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Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffketten — Chemie, 14–17 Jahre

Kohlenstoff kann sich zu Ketten und Ringen mit sich selbst verbinden und so eine riesige Stofffamilie bilden.

Ein Kohlenstoffgerüst

Kohlenstoffatome können gerade Ketten, Verzweigungen oder Ringe bilden, während Wasserstoff die übrigen Bindungen auffüllt. Ein Molekül aus nur Kohlenstoff und Wasserstoff heisst Kohlenwasserstoff; Methan und viele Benzinmoleküle gehören dazu.

Warum die Struktur wichtig ist

Chemiker brauchten eine Ordnung für Tausende von Kohlenstoffstoffen, die zunächst nichts miteinander zu tun zu haben schienen. Die Zahl der Kohlenstoffatome und einfache oder Mehrfachbindungen geben Hinweise auf Siedepunkt, Reaktivität und Sättigung, ohne jeden Stoff neu zu prüfen.

Propan lesen

Nimm Propan, C₃H₈. Setze zuerst drei Kohlenstoffatome zu einer Kette zusammen; dadurch entstehen zwei Kohlenstoffbindungen. Jedes Randatom braucht dann drei Wasserstoffatome, das mittlere zwei: 3 + 2 + 3 = 8, also C₃H₈.

Eine Formel ist keine Form

Ein häufiger Fehler ist die Annahme, C₄H₁₀ bezeichne nur ein Molekül. Dieselbe Formel kann geradkettiges Butan oder verzweigtes Methylpropan darstellen: Die Atome sind gleich gezählt, aber anders verbunden, daher unterscheiden sich die Eigenschaften.

Brennstoff und Ausgangsstoff

Kohlenwasserstoffe werden in Benzinmotoren, Heizkesseln und Campingkochern verbrannt, weil dabei nutzbare Energie frei wird. Sie dienen auch als Ausgangsstoffe für Kunststoffe, Farben und Medikamente. Ihr Nutzen beseitigt jedoch weder die Folgen der Förderung noch Verschmutzung und Kohlendioxidemissionen.

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