Alkanen en alkenen

Leerdoelen

•Je kunt het verschil tussen vertakte koolwaterstoffen en onvertakte koolwaterstoffen uitleggen en herkennen.

•Je kunt de kenmerken van alkanen beschrijven, inclusief hun algemene formule.

•Je kunt de kenmerken van alkenen beschrijven, inclusief hun algemene formule.

•Je kunt het concept van de homologe reeks uitleggen aan de hand van alkanen.

•Je kunt met behulp van een ezelsbruggetje de namen van onvertakte alkanen tot en met decaan onthouden.

•Je kunt de namen van onvertakte alkenen bepalen en de positie van de dubbele binding aangeven.

Wat zijn vertakte en onvertakte koolwaterstoffen?

Vertakte koolwaterstoffen zijn moleculen waarin minstens één koolstofatoom minimaal drie andere koolstofatomen aan zich heeft gebonden. Een voorbeeld is een koolwaterstof met een centraal koolstofatoom dat verbonden is met drie andere koolstofatomen.

Onvertakte koolwaterstoffen zijn moleculen waarbij elk koolstofatoom met maximaal twee andere koolstofatomen is verbonden. Een keten die "om de hoek" getekend is, blijft onvertakt als elk koolstofatoom maximaal twee bindingen heeft met andere koolstofatomen.

Wat is de homologe reeks en hoe werkt deze voor alkanen?

De homologe reeks is een manier om koolwaterstoffen te ordenen op basis van het aantal koolstofatomen (n) en de bijbehorende molecuulformule en naam.

Alkanen zijn koolwaterstoffen die uitsluitend bestaan uit koolstof- en waterstofatomen en waarin alle koolstofatomen door enkele bindingen met elkaar zijn verbonden. Dit betekent dat alkanen verzadigde koolwaterstoffen zijn, omdat er geen dubbele bindingen tussen koolstofatomen in zitten. De algemene formule voor alkanen is CnH2n+2. Hierin staat de 'n' voor het aantal koolstofatomen.

Hoe onthoud je de namen van alkanen?

Een ezelsbruggetje om de namen van de eerste tien onvertakte alkanen te onthouden is: "Mama en papa blowen perfecte hasj. Hou op, niet doen." De eerste letter van elk woord in dit zinnetje correspondeert met de eerste letter van de naam van het alkaan:

•Mama - Methaan (1 koolstofatoom)

•En - Ethaan (2 koolstofatomen)

•Papa - Propaan (3 koolstofatomen)

•Blowen - Butaan (4 koolstofatomen)

•Perfecte - Pentaan (5 koolstofatomen)

•Hasj - Hexaan (6 koolstofatomen)

•Hou - Heptaan (7 koolstofatomen)

•Op - Octaan (8 koolstofatomen)

•Niet - Nonaan (9 koolstofatomen)

•Doen - Decaan (10 koolstofatomen)

De voorvoegsels in de namen van alkanen hebben vaak ook een verbinding met het aantal koolstofatomen: penta betekent vijf, hexa zes, hepta zeven, octa acht, nona negen en deca tien.

Wat zijn alkenen en hoe benoem je ze?

Alkenen zijn koolwaterstoffen met minstens één dubbele binding tussen twee koolstofatomen. Dit maakt alkenen tot onverzadigde koolwaterstoffen. Als een dubbele binding opengaat, kunnen er extra atomen aan de koolstofatomen gebonden worden.

De algemene formule voor alkenen met één dubbele binding is CnH2n. Ook hier staat de 'n' voor het aantal koolstofatomen. Methaan (n=1) bestaat niet als alkeen (meteen), omdat er minimaal twee koolstofatomen nodig zijn voor een dubbele binding. Daarom begint de reeks van alkenen bij n=2.

De namen van alkenen volgen dezelfde voorvoegsels als alkanen, maar eindigen op "-een" in plaats van "-aan".

Hoe geef je de positie van de dubbele binding aan?

Bij etheen en propeen is de positie van de dubbele binding niet van belang voor de naamgeving, omdat er maar één mogelijke plaats is, of het molecuul hetzelfde blijft als je het omdraait. Bij langere ketens, zoals buteen, wordt het wel van belang.

Bij buteen (4 koolstofatomen) kan de dubbele binding op verschillende plekken zitten, wat leidt tot verschillende isomeren:

•But-1-een: De dubbele binding zit tussen het eerste en tweede koolstofatoom. Het nummer '1' geeft de positie van het eerste koolstofatoom van de dubbele binding aan.

•But-2-een: De dubbele binding zit tussen het tweede en derde koolstofatoom. Het nummer '2' geeft de positie van het eerste koolstofatoom van de dubbele binding aan.

De regel is dat je het nummer van de dubbele binding zo laag mogelijk moet houden. But-3-een bestaat bijvoorbeeld niet, omdat dit hetzelfde molecuul is als but-1-een als je het omdraait, en de nummering dan start vanaf de andere kant.

Wat is butaan en waarvoor wordt het gebruikt?

Butaan is een alkaan met vier koolstofatomen (C4H10). Bij kamertemperatuur is butaan een gas. Het wordt onder druk in flessen bewaard en gebruikt als brandstof voor bijvoorbeeld barbecues of op de camping. Butaan bevat veel chemische energie, die vrijkomt bij verbranding. Bij de verbranding van butaan ontstaan koolstofdioxide (CO2) en water (H2O).