Alkene und Alkine
Die allgemeine Summenformel der Alkene lautet ___.
Erklärung: Alkene besitzen eine C=C-Doppelbindung und haben daher zwei Wasserstoffatome weniger als das entsprechende Alkan. Die allgemeine Formel ist CₙH₂ₙ.
Wie heißt das einfachste Alken?
Erklärung: Ethen (C₂H₄) ist das einfachste Alken. Für eine Doppelbindung werden mindestens zwei Kohlenstoffatome benötigt, daher gibt es kein 'Methen'.
Alkene werden auch als ungesättigte Kohlenwasserstoffe bezeichnet.
Erklärung: Richtig! Alkene sind ungesättigt, weil sie eine C=C-Doppelbindung enthalten. Diese Doppelbindung kann durch Addition weiterer Atome 'gesättigt' werden.
Wie viele Wasserstoffatome hat Propen (C₃H₆)?
Erklärung: Propen hat 3 Kohlenstoffatome. Nach CₙH₂ₙ: H = 2·3 = 6. Die Summenformel ist C₃H₆.
Welche Bindung entsteht durch seitliche Ãœberlappung von p-Orbitalen bei Alkenen?
Erklärung: Die Doppelbindung in Alkenen besteht aus einer σ-Bindung (frontale Überlappung der sp²-Orbitale) und einer π-Bindung (seitliche Überlappung der nicht hybridisierten p-Orbitale).
Die allgemeine Summenformel der Alkine lautet ___.
Erklärung: Alkine besitzen eine C≡C-Dreifachbindung. Im Vergleich zu Alkanen fehlen vier Wasserstoffatome, daher lautet die allgemeine Formel CₙH₂ₙ₋₂.
Um eine C=C-Doppelbindung ist eine freie Drehung möglich.
Erklärung: Falsch! Die π-Bindung verhindert die freie Drehung um die Doppelbindung. Dies ist die Ursache für die cis-trans-Isomerie bei Alkenen.
Was versteht man unter cis-trans-Isomerie?
Erklärung: Bei cis-trans-Isomerie liegen gleiche Substituenten auf derselben Seite (cis) oder auf gegenüberliegenden Seiten (trans) der Doppelbindung. Voraussetzung: An beiden C-Atomen der Doppelbindung müssen unterschiedliche Substituenten sitzen.
Wie viele Wasserstoffatome besitzt Ethin (Acetylen)?
Erklärung: Ethin hat die Summenformel C₂H₂. Nach CₙH₂ₙ₋₂: H = 2·2−2 = 2. Ethin ist das einfachste Alkin mit einer Dreifachbindung.
Die typische Reaktion der Alkene, bei der Atome an die Doppelbindung angelagert werden, heißt ___.
Erklärung: Bei einer Additionsreaktion werden Atome oder Atomgruppen an die Doppelbindung angelagert. Die π-Bindung wird dabei aufgebrochen und es entstehen zwei neue σ-Bindungen.
Was entsteht bei der Addition von Brom (Brâ‚‚) an Ethen?
Erklärung: Bei der Bromaddition an Ethen wird die Doppelbindung geöffnet und an jedes der beiden C-Atome lagert sich ein Bromatom an: CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br (1,2-Dibromethan).
Ethin (Acetylen) wird als Schweißgas verwendet.
Erklärung: Richtig! Ethin (C₂H₂) verbrennt mit einer sehr heißen Flamme (über 3000 °C) und wird daher beim autogenen Schweißen und Schneiden von Metallen eingesetzt.
Ordne die Kohlenwasserstoffe nach steigendem Grad der Ungesättigtheit: Alkan, Alken, Alkin
Erklärung: Alkane sind gesättigt (nur Einfachbindungen), Alkene haben eine Doppelbindung und Alkine eine Dreifachbindung. Mit zunehmender Bindungsordnung steigt der Grad der Ungesättigtheit.
Wie groß ist der Bindungswinkel (in Grad) an einem sp²-hybridisierten C-Atom in der Doppelbindung eines Alkens?
Erklärung: Die C-Atome der Doppelbindung sind sp²-hybridisiert. Die drei sp²-Orbitale liegen in einer Ebene mit Bindungswinkeln von 120° (trigonal-planar).
Wie kann man Alkene von Alkanen experimentell unterscheiden?
Erklärung: Alkene entfärben Bromwasser (Br₂ in Wasser), weil Brom an die Doppelbindung addiert wird. Alkane reagieren nicht mit Bromwasser. Dies ist ein klassischer Nachweis für Doppelbindungen.
Bei der Addition von Wasser (Hâ‚‚O) an ein Alken entsteht ein ___.
Erklärung: Die Addition von Wasser (Hydratisierung) an ein Alken ergibt einen Alkohol (Alkanol). Zum Beispiel: Ethen + H₂O → Ethanol. Diese Reaktion wird industriell großtechnisch durchgeführt.
Wie viele π-Bindungen enthält eine C≡C-Dreifachbindung?
Erklärung: Eine Dreifachbindung besteht aus einer σ-Bindung und zwei π-Bindungen. Die σ-Bindung entsteht durch frontale Überlappung der sp-Hybridorbitale, die beiden π-Bindungen durch seitliche Überlappung der zwei verbleibenden p-Orbitale.
Welches Produkt entsteht bei der Addition von Wasserstoff (Hâ‚‚) an Propen in Gegenwart eines Katalysators?
Erklärung: Bei der katalytischen Hydrierung wird H₂ an die Doppelbindung addiert: CH₃–CH=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₂–CH₃ (Propan). Das Alken wird zum gesättigten Alkan.
Ordne die Bindungslängen von der kürzesten zur längsten: C–C-Einfachbindung, C=C-Doppelbindung, C≡C-Dreifachbindung
Erklärung: Je höher die Bindungsordnung, desto kürzer und stärker die Bindung: C≡C (120 pm) < C=C (134 pm) < C–C (154 pm).
Die Reaktion, bei der aus einem Alkin durch Addition von zwei Molekülen H₂ ein Alkan entsteht, heißt katalytische ___.
Erklärung: Bei der katalytischen Hydrierung wird Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators (z. B. Pt, Pd, Ni) an Mehrfachbindungen addiert. Aus einem Alkin entsteht über das Alken schließlich das Alkan.