleinen Zahlen gebunden sind.
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3-ethan-3,4-di-metyloctan
Radikale:
Alkane mit einem fehlenden H-Atom nennt man Radikale.
Diese werden benannt mit dem griechischen Zahlwort + -yl.
(Beispiel: Ethylradikal ⇒ CH 3 − CH 2 •).
Radikale sind aufgrund des ungepaarten Elektrons sehr kurzlebig (Lebensdauer von ≈ 10− s).
Isomerie:
Methan, Ethan und Propan haben eine eindeutige Zuordnung von Struktur- zu Summenformeln.
Bei Butan [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] sind zwei verschiedene Atomanordnungen möglich:
Diese beiden Möglichkeiten nennt man Isomere.
Das n-Butan und das i-Butan haben verschiedene physikalische und chemische Eigenschaften.
Bei Butan liegt eine STRUKTURISOMERIE, im speziellen Fall hier eine Kettenisomerie vor.
Bei wachsender Anzahl der Kohlenstoffatome steigt auch die Anzahl der Isomere:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Siede- und Schmelzpunkte der n-Alkane:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
