Aufbau der Alkane und homologe Reihe der Alkane

Alkane kommen in der freien Natur in Gemischen mit anderen Kohlenwasserstoffen in der Form von Erdöl und Erdgas vor. Innerhalb dieser fossiler Rohstoffe befinden sich nicht nur einfachbindige Kohlenwasserstoffe, sondern auch solche mit Mehrfachbindungen oder Ringbindungen und auch Kohlenwasserstoffe mit Fremdatomen. Um aus dem Erdöl reine Alkane zu gewinnen, müssen diese destilliert und die verschiedenen Stufen abgefangen werden. Solches geschieht in der Erdölraffinerie. Zusätzlich werden hier auch Crackprozesse eingesetzt, die langkettige Kohlenwasserstoffe aufbrechen. Da die Destillate jedoch häufig zur Energiegewinnung verbrannt, sind diese häufig noch immer Gemische: Erdgas besteht beispielsweise größtenteils aus den Alkanen Methan und Ethan. Super-Benzin besteht aus ungefähr achtatomigen Alkanen mit unterschiedlichsten Verzweigungen. Als Feuerzeuggas wird Butan eingesetzt. Schaut man in ein transparentes Feuerzeug, so findet man darin eine transparente Flüssigkeit. Die Alkane bilden transparente Gase und transparente Flüssigkeiten.
Feuerzeug mit Butan
Feuerzeug mit Butan-Füllung


Alkane sind Stoffe, die aus Kohlenstoff(C)- und Wasserstoff(H)-Atomen bestehen. Zwischen den einzelnen Atomen bestehen nur Einfachbindungen.

Bildlich kann man sich vorstellen, als ob Legosteinchen aneinander gesteckt werden. Für die Veranschaulichung der Anzahl der Wasserstoff(H)-Atome taugt dieses Modell jedoch nicht:

Bildliche Darstellung mit Legosteinchen zur Zusammensetzung der Alkane
Bildliche Darstellung mit Legosteinchen
zur Zusammensetzung der Alkane


Die räumliche Darstellung ist gezackt:

Die allgemeine Summenformel der nicht-verzweigten Alkane lautet:

$C_{n}H_{2n+2}$ entspricht $H_{3}C-(CH_{2})_{n-2}-CH_{3}$.

Summenformel Name des Alkans Struktur Alkyl-Gruppe Name der Alkyl-Gruppe
$CH_{4}$ Methan $-CH_{3}$ Methyl-
$C_{2}H_{6}$ Ethan $-C_{2}H_{5}$ Ethyl-
$C_{3}H_{8}$ Propan $-C_{3}H_{7}$ Propyl-
$C_{4}H_{10}$ Butan $-C_{4}H_{9}$ Butyl-
$C_{5}H_{12}$ Pentan $-C_{5}H_{11}$ Pentyl-
$C_{6}H_{14}$ Hexan $-C_{6}H_{13}$ Hexyl-
$C_{7}H_{16}$ Heptan siehe unten $-C_{7}H_{15}$ Heptyl-
$C_{8}H_{18}$ Octan siehe unten $-C_{8}H_{17}$ Octyl-
$C_{9}H_{20}$ Nonan siehe unten $-C_{9}H_{19}$ Nonyl-
$C_{10}H_{22}$ Decan siehe unten $-C_{10}H_{21}$ Decyl-
$C_{11}H_{24}$ Undecan siehe unten $-C_{11}H_{23}$ Undecyl-
$C_{12}H_{26}$ Dodecan siehe unten $-C_{12}H_{25}$ Dodecyl-
$C_{13}H_{28}$ Tridecan siehe unten $-C_{13}H_{27}$ Tridecyl-
$C_{14}H_{30}$ Tetradecan siehe unten $-C_{14}H_{29}$ Tetradecyl-
$C_{15}H_{32}$ Pentadecan siehe unten $-C_{15}H_{31}$ Pentadecyl-
$C_{16}H_{34}$ Hexadecan siehe unten $-C_{16}H_{33}$ Hexadecyl-
$C_{17}H_{36}$ Heptadecan siehe unten $-C_{17}H_{35}$ Heptadecyl-
$C_{18}H_{38}$ Octadecan siehe unten $-C_{18}H_{37}$ Octadecyl-
$C_{19}H_{40}$ Nonadecan siehe unten $-C_{19}H_{39}$ Nonadecyl-
$C_{20}H_{42}$ Eicosan siehe unten $-C_{20}H_{41}$ Eicosyl-


Strukturformeln der größeren Alkane

Größere Alkane haben die folgenden Strukturformeln. Aus Platzgründen in der oberen Tabelle sind diese hierhin ausgelagert. In den Strukturformeln, wie auch teilweise oben in der Tabelle, sind die Wasserstoffatome (H) und ihre Bindungen aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen worden. Ebenso ist es auch erlaubt, die Kohlenstoffatome auszusparen und das C nicht mehr zu schreiben, so dass nur noch die Zick-Zack-Kette übrig bleibt.