Alkene und Alkine

Alkenes and Alkynes

Chemie Klasse 10 20 Aufgaben
OrganischUngesättigt

Eine Doppelbindung ändert alles: Die Kinder vergleichen Ethan, Ethen und Ethin, leiten CₙH₂ₙ und CₙH₂ₙ₋₂ ab und sehen, warum Alkene „ungesättigt" heißen — an die Doppelbindung lagern sich Atome an (Addition, Nachweis mit Bromwasser). Die starre C=C-Bindung erklärt cis-trans-Isomere. Dokumentierte Fehlvorstellung: eine Doppelbindung sei einfach „doppelt so fest" und deshalb reaktionsträger — das Gegenteil zeigt die Bromwasser-Probe. Bezug: Ethen lässt Bananen nachreifen (Biologie), Ethin im Schweißbrenner. Bereitet die Polymerisation der Kunststoffe und die ungesättigten Fettsäuren vor.

Voraussetzungen (1)

Alkane und Isomerie
Klasse 10
›

Ermöglicht (2)

Aromaten und Benzol
Klasse 10
›
Kunststoffe und Polymerisation
Klasse 10
›
Leicht
Lückentext #1 12s ▶ Testen

Die allgemeine Summenformel der Alkene lautet ___.

✓ Antwort: CₙH₂ₙ
Alkene besitzen eine C=C-Doppelbindung und haben daher zwei Wasserstoffatome weniger als das entsprechende Alkan. Die allgemeine Formel ist CₙH₂ₙ.
Multiple Choice #2 10s ▶ Testen

Wie heißt das einfachste Alken?

  • ● Ethen
  • ○ Methen
  • ○ Propen
  • ○ Ethan
Ethen (C₂H₄) ist das einfachste Alken. Für eine Doppelbindung werden mindestens zwei Kohlenstoffatome benötigt, daher gibt es kein 'Methen'.
Wahr / Falsch #3 10s ▶ Testen

Alkene werden auch als ungesättigte Kohlenwasserstoffe bezeichnet.

✓ Wahr
Richtig! Alkene sind ungesättigt, weil sie eine C=C-Doppelbindung enthalten. Diese Doppelbindung kann durch Addition weiterer Atome 'gesättigt' werden.
Zahleneingabe #4 10s ▶ Testen

Wie viele Wasserstoffatome hat Propen (C₃H₆)?

✓ Antwort: 6
Propen hat 3 Kohlenstoffatome. Nach CₙH₂ₙ: H = 2·3 = 6. Die Summenformel ist C₃H₆.
Multiple Choice #5 15s ▶ Testen

Welche Bindung entsteht durch seitliche Überlappung von p-Orbitalen bei Alkenen?

  • ● π-Bindung
  • ○ σ-Bindung
  • ○ Ionenbindung
  • ○ Wasserstoffbrücke
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).
Lückentext #6 12s ▶ Testen

Die allgemeine Summenformel der Alkine lautet ___.

✓ Antwort: CₙH₂ₙ₋₂
Alkine besitzen eine C≡C-Dreifachbindung. Im Vergleich zu Alkanen fehlen vier Wasserstoffatome, daher lautet die allgemeine Formel CₙH₂ₙ₋₂.
Zahleneingabe #7 12s ▶ Testen

Wie viele Wasserstoffatome besitzt Ethin (Acetylen)?

✓ Antwort: 2
Ethin hat die Summenformel C₂H₂. Nach CₙH₂ₙ₋₂: H = 2·2−2 = 2. Ethin ist das einfachste Alkin mit einer Dreifachbindung.
Lückentext #8 12s ▶ Testen

Die typische Reaktion der Alkene, bei der Atome an die Doppelbindung angelagert werden, heißt ___.

✓ Antwort: Addition
Bei einer Additionsreaktion werden Atome oder Atomgruppen an die Doppelbindung angelagert. Die π-Bindung wird dabei aufgebrochen und es entstehen zwei neue σ-Bindungen.
Wahr / Falsch #9 10s ▶ Testen

Ethin (Acetylen) wird als Schweißgas verwendet.

✓ Wahr
Richtig! Ethin (C₂H₂) verbrennt mit einer sehr heißen Flamme (über 3000 °C) und wird daher beim autogenen Schweißen und Schneiden von Metallen eingesetzt.
Sortieren #10 15s ▶ Testen

Ordne die Kohlenwasserstoffe nach steigendem Grad der Ungesättigtheit: Alkan, Alken, Alkin

✓ Antwort: Alkan, Alken, Alkin
Alkane sind gesättigt (nur Einfachbindungen), Alkene haben eine Doppelbindung und Alkine eine Dreifachbindung. Mit zunehmender Bindungsordnung steigt der Grad der Ungesättigtheit.
Mittel
Wahr / Falsch #1 12s ▶ Testen

Um eine C=C-Doppelbindung ist eine freie Drehung möglich.

✓ Falsch
Falsch! Die π-Bindung verhindert die freie Drehung um die Doppelbindung. Dies ist die Ursache für die cis-trans-Isomerie bei Alkenen.
Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Was versteht man unter cis-trans-Isomerie?

  • ● Isomere, die sich durch die räumliche Anordnung der Substituenten an der Doppelbindung unterscheiden.
  • ○ Isomere mit unterschiedlicher Kettenlänge.
  • ○ Isomere mit verschiedener Summenformel.
  • ○ Isomere, die sich nur in der Anzahl der Wasserstoffatome unterscheiden.
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.
Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

Was entsteht bei der Addition von Brom (Br₂) an Ethen?

  • ● 1,2-Dibromethan
  • ○ Bromethan
  • ○ Bromwasserstoff
  • ○ Ethanol
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).
Zahleneingabe #4 15s ▶ Testen

Wie groß ist der Bindungswinkel (in Grad) an einem sp²-hybridisierten C-Atom in der Doppelbindung eines Alkens?

✓ Antwort: 120
Die C-Atome der Doppelbindung sind sp²-hybridisiert. Die drei sp²-Orbitale liegen in einer Ebene mit Bindungswinkeln von 120° (trigonal-planar).
Multiple Choice #5 15s ▶ Testen

Wie kann man Alkene von Alkanen experimentell unterscheiden?

  • ● Durch die Entfärbung von Bromwasser
  • ○ Durch den Geruch
  • ○ Durch die Löslichkeit in Wasser
  • ○ Durch die Dichte
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.
Lückentext #6 15s ▶ Testen

Bei der Addition von Wasser (H₂O) an ein Alken entsteht ein ___.

✓ Antwort: Alkanol
Die Addition von Wasser (Hydratisierung) an ein Alken ergibt einen Alkohol (Alkanol). Zum Beispiel: Ethen + H₂O → Ethanol. Diese Reaktion wird industriell großtechnisch durchgeführt.
Zahleneingabe #7 12s ▶ Testen

Wie viele π-Bindungen enthält eine C≡C-Dreifachbindung?

✓ Antwort: 2
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.
Multiple Choice #8 15s ▶ Testen

Welches Produkt entsteht bei der Addition von Wasserstoff (H₂) an Propen in Gegenwart eines Katalysators?

  • ● Propan
  • ○ Propin
  • ○ Propanol
  • ○ Propansäure
Bei der katalytischen Hydrierung wird H₂ an die Doppelbindung addiert: CH₃–CH=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₂–CH₃ (Propan). Das Alken wird zum gesättigten Alkan.
Schwer
Sortieren #1 20s ▶ Testen

Ordne die Bindungslängen von der kürzesten zur längsten: C–C-Einfachbindung, C=C-Doppelbindung, C≡C-Dreifachbindung

✓ Antwort: C≡C-Dreifachbindung, C=C-Doppelbindung, C–C-Einfachbindung
Je höher die Bindungsordnung, desto kürzer und stärker die Bindung: C≡C (120 pm) < C=C (134 pm) < C–C (154 pm).
Lückentext #2 15s ▶ Testen

Die Reaktion, bei der aus einem Alkin durch Addition von zwei Molekülen H₂ ein Alkan entsteht, heißt katalytische ___.

✓ Antwort: Hydrierung
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.