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Chemie

Alkane benennen und Isomere erkennen

Moleküle mit gleicher Summenformel können verschieden gebaut sein. Man nennt sie Isomere. Mit festen Regeln gibt man jedem Isomer einen eigenen Namen.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann erklären, was Isomere sind.
  • Ich kann verzweigte Alkane nach den Regeln benennen.
  • Ich kann aus einem Namen die Struktur zeichnen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Alkane: die homologe Reihe

Butan hat die Formel C₄H₁₀. Es gibt aber noch einen zweiten Stoff mit derselben Formel, in dem die C-Atome verzweigt sind. Stoffe mit gleicher Summenformel und unterschiedlicher Struktur heißen Isomere. Das verzweigte Isomer heißt 2-Methylpropan. Pentan C₅H₁₂ hat 3 Isomere, Hexan C₆H₁₄ hat 5. Benennungsregeln: 1. Suche die längste Kohlenstoffkette. Sie gibt den Stammnamen. 2. Die Seitenketten heißen Alkylgruppen: Methyl (CH₃–) und Ethyl (C₂H₅–). 3. Nummeriere die Kette so, dass die Seitenketten die kleinsten Zahlen bekommen. 4. Schreibe zuerst die Nummer, dann die Seitenkette, dann den Stamm. Bei zwei gleichen Seitenketten steht die Vorsilbe Di- vor der Seitenkette, zum Beispiel 2,2-Dimethylpropan.

SummenformelNameHalbstrukturformel
C₄H₁₀ButanCH₃–CH₂–CH₂–CH₃
C₄H₁₀2-MethylpropanCH₃–CH(CH₃)–CH₃
C₅H₁₂PentanCH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃
C₅H₁₂2-MethylbutanCH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃
C₅H₁₂2,2-DimethylpropanCH₃–C(CH₃)₂–CH₃

Ein verzweigtes Alkan benennen

  1. Gegeben: CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃.
  2. Längste Kette: 4 Kohlenstoffatome, also Butan.
  3. Seitenkette: eine CH₃-Gruppe, also Methyl.
  4. Nummerieren: Von links gezählt sitzt die Methylgruppe am 2. Atom, von rechts am 3. Man wählt die kleinere Zahl: 2.
  5. Name: 2-Methylbutan. Probe: 4 + 1 = 5 C-Atome, also C₅H₁₂.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Isomere: gleiche Formel, anderer Bau.

Längste Kette = Stamm.

Seitenkette: Methyl oder Ethyl.

Ein Beispiel

Beispiel

Zwei Häuser können aus gleich vielen Steinen gebaut sein und trotzdem verschieden aussehen. Bei Isomeren sind die Atome gleich, aber anders verbunden.

Schritt für Schritt

Wir benennen ein Alkan

  1. Finde die längste C-Kette. Zähle ihre Atome.
  2. Wähle den Stamm: 3 = Propan, 4 = Butan, 5 = Pentan.
  3. Erkenne die Seitenkette: CH₃ ist Methyl.
  4. Nummeriere vom Ende mit der kleineren Zahl für die Seitenkette. Dann Name zusammensetzen.

Mit einem Bild erklärt

StrukturLängste KetteSeitenketteName
CH₃–CH(CH₃)–CH₃31 × Methyl an C22-Methylpropan
CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃41 × Methyl an C22-Methylbutan
CH₃–CH₂–CH(CH₃)–CH₂–CH₃51 × Methyl an C33-Methylpentan
CH₃–C(CH₃)₂–CH₃32 × Methyl an C22,2-Dimethylpropan

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Welcher Name gehört zu CH₃–CH(CH₃)–CH₃?
Lösung ansehen

Lösung: 2-Methylpropan

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Wie viele Kohlenstoffatome hat 2,3-Dimethylbutan insgesamt? Zähle die Kette und die beiden Seitenketten.

Zeig mir den ersten Schritt

Butan hat 4 C-Atome. Jede Methylgruppe bringt 1 C-Atom dazu.

Lösung ansehen

Lösung: 6

4 + 1 + 1 = 6. Die Formel ist C₆H₁₄.

Tipp: Die längste Kette muss nicht gerade gezeichnet sein. Sie darf um die Ecke gehen. Prüfe deshalb immer alle möglichen Wege durch das Molekül.

Merksatz: Isomere: gleiche Summenformel, unterschiedliche Struktur. Die längste Kette gibt den Stamm, die Seitenketten bekommen kleinste Nummern.

Typischer Fehler: Viele halten ein anders gezeichnetes Molekül für ein neues Isomer. Dreht oder biegt man dieselbe Kette nur im Bild, bleibt es derselbe Stoff.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wie viele Isomere hat die Summenformel C₅H₁₂?
Lösung ansehen

Lösung: 3

Frage 2 Zwei Moleküle mit gleicher Summenformel sind immer derselbe Stoff.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Welches ist eine Alkylgruppe mit einem Kohlenstoffatom?
Lösung ansehen

Lösung: Methyl

Frage 4 Wie viele Wasserstoffatome hat 3-Methylpentan? (Es ist ein Alkan mit 6 C-Atomen.)

Zeig mir den ersten Schritt

Alle Isomere eines Alkans haben dieselbe Summenformel. Nutze 2 · n + 2.

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Lösung: 14

2 · 6 + 2 = 14. 3-Methylpentan ist C₆H₁₄.

Frage 5 Warum haben Isomere unterschiedliche Siedetemperaturen?
Lösung ansehen

Lösung: Ihre Struktur ist verschieden.

Geschafft

Isomere haben die gleiche Summenformel, aber eine andere Struktur und damit andere Eigenschaften. Man benennt sie über die längste Kette, die Seitenketten und die kleinsten Nummern. C₄H₁₀ hat 2 Isomere, C₅H₁₂ hat 3, C₆H₁₄ hat 5.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Alkane und Erdöl: Kette und Siedetemperatur

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