Organische Chemie: Alkane und Cycloalkane

Diese Flashcards decken die Grundlagen der Alkane und Cycloalkane ab, einschließlich Nomenklatur, physikalischer Eigenschaften und Konformationsanalyse basierend auf den Vorlesungsnotizen.

Kohlenwasserstoffe

Verbindungen, die ausschließlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen.

Gesättigte Kohlenwasserstoffe

Kohlenwasserstoffe mit ausschließlich $C-C$ Einfachbindungen, wie Alkane und Cycloalkane.

Ungesättigte Kohlenwasserstoffe

Kohlenwasserstoffe mit $C-C$ Doppel- oder Dreifachbindungen, wie Alkene und Alkine.

Allgemeine Summenformel der Alkane

$$C_nH_{2n+2}$$

Methylengruppe

Die konstant wiederkehrende Baugruppe $CH_2$ in einer homologen Reihe.

Strukturisomere

Verbindungen mit der gleichen Summenformel, aber einer unterschiedlichen Verknüpfung der Atome (Strukturformel).

Stammbezeichnung

Der Teil des Namens eines Alkans, der sich nach der längsten Kohlenstoffkette im Molekül richtet.

Alkylgruppe

Gesättigte Seitengruppen (Substituenten), die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen; symbolisiert durch den Buchstaben $R$.

Alkylhalogenid

Eine Verbindung der Form $-R-X$, wobei $X$ für ein Halogen ($F, Cl, Br, I$) steht.

Zahlenpräfixe (1 bis 4)

mono (eins), di (zwei), tri (drei), tetra (vier).

Zahlenpräfixe (5 bis 10)

penta (fünf), hexa (sechs), hepta (sieben), octa (acht), nona (neun), deca (zehn).

Löslichkeit von Alkanen

Alkane sind unpolar und daher nicht wasserlöslich, aber in unpolaren Lösungsmitteln löslich.

Siedepunkt-Trend bei Verzweigung

Kettenverzweigungen führen zu einem Abfall der Siedepunkte, da die Moleküle eine kugelförmigere Gestalt annehmen und die van-der-Waals-Kräfte schwächer wirken.

Konformation

Verschiedene räumliche Anordnungen der Atome eines Moleküls, die durch Rotation um eine $C-C$ Einfachbindung ineinander überführt werden können.

Rotationsbarriere

Die Energiemenge, die benötigt wird, um die Konformation eines Moleküls durch Drehung zu ändern; sie entsteht durch abstoßende Kräfte zwischen Elektronenwolken.

Newman-Projektion

Eine Methode zur Darstellung der Konformation eines Moleküls durch Blickrichtung entlang der $C-C$ Bindungsachse.

Ekliptische Konformation

Eine instabile Konformationsform (verdeckt) mit höchster potentieller Energie, bei der die Substituenten direkt hintereinander stehen.

Gestaffelte Konformation

Eine energetisch günstigere Konformationsform, bei der die Atome an benachbarten Kohlenstoffatomen maximal voneinander entfernt sind.

Sterische Hinderung

Die gegenseitige Behinderung von Atomen oder Atomgruppen durch deren Raumbedarf, was die Aktivierungsenergie der Rotation vergrößert.

Aktivierungsenergie ($E_A$) Ethan

Die Rotationsbarriere bei Ethan beträgt ca. $12.6\,kJ/mol$.