Kohlenwasserstoffe verstehen – mit Quiz üben

Kohlenwasserstoffe: Grundlagen, Reihen und häufige Fehler

Kohlenwasserstoffe sind organische Verbindungen, die ausschließlich aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Man unterscheidet sie nach der Art der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung: Alkane besitzen nur Einfachbindungen und sind gesättigt, Alkene enthalten mindestens eine Doppelbindung, Alkine mindestens eine Dreifachbindung. Die homologe Reihe der Alkane beginnt mit Methan (CH4), Ethan (C2H6) und Propan (C3H8); die allgemeine Formel lautet CnH2n+2. Für Alkene gilt CnH2n und für Alkine mit einer Dreifachbindung CnH2n−2. Aus der Formel allein kannst du also oft ablesen, um welche Stoffklasse es sich handelt.

Bei der Nomenklatur werden die längste durchgehende Kohlenstoffkette gesucht und die Kohlenstoffe so nummeriert, dass Verzweigungen oder Mehrfachbindungen die kleinstmögliche Positionsnummer erhalten. So heißt CH3-CH=CH-CH3 korrekt But-2-en, nicht But-1-en. Ein häufiger Fehler ist auch, Cycloalkane mit Alkenen zu verwechseln: Beide haben die Summenformel CnH2n, aber Cycloalkane wie Cyclohexan enthalten einen Ring und keine Doppelbindung. Auch die Begriffe gesättigt und ungesättigt werden oft verwechselt – gesättigt bedeutet, dass keine Mehrfachbindungen vorliegen und jedes Kohlenstoffatom maximal mit Wasserstoff gebunden ist.

Chemisch verhalten sich die Stoffklassen unterschiedlich: Alkane reagieren bevorzugt in Substitutionsreaktionen, etwa bei der Halogenierung unter Lichteinfluss, bei der ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom ersetzt wird. Alkene und Alkine gehen dagegen Additionsreaktionen ein, zum Beispiel die Bromaddition, bei der die orange-braune Farbe von Bromwasser entfärbt wird – ein klassischer Nachweis für Mehrfachbindungen. Wichtig zu wissen: Die Verbrennung ist keine typische Unterscheidungsreaktion, da alle Kohlenwasserstoffe zu CO2 und H2O verbrennen. Auch die Annahme, Alkane seien reaktionsfreudig, ist falsch – ihre C-C- und C-H-Bindungen sind sehr stabil, weshalb Alkane als relativ reaktionsträge gelten.