Alkanmoleküle räumlich darstellen
Alkanmoleküle sind nicht flach. Ein Kohlenstoffatom mit vier Bindungen sitzt in der Mitte eines Tetraeders. Das zeigen Modelle und Zeichnungen mit Keilen.
Das lernst du heute
- Ich kann den Tetraederbau von Methan beschreiben.
- Ich kann Alkane als Modell und als Zeichnung darstellen.
- Ich kann Elektronenpaarbindungen zählen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Wie Moleküle räumlich gebaut sind, Alkane: die homologe Reihe
Auf dem Papier zeichnet man Methan oft flach mit rechten Winkeln. Das Molekül ist aber räumlich gebaut. Die vier Bindungen eines Kohlenstoffatoms stoßen sich ab. Sie ordnen sich so an, dass sie möglichst weit auseinander liegen. Es entsteht ein Tetraeder. Der Winkel zwischen zwei Bindungen beträgt etwa 109,5°. Kohlenstoff sitzt in der Mitte, die vier Wasserstoffatome an den Ecken. Bei längeren Alkanen sind die Ketten zickzackförmig. Um eine C–C-Einfachbindung können sich die Teile drehen. Darstellungen: Das Kugel-Stab-Modell zeigt Atome und Bindungen. Bei der Keilstrichformel zeigt ein ausgefüllter Keil nach vorn, ein gestrichelter Keil nach hinten. Digitale Molekülmodelle kann man drehen und von allen Seiten betrachten.
| Darstellung | Was sie zeigt | Wofür sie gut ist |
|---|---|---|
| Lewis-Formel | alle Bindungselektronenpaare, flach | Bindungen zählen |
| Halbstrukturformel | Gruppen wie CH₃ und CH₂ | kurze Schreibweise |
| Keilstrichformel | vorn und hinten durch Keile | Raumbau zeigen |
| Kugel-Stab-Modell | Atome als Kugeln, Bindungen als Stäbe | Form begreifen und drehen |
Bindungen in Propan zählen
- Propan: C₃H₈. Die Kette ist CH₃–CH₂–CH₃.
- C–C-Bindungen: 2.
- C–H-Bindungen: 3 + 2 + 3 = 8.
- Gesamt: 2 + 8 = 10 Elektronenpaarbindungen.
- Probe mit Außenelektronen: 3 · 4 + 8 = 20 Elektronen, das sind 10 Paare.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Die Bindungen am C zeigen in alle Richtungen.
Methan: ein Tetraeder.
Alkanketten sind zickzackförmig.
Ein Beispiel
Eine Pyramide mit dreieckiger Grundfläche hat vier Ecken. Bei Methan sitzen die vier Wasserstoffatome an diesen Ecken. Das Kohlenstoffatom liegt in der Mitte.
Schritt für Schritt
Wir zählen Bindungen
- Zeichne die Kette der C-Atome.
- Zähle die C–C-Bindungen: Es sind n − 1.
- Zähle alle H-Atome. Jedes hat eine Bindung zu C.
- Addiere beide Zahlen.
Mit einem Bild erklärt
| Alkan | C–C-Bindungen | C–H-Bindungen | Gesamt |
|---|---|---|---|
| Methan | 0 | 4 | 4 |
| Ethan | 1 | 6 | 7 |
| Propan | 2 | 8 | 10 |
| Butan | 3 | 10 | 13 |
Zur Grundlage zurück
- Wie Moleküle räumlich gebaut sind – Du weißt, wie Moleküle räumlich gebaut sind.
- Alkane: die homologe Reihe – Du kennst die Alkane.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Lösung ansehen
Lösung: Tetraeder
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viele Elektronenpaarbindungen hat ein Ethanmolekül (C₂H₆) insgesamt?
Zeig mir den ersten Schritt
Zähle 1 C–C-Bindung und 6 C–H-Bindungen.
Lösung ansehen
Lösung: 7
1 + 6 = 7.
Tipp: Bau dir mit Knetkugeln und Zahnstochern ein Methanmolekül. Du spürst, dass flach nicht geht: Die vier Stäbe passen nur räumlich.
Merksatz: Methan ist ein Tetraeder mit etwa 109,5° zwischen den Bindungen. Alkanketten sind zickzackförmig.
Typischer Fehler: Viele denken, die Bindungswinkel in Methan seien 90°, weil man es so flach zeichnet. Im Raum sind es etwa 109,5°.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Frage 1 Wie groß ist der Bindungswinkel in Methan, auf ganze Grad gerundet? (Genauer Wert 109,47°)
Zeig mir den ersten Schritt
Runde 109,47 auf eine ganze Zahl.
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Lösung: 109
109,47° ergibt gerundet 109°.
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Lösung: Bindung zeigt nach hinten
Frage 3 Wie viele Elektronenpaarbindungen hat Propan (C₃H₈) insgesamt?
Zeig mir den ersten Schritt
2 C–C-Bindungen plus 8 C–H-Bindungen.
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Lösung: 10
2 + 8 = 10.
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Man kann es drehen und von allen Seiten betrachten.
Geschafft
Die vier Bindungen am Kohlenstoff ordnen sich als Tetraeder an. Der Winkel beträgt etwa 109,5°. Alkanketten sind zickzackförmig und um C–C-Bindungen drehbar. Modelle und Keilstrichformeln zeigen den Raumbau. Ein Alkan mit n C-Atomen hat (n − 1) + (2n + 2) = 3n + 1 Elektronenpaarbindungen.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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