Was du auf dieser Seite findest

Das Kapitel Alkane ist das erste Kapitel der Organischen Chemie in Klasse 10 (Baden-Württemberg). Du lernst die einfachsten Kohlenwasserstoffe kennen: von Methan über Butan bis zur homologen Reihe, Nomenklatur, Eigenschaften und schließlich die radikalische Substitution als ersten organischen Reaktionsmechanismus.

Grundlagen aus der 9. Klasse

Atombindung, Lewis-Formeln und das Konzept der Elektronenpaarbindung hast du in der 9. Klasse kennengelernt: → Atombindung (Kl. 9) · → Lewis-Formeln (Kl. 9)

Unterseiten im Überblick

Vollständige Inhaltsübersicht


Auf einen Blick – Alkane

Homologe Reihe

Alkane haben die allgemeine Formel CₙH₂ₙ₊₂. Jedes folgende Glied der homologen Reihe enthält eine CH₂-Gruppe mehr. Siedepunkt und Schmelzpunkt steigen mit der Kettenlänge.

Eigenschaften

Alkane sind unpolar und reagieren wegen der starken Einfachbindung normalerweise nicht. Zwischen den Molekülen wirken nur Van-der-Waals-Kräfte – daher niedrige Siedepunkte und schlechte Wasserlöslichkeit.

Radikalische Substitution

Alkane reagieren mit Halogenen durch radikalische Substitution (UV-Licht): Start (homolytische Spaltung) → Kettenreaktion (Radikal greift CH-Bindung an) → Abbruch (zwei Radikale verbinden sich).

Genfer Nomenklatur

Regeln: 1. Längste Kette bestimmen. 2. Substituenten von der nächstgelegenen Seite nummerieren. 3. Substituenten alphabetisch benennen. Beispiel: 3-Ethyl-2,2-dimethylhexan.

Häufige Fragen – Alkane

Was ist ein Alkan und was bedeutet „gesättigt"?

Alkane sind Kohlenwasserstoffe, die ausschließlich Einfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen besitzen. Die allgemeine Formel lautet CₙH₂ₙ₊₂. „Gesättigt" bedeutet, dass jedes C-Atom die maximale Anzahl an H-Atomen trägt – es gibt keine Doppel- oder Dreifachbindungen, an die weitere Atome addiert werden könnten. Beispiele: Methan CH₄, Ethan C₂H₆, Propan C₃H₈.

Warum steigt der Siedepunkt in der homologen Reihe der Alkane?

Mit zunehmender Kettenlänge steigt die Moleküloberfläche, über die Van-der-Waals-Kräfte wirken. Mehr Kontaktfläche bedeutet stärkere intermolekulare Anziehung – daher muss mehr Energie aufgewendet werden, um die Moleküle voneinander zu trennen, was sich in einem höheren Siedepunkt zeigt. → Homologe Reihe

Was sind die drei Schritte der radikalischen Substitution?

1. Startreaktion: UV-Licht spaltet Cl₂ homolytisch in zwei Chlorradikale (Cl•).
2. Kettenreaktion: Cl• greift CH₄ an → HCl + CH₃•; CH₃• reagiert mit Cl₂ → CH₃Cl + Cl• (Kette läuft weiter).
3. Abbruchreaktion: Zwei beliebige Radikale verbinden sich zu einem stabilen Molekül – die Kette bricht ab.
Das Verhältnis der Produkte (Mono-, Di-, Trichlormethan …) hängt von den Bedingungen ab. → Radikalische Substitution

Was ist der Unterschied zwischen Elektrophilen, Nucleophilen und Radikalen?

Elektrophile sind elektronenarme Teilchen, die Elektronenpaare suchen (Lewis-Säuren).
Nucleophile sind elektronenreiche Teilchen mit freien Elektronenpaaren (Lewis-Basen).
Radikale sind Teilchen mit einem ungepaarten Elektron; sie entstehen durch homolytische Bindungsspaltung (z. B. durch UV-Licht) und sind besonders reaktiv. → Angriffsfreudige Teilchen

Wie benennt man verzweigte Alkane nach der Genfer Nomenklatur?

Schrittweise Vorgehensweise:
1. Längste durchgehende Kohlenstoffkette = Hauptkette → gibt den Stammnamen.
2. Nummerierung: von der Seite beginnen, die den ersten Substituenten mit der kleinsten Zahl ergibt.
3. Substituenten: Alkylgruppen mit Lokant und Namen (z. B. 2-Methyl-). Mehrere gleiche: di-, tri-, tetra-. Alphabetische Reihenfolge bei verschiedenen.
Beispiel: 3-Ethyl-2,2-dimethylhexan. → Genfer Nomenklatur

Lernkarten – Alkane

Klicke auf eine Karte, um die Antwort zu sehen.

1

Was ist die allgemeine Summenformel der Alkane? Gib drei Beispiele an.

Allg. Formel: CₙH₂ₙ₊₂
Methan: CH₄ (n = 1)
Ethan: C₂H₆ (n = 2)
Propan: C₃H₈ (n = 3)
→ Gesättigte Kohlenwasserstoffe

2

Was sind Van-der-Waals-Kräfte und welche Auswirkung haben sie auf Alkane?

Schwache Dispersionskräfte zwischen unpolaren Molekülen.
→ Alkane: niedrige Siedepunkte
→ Schlecht löslich in Wasser
→ Siedepunkt steigt mit Kettenlänge (mehr Kontaktfläche)

3

Was versteht man unter Konstitutionsisomerie? Erkläre am Beispiel Butan.

Gleiche Summenformel, verschiedene Verknüpfung der Atome.
C₄H₁₀: n-Butan (gerade Kette)
und 2-Methylpropan / Isobutan (verzweigt)
→ unterschiedliche Siedepunkte!

4

Was entsteht bei der vollständigen Verbrennung von Alkanen?

Vollständige Verbrennung (Oxidation):
Alkan + O₂ → CO₂ + H₂O
Beispiel Methan:
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O  (ΔH < 0)
→ Exotherme Reaktion

5

Benenne: CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃ nach Genfer Nomenklatur.

Längste Kette: 5 C → Pentan
Methylgruppe an C2 → 2-Methylpentan
Kontrolle: Nummerierung von links ergibt Lokant 2,
von rechts Lokant 4 → kleinste Zahl = 2 ✓

Weiter im Kapitel Organische Chemie

← Klasse 10 – Übersicht → 2 Alkene

🔁 Grundlagen (Kl. 9): Atombindung · Lewis-Formeln
📚 Vertiefung Kursstufe: Cycloalkane · Aromaten

Wir benutzen Cookies

Wir nutzen Cookies auf unserer Website. Einige von ihnen sind essenziell für den Betrieb der Seite, während andere uns helfen, diese Website und die Nutzererfahrung zu verbessern (Tracking Cookies). Sie können selbst entscheiden, ob Sie die Cookies zulassen möchten. Bitte beachten Sie, dass bei einer Ablehnung womöglich nicht mehr alle Funktionalitäten der Seite zur Verfügung stehen.