Alkane: die homologe Reihe
Alkane sind Kohlenwasserstoffe mit Einfachbindungen. Ihre Formel ist CₙH₂ₙ₊₂. Die Reihe wächst immer um eine CH₂-Gruppe.
Das lernst du heute
- Ich kann Namen und Formeln der ersten Alkane nennen.
- Ich kann die allgemeine Formel anwenden.
- Ich kann erklären, was eine homologe Reihe ist.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Die Chemie des Kohlenstoffs
Ein Kohlenwasserstoff besteht nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Alkane sind Kohlenwasserstoffe, bei denen alle Bindungen Einfachbindungen sind. Man nennt sie gesättigt. Das einfachste Alkan ist Methan (CH₄). Dann folgen Ethan, Propan und Butan. Danach nutzt man Zahlwörter aus dem Griechischen (bei Nonan aus dem Lateinischen): Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan. Alle Namen enden auf -an. Die allgemeine Formel lautet CₙH₂ₙ₊₂. Dabei ist n die Zahl der Kohlenstoffatome. Bei n = 3 gilt: 2 · 3 + 2 = 8 Wasserstoffatome, also C₃H₈. Von einem Alkan zum nächsten kommt immer eine CH₂-Gruppe dazu. Eine solche Reihe heißt homologe Reihe. Die Molekülmasse wächst dabei jeweils um 14 u.
| n | Name | Summenformel | Halbstrukturformel |
|---|---|---|---|
| 1 | Methan | CH₄ | CH₄ |
| 2 | Ethan | C₂H₆ | CH₃–CH₃ |
| 3 | Propan | C₃H₈ | CH₃–CH₂–CH₃ |
| 4 | Butan | C₄H₁₀ | CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ |
| 5 | Pentan | C₅H₁₂ | CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ |
| 6 | Hexan | C₆H₁₄ | CH₃–(CH₂)₄–CH₃ |
Die Formel von Decan bestimmen
- Decan hat 10 Kohlenstoffatome, also n = 10.
- Wasserstoffatome: 2 · 10 + 2 = 22.
- Summenformel: C₁₀H₂₂.
- Probe: 22 ist 2 mehr als das Doppelte von 10.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Alkane haben nur C und H.
Formel: CₙH₂ₙ₊₂.
Die Namen enden auf -an.
Ein Beispiel
Das Gas in Feuerzeugen und Campingkochern ist meist Butan oder Propan. Beide sind Alkane. Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas.
Schritt für Schritt
Wir bestimmen eine Formel
- Lies n ab: Wie viele Kohlenstoffatome?
- Rechne 2 · n + 2.
- Schreibe die Summenformel CₙH₂ₙ₊₂ mit den Zahlen.
- Prüfe: Wasserstoff ist 2 mehr als das Doppelte von n.
Mit einem Bild erklärt
| n | 2 · n + 2 | Formel |
|---|---|---|
| 5 | 12 | C₅H₁₂ |
| 7 | 16 | C₇H₁₆ |
| 8 | 18 | C₈H₁₈ |
| 10 | 22 | C₁₀H₂₂ |
Zur Grundlage zurück
- Die Chemie des Kohlenstoffs – Du weißt, dass Kohlenstoff 4 Bindungen eingeht.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Wie viele Wasserstoffatome hat Octan (8 Kohlenstoffatome)?
Zeig mir den ersten Schritt
Setze n = 8 in die Formel 2 · n + 2 ein.
Lösung ansehen
Lösung: 18
2 · 8 + 2 = 18. Octan ist C₈H₁₈.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
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Lösung: C₇H₁₆
Tipp: Die ersten vier Namen musst du auswendig lernen: Methan, Ethan, Propan, Butan. Ein Merksatz mit M, E, P, B hilft, zum Beispiel „Mein Esel putzt Bananen“. Ab fünf Atomen helfen Zahlwörter: pent, hex, hept, oct, non, dec.
Merksatz: Alkane: CₙH₂ₙ₊₂. Nur Einfachbindungen. Jedes Glied der Reihe hat eine CH₂-Gruppe mehr.
Typischer Fehler: Viele verwechseln n mit der Zahl der Wasserstoffatome. n ist die Zahl der Kohlenstoffatome. Die Formel CₙH₂ₙ gehört nicht zu den Alkanen.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: C₅H₁₂
Frage 2 Wie viele Wasserstoffatome hat ein Alkan mit 12 Kohlenstoffatomen?
Zeig mir den ersten Schritt
Rechne 2 · 12 + 2.
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Lösung: 26
2 · 12 + 2 = 26.
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Lösung: durch eine CH₂-Gruppe
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Lösung: Stimmt
Frage 5 Um wie viel u wächst die Molekülmasse von einem Alkan zum nächsten? (C = 12 u, H = 1 u)
Zeig mir den ersten Schritt
Es kommt eine CH₂-Gruppe dazu.
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Lösung: 14
12 + 2 · 1 = 14.
Geschafft
Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit der Formel CₙH₂ₙ₊₂. Die Namen enden auf -an. In der homologen Reihe unterscheiden sich benachbarte Glieder um eine CH₂-Gruppe, also um 14 u.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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