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Alkane

Eigenschaften: 

  • wasserunlöslich, gut untereinander mischbar
  • keine elektrische Leitfähigkeit
  • keine Ablenkung im elektrischen Feld
  • brennbar: \( Alkan + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \)
    mit steigender Luftzufuhr mit die Flamme leuchtender und rußender (durch Umwandlung des gebundenen Kohlenstoffs in elementaren), und die Verbrennung wird zunehmend unvollständig.
  • Aggregatzustand (nach Anzahl der Kettenglieder)
    • 1-4: farb- und geruchlose Gase
    • 5-7: leicht bewegliche, farblose Flüssigkeiten mit benzinartigen Geruch
    • 8-16: farblose, dickflüssige Flüssigkeiten (“Paraffinöl”)
    • 17-*: weiße, feste, wachsartige Feststoffe von geringer Härte (“Paraffin”)
    • ab 20: Zersetzung vor Verdampfen

Die qualitative Elementaranalyse ergibt, dass Alkane nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen. Es handelt sich um sogenannte Kohlenwasserstoffe. Die quantitative Elementaranalyse ergibt, dass die einzelnen Alkane nach Molekülmasse sortiert werden können und die Molekülmasse für jedes Glied um 14u, einer Methylen-Gruppe (\(CH_2\)), zunimmt (=homologe Reihe der Alkane).

Benennung: Die ersten vier Glieder haben unregelmäßige Namen: Methan, Ethan, Propan, Butan. Danach wird der Wortstamm des griechischen Zahlwortes genommen und die Silbe -an angehängt, die nächsten Glieder lauten: Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan.

Allgemeine Summenformel: \( C_nH_{n+2} \)
Halbstrukturformel ab Ethan: \( H_3C(CH_2)_{n-2}CH_3 \)

Die Bindungen zwischen den C- und H-Atomen ist schwach polar (EN: C 2,5; H 2,1). Durch den symmetrischen Aufbau werden die Polaritäten ausgeglichen und das Molekül ist insgesamt unpolar.

Die Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, weil die höchstmöglichste Anzahl an Atomen an den C-Atomen gebunden sind.

Früher wurden Alkane Paraffine genannt, von lat. parum affinis = wenig verwandt/wenig reaktionsfähig. Grund ist die Reaktionsträgheit der Alkane, u.a. mit Säuren, Basen, Alkali-Metallen.

Alkane lösen sich nicht in Wasser, sie sind hydrophob (=wasserabstoßend), aber in Fetten (lipophil = fettfreundlich).