Alkane, auch bekannt als Paraffine, sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, die nur einfache Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen enthalten. Sie sind eine der einfachsten und grundlegendsten Familien organischer Verbindungen. Alkane haben die allgemeine Formel CnH2n+2, wobei n die Anzahl der Kohlenstoffatome im Molekül ist.
Alkane können je nach Struktur ihrer Moleküle in mehrere Typen eingeteilt werden:
1. Lineare oder normale Alkane Diese Alkane haben eine gerade Kette von Kohlenstoffatomen ohne Verzweigungen. Methan (CH4) ist das einfachste Alkan, gefolgt von Ethan (C2H6), Propan (C3H8), Butan (C4H10) und so weiter. Mit der Verlängerung der Kette bleibt die Formel CnH2n+2.
2. Verzweigte Alkane Diese Alkane haben eine oder mehrere Kohlenstoffketten, die an die Hauptkette angehängt sind. Mit zunehmender Größe der Moleküle gibt es mehr Möglichkeiten für die Verzweigung der Kette in verschiedene Konfigurationen. Ein gängiges Beispiel ist Isobutan (Methylpropan), eine verzweigte Form von Butan.
3. Zyklische Alkane Auch bekannt als Cycloalkane, bilden diese Verbindungen geschlossene Ringe von Kohlenstoffatomen. Cycloalkane haben die allgemeine Formel CnH2n, weil die Bildung eines Rings den Verlust von zwei Wasserstoffen im Vergleich zu linearen oder verzweigten Alkanen mit derselben Anzahl von Kohlenstoffen erfordert. Ein Beispiel ist Cyclohexan (C6H12).
[1] Lineares Alkan (Butan)
[2] Verzweigtes Alkan (2-Methylpropan)
[3] Zyklisches Alkan (Cyclohexan)
[4] Bicyclisches Alkan (Bicyclo[2.2.1]heptan)
Homologe Reihe
Lineare Alkane bilden eine homologe Reihe, da sie sich nur in der Anzahl der -CH2-Gruppen unterscheiden und von einer allgemeinen Formel abgeleitet werden können: CH3-(CH2)n-CH3
Isomere
Verbindungen, die die gleiche molekulare Formel, aber unterschiedliche Strukturen haben, werden als Isomere bezeichnet. Butan und 2-Methylpropan sind Isomere mit der Formel C4H10.
[5] Butan
[6] 2-Methylpropan