Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name __________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 

Alkane: Grundstoffe vieler organischer Verbindungen

 
Alle Verbindungen der Stoffklasse Kohlenwasserstoffe bestehen nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Aufgrund der Vierbindigkeit des Kohlenstoffs und der Eigenschaft, sich unbegrenzt mit sich selbst verbinden zu können - von allen Elementen besitzt nur Kohlenstoff diese Eigenschaft - gibt es zusätzlich in Kombination mit den Elementen Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor und den Halogenen sowie einigen Metallen unendlich viele Verbindungen, von den bis zum Jahre 2000 ca. 16 Millionen wenigstens dem Namen nach bekannt waren. Allein die Kohlenwasserstoffe bilden mehrere tausend Verbindungen.

Synopse Kohlenwasserstoffe

Alkane (Paraffine, gesättigte KW, Grenzkohlenwasserstoffe) bilden unverzweigte Ketten aus C-Atomen, verzweigte Ketten oder ringförmige Moleküle (Cycloalkane). Allein ihre Vielfalt bedingt eine Systematik der Benennung, die überall auf der Welt einheitlich und verständlich ist: die sog. Nomenklatur der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).

Die anderen Benennungen der Alkane geben einen Hinweis auf ihre chemischen Eigenschaften: „Grenzkohlenwasserstoffe," weil die Grenze der Sättigung mit Wasserstoff erreicht ist; Paraffine (parum affinum = geringe Verwandtschaft) deutet auf eine geringe Reaktionsbereitschaft hin

Die gasförmigen Alkane C1 bis C4 reagieren in Gemischen mit Luft/Sauerstoff unterschiedlicher Zusammensetzung durchaus explosiv, z.B. Erdgas = Methangas. Von C6 - C8 (Benzin und seinen verwandten Verbindungen) ist bekannt, dass sie mehr oder weniger leichtentzündlich sind und explosiv mit Luft/Sauerstoff reagieren können. Kerzenwachs (C14 - C16) ist in flüssiger Form brennbar. Wie kommt es dann, dass sie durch Säuren wie Salz-, Schwefel- oder Salpetersäure nicht angegriffen werden? Warum reagieren sie nicht mit starken Laugen wie Natron- oder Kalilauge?

Name Strukturformel Summenformel
Methan

CH4
Ethan

C2H6
Propan

C3H8
Butan    
Pentan    
Hexan    
Heptan    
Octan    
Nonan    
Decan    
Warum reagieren sie nicht mit reaktiven Stoffen wie Chlor oder Brom? Was ist nötig, dass sie mit Luftsauerstoff reagieren (Verbrennungsreaktion)? Was genau sind die Umstände, die Reaktionen ermöglichen?
Arbeitsaufträge:
1. Ergänze die leeren Felder in der Tabelle mit den fehlenden Struktur- und Summenformeln!
2. Wie lautet die allgemeine Formel der Alkane?
3. Wie werden die um ein H-Atom verminderten Reste der KW benannt? Bilde die homologe Reihe vom ersten bis zum 10. Glied der Reihe!
4. Wie benennt man Alkane der gleichen Summenformel, aber verschiedener Strukturformel?

 

Lösungen:

 
Arbeitsaufträge:

1. Ergänze die leeren Felder in der Tabelle mit den fehlenden Struktur- und Summenformeln!

Name Strukturformel Summenformel
Methan

CH4
Ethan

C2H6
Propan

C3H8
Butan

C4H10
Pentan C5H12
Hexan

C6H14
Heptan

C7H16
Octan C8H18
Nonan C9H20
Decan C10H22

2.. Wie lautet die allgemeine Formel der Alkane? Sie lautet Cn H2n+2
3. Wie werden die um ein H-Atom verminderten Reste der KW benannt? Bilde die homologe Reihe vom ersten bis zum 10. Glied der Reihe!

Die um 1 H-Atom verminderten Reste werden allgemein Alky-Reste genannt. Konkret handelt es sich dabei um den

Methyl-Rest   CH3-
Ethyl-Rest     C2H5-
Propyl-Rest   C3H7-
Butyl-Rest    C4H9-
Pentyl-Rest   C5H11-
Hexyl-Rest   C6H13-
Heptyl-Rest  C7H15-
Octyl-Rest    C8H17-
Nonyl-Rest   C9H19-
Decyl-Rest   C10H21-
4. Wie benennt man Alkane der gleichen Summenformel, aber verschiedener Strukturformel? Sie werden als Isomere bezeichnet.

siehe dazu auch: Übung zur Isomerie, Nomenklatur von Alkanen und Isomerie

update: 21.04.17                                                                                                                                                                                    zurück        zur Hauptseite