Kohlenwasserstoffe

Das Element Kohlenstoff kann Millionen von verschiedenen Verbindungen bilden. Einige der einfachsten Verbindungen enthalten nur Kohlenstoff und Wasserstoff – Kohlenwasserstoffe. Sie können verschieden lang sein. Sie können gerade angeordnet oder verzweigt sein... Oder ringförmig.

Sie geben beim Verbrennen eine Menge Energie ab. Benzin, Dieselkraftstoff und Flugbenzin sind also Gemische von verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Das Gas in Gasherden besteht aus Kohlenwasserstoffen. So wie die meisten Arten von Öl. Die Grundlage von allen Kohlenstoffverbindungen ist, dass ein Kohlenstoffatom vier Bindungen bilden will.

Der einfachste Kohlenwasserstoff ist also: ein Kohlenstoffatom, umgeben von vier Wasserstoffatomen. Dieser Stoff trägt den Namen Methan. Der zweite Kohlenwasserstoff hat zwei Kohlenstoffatome. Diese hängen am Kohlenwasserstoff – mit einer Einfachbindung... oder mit einer Doppelbindung...

oder mit einer Dreifachbindung. Um es zu vereinfachen, sprechen wir heute nur über Einfachbindungen. Wenn das Kohlenstoffatom eine seiner vier Bindungen nutzt, sind noch drei übrig. Es ist also genug Platz vorhanden für insgesamt sechs Wasserstoffatome... in diesem Kohlenwasserstoff – Ethan.

Fügen wir weitere Kohlenstoffatome hinzu, wird die Kette länger und länger. Um die Kohlenwasserstoffketten zu benennen, musst du ihre Kohlenstoffatome zählen. Es gibt eine Liste, von der man die Kettenlängen aller Kohlenwasserstoffe ablesen kann. Die ersten zwei in der Liste haben wir schon gesehen – Methan und Ethan. Die Stoffe mit 3 und 4 Kohlenstoffatomen nennen wir Propan und Butan.

Ab 5 Kohlenstoffatomen verwenden wir die griechischen Zahlwörter. Einige erkennst du vielleicht von anderen Wörtern: Pentan – penta bedeutet fünf, Hexan Heptan Octan Nonan Decan Du hast sicherlich bemerkt, dass all diese Verbindungen auf "-an" enden. Der Sammelname für diese Kohlenwasserstoffe ist Alkane. Und was hat es mit der Zahl der Wasserstoffatome auf sich? Kinderleicht, stell einfach sicher, dass jedes Kohlenstoffatom insgesamt vier Bindungen hat.

Die Kohlenstoffatome in der Mitte besetzen zwei ihrer Bindungen, um die Kohlenstoffkette zu bilden. Das heißt, dass sie jeweils Platz für zwei Wasserstoffatome haben. Die Kohlenstoffatome an jedem Ende der Kette nutzen nur eine Bindung. Sie können drei Wasserstoffatome binden. Lass uns nochmal durch die Liste mit den ersten zehn Alkanen gehen, diesmal auch mit der chemischen Formel: Die ersten vier sind Methan, Ethan, Propan und Butan...

Ab jetzt zählen wir in Griechisch: Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan und Decan. Gasbrenner enthalten gewöhnlich ein Gemisch aus Propan und Butan, während die meisten Feuerzeuge reines Butan verwenden. Methangas wird bei der Zersetzung von Biomasse in Sümpfen und Tümpeln freigesetzt. Oder auch in den Mägen von Kühen. Die Länge der Kohlenstoffkette bestimmt die Eigenschaften des Stoffes, wie etwa den Schmelzpunkt und den Siedepunkt.

Die vier kürzesten Ketten – Methan, Ethan, Propan und Butan – sind Gase bei Raumtemperatur und Normaldruck. Ketten mit fünf bis fünfzehn Kohlenstoffatomen sind bei Raumtemperatur flüssig, ... ... während noch längere Ketten Feststoffe sind: Zum Beispiel dieses Octadecan-Molekül mit 18 Kohlenstoffatomen. Kohlenwasserstoffe sind besonders wichtig, weil ihre Namen zur Bezeichnung vieler anderer organischer Verbindungen dienen. Selbst wenn einige der Wasserstoffatome durch andere Atome ersetzt werden, behalten diese Moleküle immer Namen, die mit "Penta-" anfangen, da sie eine Kette mit fünf Kohlenstoffatomen besitzen.

Deshalb ist es hilfreich, die Reihenfolge auswendig zu kennen: Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan.