90 4 Arbeitsheftseite 42–43 Kohlenwasserstoffe: Alkane, Alkene und Alkine Was ist das Besondere am Kohlenstoff-Atom? Kohlenstoff-Atome haben vier Außenelektronen und können sich daher zu Ketten, Ringformen und räumlichen Strukturen verbinden. Reiner Kohlenstoff kommt in der Natur etwa als Diamant, Graphit (Abb. 90.1) oder als Fulleren zB im Ruß vor. Die Anordnung der Kohlenstoff-Atome ist dabei unterschiedlich (Abb. 90.2). Was bezeichnen wir als „Kohlenwasserstoffe“? Alena fragt Tino: „Wusstest du, dass Kerzenwachs, Benzin und Kunststoffe aus denselben Elementen bestehen?“ „Echt? Die sind doch völlig verschieden!“, meint Tino. „Ja, aber sie bestehen alle aus Kohlenwasserstoffen!“, behauptet Alena. Was in der Kerze steckt … (Abb. 90.3) Verbrennungsgefahr! a) Halte ein kühles Becherglas mit der Öffnung nach unten kurz über eine Kerzenflamme. b) Halte eine Porzellanschale in den hellen Bereich der Kerzenflamme. Begründe aufgrund deiner Beobachtungen, weshalb die Verbindungen im Kerzenwachs „Kohlenwasserstoffe“ genannt werden. Die Innenseite des Glases beschlägt – es bilden sich kleine Wassertröpfchen. Die Porzellanschale wird in der hellen Flamme rußig. Das Kerzenwachs (Paraffin) enthält daher die Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff. Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen aufgebaut sind, nennen wir Kohlenwasserstoffe. Erdöl und Erdgas enthalten besonders viele dieser Verbindungen ( Seiten 88 – 89, Abb. 90.5). Verbindet sich ein Kohlenstoff-Atom mit vier Wasserstoff-Atomen, entsteht der Hauptbestandteil des Erdgases – Methan (CH4). Methan ist der einfachste Kohlenwasserstoff (Abb. 90.4). Methangas ist brennbar, geruchlos und leichter als Luft. Ein Kohlenstoff-Atom hat vier Außenelektronen: Schalenmodell Darstellung mit Außenelektronen Darstellung mit „Bindungsarmen“ C C 6 p+ M 90.1 In Bleistiftminen ist Graphit enthalten. Diamant 90.2 Modelle: Graphit, Diamant und Fulleren Fulleren (C60) Graphit V1 A1 Infobox: Das Fulleren in Abb. 90.2 wird „Buckminster-Fulleren“ genannt. Es sieht wie ein Fußball aus – genau wie die Kuppeln, die der Architekt Buckminster-Fuller gebaut hat. Kohlenwasserstoffe sind aus Molekülen aufgebaut, die nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen bestehen. M 90.3 Was in der Kerze steckt … 90.4 Methan – der einfachste Kohlenwasserstoff in vier Modell-Darstellungen Kugel-Stäbchen-Modell Kalottenmodell Strukturformel Summenformel H H H H C CH4 90.5 Methangas verbrennt zur Bereitung von Warmwasser: CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O Zusatzmaterial wm4s5a Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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