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Strukturformel Alkan
Als Alkane bezeichnet man gesättigte Kohlenwasserstoffe . Gesättigt bedeutet in diesem Zusammenhang dass es Mehrfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen gibt. Die allgemeine Summenformel lautet: C n H 2n+2 . Kohlenstoffketten bilden das Gerüst der Alkane. Ketten können unverzweigt ( n-Alkane ) oder verzweigt ( iso-Alkane ) sein.
Beim Butan tritt der Fall ein dass bei Summenformel C 4 H 10 unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten ( Konstitutionen ) für die Kohlenstoffatome im Alkanmolekül möglich Butan existiert in zwei verschiedenen Konstitutionen: n-Butan iso-Butan.
n-Butan
iso-Butan
Mit wachsender Anzahl der Kohlenstoffatome steigt die Zahl der möglichen Isomere .
Die um die Kohlenstoff-Atome angelagerten Wasserstoff -Atome bilden beim Methan die Form eines Tetraeders wobei zwischen den einzelnen Bindungen jeweils geometrisch exakten Winkel von 109 47° auf. Bindungslänge beträgt 109 pm für die C-H-Bindung 154 pm für C-C-Bindung.
Andere Kohlenwasserstoff-Moleküle mit mehr Elementen bauen auf dieser Grundstruktur auf weisen aber auch auf z.B. wenn Doppelbindungen im Molekül vorhanden Ring und Kristall-Strukturen müssen nicht notwendigerweise mit Abnormitäten behaftet sein.
Alkane bilden eine besonders einheitliche Stoffklasse. Kenntnis der Eigenschaften weniger Vertreter genügt um Verhalten der übrigen vorherzusagen. Dieses gilt sowohl die intra- bzw. intermolekularen Wechselwirkungen der Alkane sich auf die Schmelz- und Siedepunkte auswirken wie auch bei der Betrachtung Synthesen und Reaktionen .
Die Molekülstruktur das heißt die Größe Angriffsfläche bestimmt den Siedepunkt des Isomeres. Je das Isomer ist desto kleiner die Gesamtangriffsfläche den Teilchen desto kleiner die dort wirkenden Van-der-Waals'schen Kräfte und desto tiefer der Siedepunkt .