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Fokus Nachhilfe

Alkane, Alkene, Alkine

Alkane, Alkene und Alkine sind Kohlenwasserstoffe: Stoffe nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Alkane haben nur Einfachbindungen, Alkene eine Doppelbindung, Alkine eine Dreifachbindung, und daraus folgen Formel, Name und Reaktionen.

  • 2. Jahr Gymnasium - 3. Jahr Gymnasium
  • Gymnasium
Zwei Jugendliche bauen im Chemiezimmer Moleküle aus bunten Kugeln und Stäbchen, auf dem Tisch brennt ein kleiner Gasbrenner mit blauer Flamme.
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Das musst du wissen

Erklärung

Alkane, Alkene und Alkine sind Kohlenwasserstoffe: nur aus C- und H-Atomen. Jedes C-Atom bildet vier Bindungen. Ob zwischen den C-Atomen Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen stehen, bestimmt Formel, Name und Reaktionen.

Alkane: nur Einfachbindungen

In einem Alkan sind alle C-Atome nur durch Einfachbindungen verbunden. Die übrigen Bindungen tragen H-Atome. Mehr H-Atome passen nicht, darum heissen Alkane gesättigt.

Das einfachste ist Methan , der Hauptbestandteil von Erdgas. Die vier Bindungen zeigen in die Ecken eines Tetraeders, Winkel etwa 109.5°.

MerkeAlkane: nur Einfachbindungen, Endung -an, Formel .

Die homologe Reihe

Von Glied zu Glied kommt eine -Gruppe dazu: eine homologe Reihe.

C Name Siedepunkt
1 Methan −162 °C
2 Ethan −89 °C
3 Propan −42 °C
4 Butan −1 °C
5 Pentan 36 °C
6 Hexan 69 °C
8 Octan 126 °C

Ab fünf C-Atomen zählt der Stamm griechisch, nur Non- ist lateinisch.

MerkeMeth-, Eth-, Prop-, But-, dann Zahlwörter: Pent-, Hex-, Hept-, Oct-, Non-, Dec-.

Siedepunkt und Löslichkeit

Alkane sind unpolar. Zwischen ihren Molekülen wirken nur schwache Van-der-Waals-Kräfte. Sie wachsen mit der Kettenlänge, darum steigt der Siedepunkt.

Bis Butan sind Alkane bei Zimmertemperatur Gase, Kerzenwachs besteht aus festen. Verzweigte Moleküle sind kompakter und sieden tiefer. In Wasser lösen sich Alkane nicht.

MerkeLängere Kette, höherer Siedepunkt. Stärker verzweigt, tieferer Siedepunkt.

Namen von verzweigten Alkanen

  1. Die längste Kette gibt den Stammnamen.
  2. Nummeriere so, dass die Seitenketten kleine Nummern bekommen.
  3. Seitenketten enden auf -yl: Methyl , Ethyl .
  4. Gleiche Seitenketten zählen di-, tri-.

​ heisst 2-Methylbutan. Es ist ein von Pentan: gleiche Formel, anderer Bau.

Reaktionen der Alkane

Alkane sind reaktionsträge, verbrennen aber unter viel Wärme zu Kohlenstoffdioxid und Wasser:

Mit Brom reagieren sie nur bei Licht. Ein Br-Atom ersetzt dabei ein H-Atom, das ist eine Substitutionsreaktion:

MerkeAlkane verbrennen zu und Wasser. Mit Brom reagieren sie nur bei Licht, durch Substitution.

Alkene: eine Doppelbindung

Ein Alken hat eine Doppelbindung zwischen zwei C-Atomen. Es ist ungesättigt und hat zwei H-Atome weniger als das Alkan. Das einfachste ist Ethen , ein flaches Molekül mit 120°-Winkeln.

Der Name endet auf -en, die Nummer zeigt, wo die Doppelbindung beginnt: ist But-2-en.

MerkeAlkene: eine Doppelbindung, Endung -en, Formel .

Addition an die Doppelbindung

An die Doppelbindung lagert sich Brom an, auch im Dunkeln. Aus der Doppelbindung wird eine Einfachbindung. Das ist eine Additionsreaktion:

Braunes Bromwasser wird dabei sofort farblos: der Nachweis für Doppelbindungen. Auch Wasserstoff und Wasser lagern sich so an.

MerkeAlkene addieren, Alkane substituieren. Bromwasser wird bei Alkenen sofort farblos.

Alkine: eine Dreifachbindung

Ein Alkin hat eine Dreifachbindung, Formel , Endung -in. Das einfachste ist Ethin (Acetylen), ein gerades Molekül mit 180°.

Mit reinem Sauerstoff brennt Ethin sehr heiss, darum schweisst man damit Stahl. Alkine addieren Brom zweimal hintereinander.

MerkeAlkine: eine Dreifachbindung, Endung -in, Formel .

Alkane, Alkene, Alkine (alkanes): Übersicht mit Tabelle Die homologe Reihe.
Alkane, Alkene, Alkine auf einen Blick: Die homologe Reihe als Tabelle.

Häufige Fehler

  • ✕​ ist ein Alkan, weil es vier C-Atome hat wie Butan.

    ✓Ein Alkan mit vier C-Atomen hat 2·4+2=10 H-Atome: . passt zu , es ist zum Beispiel ein Buten.

  • ✕​ heisst 3-Methylbutan.

    ✓Nummeriere vom Ende, das näher bei der Seitenkette liegt: 2-Methylbutan.

  • ✕​ heisst 2-Ethylpropan.

    ✓Die längste Kette läuft durch die Ethylgruppe und hat vier C-Atome. Der Stoff heisst 2-Methylbutan.

  • ✕Alkane und Alkene reagieren beide gleich mit Brom.

    ✓Alkene addieren Brom sofort, auch im Dunkeln. Alkane reagieren nur bei Licht und durch Substitution, dabei entsteht zusätzlich Bromwasserstoff.

Begriffe zum Nachschlagen
Kohlenwasserstoff
Stoff, dessen Moleküle nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, zum Beispiel Methan oder Ethen.
Alkan
Kohlenwasserstoff mit nur Einfachbindungen, Formel CₙH₂ₙ₊₂, Endung -an.
Alken
Kohlenwasserstoff mit einer C=C-Doppelbindung, Formel CₙH₂ₙ, Endung -en.
Alkin
Kohlenwasserstoff mit einer C≡C-Dreifachbindung, Formel CₙH₂ₙ₋₂, Endung -in.
gesättigt / ungesättigt
Gesättigt: nur Einfachbindungen zwischen den C-Atomen, mehr H-Atome passen nicht. Ungesättigt: mit Doppel- oder Dreifachbindung.
homologe Reihe
Folge von Verbindungen, bei der von einem Glied zum nächsten eine CH₂-Gruppe dazukommt.
Van-der-Waals-Kräfte
Schwache Anziehung zwischen Molekülen, auch zwischen unpolaren. Sie wächst mit der Grösse und der Berührungsfläche der Moleküle.
Substitutionsreaktion
Reaktion, bei der ein Atom im Molekül durch ein anderes ersetzt wird, etwa ein H-Atom durch ein Br-Atom.
Additionsreaktion
Reaktion, bei der sich ein Molekül an eine Doppel- oder Dreifachbindung anlagert. Aus zwei Stoffen wird einer.

Noch unsicher? Zuerst lernen:Kovalente Bindung und Moleküle

So geht's

Beispiele Schritt für Schritt

Beispiel 1Einen Kohlenwasserstoff einordnen und benennen

Gehört zu den Alkanen, Alkenen oder Alkinen? Gib und Namen an.

Lösung Schritt für Schritt
  1. Zwischen C2 und C3 steht eine Doppelbindung. Der Stoff ist also ein Alken.
  2. Zähle die : fünf C-Atome und 3 + 1 + 1 + 2 + 3 = 10 H-Atome.
  3. Fünf C-Atome geben den Stamm pent-, die Doppelbindung die Endung -en.
  4. Nummeriere so, dass die Doppelbindung die kleinste Nummer bekommt. Von links beginnt sie an C2, von rechts an C3. Also von links.

Ein Alken, , Pent-2-en.

Beispiel 2Hexan oder Hexen? Der Bromwasser-Test

In zwei Reagenzgläsern ist je eine farblose Flüssigkeit: Hexan oder Hex-1-en. Wie findest du mit Bromwasser heraus, welches welches ist? Schreibe die Reaktion auf.

Lösung Schritt für Schritt
  1. Gib in beide Gläser etwas braunes Bromwasser, schüttle und stelle sie in den Schatten.
  2. Hex-1-en hat eine Doppelbindung. Brom addiert sofort, das Gemisch wird farblos.
  3. Hexan hat nur Einfachbindungen. Ohne Licht reagiert es nicht, die braune Farbe bleibt.

Das Glas, das sofort farblos wird, enthält Hex-1-en (Addition zu 1,2-Dibromhexan). Im Glas, das braun bleibt, ist Hexan.

Beispiel 3Grillieren mit der Propanflasche

Eine Familie grilliert am Abend auf einem Balkon mit Blick auf eine Altstadt, neben dem Gasgrill steht eine graue Gasflasche.

Familie Huber grilliert auf dem Balkon in Bern mit einem Gasgrill. Während des Abends verbrennen 88 g Propan vollständig. Wie viel Sauerstoff wird dabei verbraucht, und wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht? (C = 12, H = 1, O = 16 g/mol)

Lösung Schritt für Schritt
  1. : Jedes C-Atom wird zu , je zwei H-Atome zu einem Wassermolekül.
  2. von Propan und :
  3. Laut Gleichung braucht 1 mol Propan 5 mol Sauerstoff und ergibt 3 mol . Für 2 mol also:
  4. In Masse umrechnen (: 32 g/mol, : 44 g/mol):
  5. Kontrolle: Dazu entstehen 8 mol Wasser, also 144 g. Links 88 g + 320 g = 408 g, rechts 264 g + 144 g = 408 g.

Verbraucht werden 320 g Sauerstoff, es entstehen 264 g Kohlenstoffdioxid.

Beispiel 4Schweissen in der Schlosserei

Eine junge Frau mit Schutzbrille und Lederhandschuhen schweisst in einer hellen Werkstatt ein Metallgeländer, daneben stehen zwei Gasflaschen.

In einer Schlosserei in Thun schweisst eine Lernende mit Ethin und reinem Sauerstoff. Für eine Naht verbrennen 52 g Ethin vollständig. Wie viel Sauerstoff braucht es, und wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht? (C = 12, H = 1, O = 16 g/mol)

Lösung Schritt für Schritt
  1. Reaktionsgleichung aufstellen. Mit einem Ethin-Molekül bräuchte es 2.5 , darum alles mal 2:
  2. Molare Masse von Ethin und Stoffmenge:
  3. Die Gleichung gilt genau für 2 mol Ethin: 5 mol Sauerstoff, 4 mol .
  4. In Masse umrechnen:

Es braucht 160 g Sauerstoff, und es entstehen 176 g Kohlenstoffdioxid.

Jetzt du

Übungen mit Lösungen

Fang beim Einstieg an. Klapp die Lösung erst auf, wenn du selbst gerechnet hast. Steckst du fest, gibt Fox dir einen Tipp.

  1. 1

    Gib die Summenformel von Pentan an.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​

    1. Pentan ist ein Alkan mit fünf C-Atomen.
    2. Alkane haben die Formel .
    3. ​2·5+2=12 H-Atome: .
  2. 2

    Ordne zu: , , . Welches ist das Alkan, welches das Alken, welches das Alkin?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​ Alkan (Propan), Alken (Propen), Alkin (Propin)

    1. Alkan: , mit n = 3 also 8 H-Atome.
    2. Alken: , also 6 H-Atome.
    3. Alkin: , also 4 H-Atome.
  3. 3

    Wie heisst das unverzweigte Alkan mit sieben C-Atomen?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Heptan,

    1. Ab fünf C-Atomen kommt der Stamm von der griechischen Zahl.
    2. Sieben heisst hept-, die Endung für Alkane ist -an.
  4. 4

    Benenne .

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Propen

    1. Drei C-Atome: Stamm prop-.
    2. Eine Doppelbindung: Endung -en.
    3. Bei drei C-Atomen kann die Doppelbindung nur an C1 beginnen, die Nummer darf darum fehlen.
  5. 5

    Warum ist Butan bei Zimmertemperatur ein Gas, Octan aber eine Flüssigkeit?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Octan hat die längere Kette und darum stärkere Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Molekülen.

    1. Beide sind unpolar, zwischen den Molekülen wirken Van-der-Waals-Kräfte.
    2. Diese Kräfte werden mit der Kettenlänge stärker.
    3. Octan siedet darum bei 126 °C, Butan schon bei −1 °C.
  1. 6

    Benenne .

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    Ergebnis: 3-Methylhexan

    1. Die längste Kette hat sechs C-Atome: Hexan.
    2. Von links gezählt sitzt die Methylgruppe an C3, von rechts an C4.
    3. Die kleinere Nummer gilt: 3-Methylhexan.
  2. 7

    Schreibe die Halbstrukturformel von 2,2-Dimethylpropan und gib die Summenformel an.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​, also

    1. Propan: drei C-Atome in einer Kette.
    2. An C2 kommen zwei Methylgruppen.
    3. C2 hat dann vier C-Nachbarn und kein H-Atom mehr.
    4. Zählen: 5 C-Atome und 12 H-Atome.
  3. 8

    Stelle die Gleichung für die vollständige Verbrennung von Butan auf.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​

    1. C und H ausgleichen: .
    2. Rechts stehen 8 + 5 = 13 O-Atome, also braucht es 6.5 .
    3. Alles mal 2, damit keine halben Moleküle stehen.
  4. 9

    Ethen reagiert mit Wasserstoff (mit einem ). Wie heisst die Reaktion, und was entsteht?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Eine Additionsreaktion; es entsteht Ethan.

    1. Wasserstoff lagert sich an die Doppelbindung an.
    2. Aus der Doppelbindung wird eine Einfachbindung, jedes C-Atom bekommt ein H-Atom dazu.
    3. ​, also Ethan.
  5. 10

    Ordne nach steigendem Siedepunkt: Pentan, 2,2-Dimethylpropan, 2-Methylbutan. Begründe.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: 2,2-Dimethylpropan (9.5 °C) < 2-Methylbutan (28 °C) < Pentan (36 °C)

    1. Alle drei haben die Formel , sie sind Isomere.
    2. Je stärker verzweigt, desto kompakter das Molekül und desto kleiner die Berührungsfläche.
    3. Kleinere Fläche heisst schwächere Van-der-Waals-Kräfte und ein tieferer Siedepunkt.
  1. 11

    Zeichne alle Alkane mit der Summenformel als Halbstrukturformel und benenne sie.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Hexan, 2-Methylpentan, 3-Methylpentan, 2,2-Dimethylbutan, 2,3-Dimethylbutan

    1. Kette mit sechs C-Atomen: Hexan.
    2. Kette mit fünf C-Atomen und einer Methylgruppe: an C2 (2-Methylpentan) oder an C3 (3-Methylpentan).
    3. Kette mit vier C-Atomen und zwei Methylgruppen: beide an C2 (2,2-Dimethylbutan) oder an C2 und C3 (2,3-Dimethylbutan).
    4. Eine Ethylgruppe an einer Fünferkette verlängert die Kette und ergibt keinen neuen Stoff.
  2. 12

    Ein Kohlenwasserstoff mit der Formel entfärbt Bromwasser sofort. Was für ein Stoff ist das, und welches entsteht, wenn es But-2-en ist?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Ein Alken; aus But-2-en entsteht 2,3-Dibrombutan, .

    1. ​ passt zu , und die sofortige Entfärbung zeigt eine Doppelbindung.
    2. Brom addiert an die zwei C-Atome der Doppelbindung, bei But-2-en an C2 und C3.
    3. Produkt: , 2,3-Dibrombutan.
  3. 13

    Ein Auto verbrennt pro 100 km etwa 4.56 kg Benzin. Rechne das Benzin als reines Octan . Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht? (C = 12, H = 1, O = 16 g/mol)

    Lösung zeigen

    Ergebnis: etwa 14.1 kg Kohlenstoffdioxid

    1. Gleichung: , also 8 mol pro mol Octan.
    2. Molare Masse Octan: . .
    3. ​.
    4. ​.
  4. 14

    Methan reagiert bei Licht mit Brom, Ethen auch im Dunkeln. Erkläre den Unterschied und nenne bei beiden die Produkte.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Methan hat nur Einfachbindungen: Ein H-Atom muss ersetzt werden (Substitution, braucht Licht), es entstehen Brommethan und Bromwasserstoff. Ethen hat eine Doppelbindung, an die Brom direkt addiert; es entsteht nur 1,2-Dibromethan.

    1. Am Methan ist keine Bindung frei, Brom kann sich nicht anlagern.
    2. Licht spaltet Brom-Moleküle auf, erst dann ersetzt ein Br-Atom ein H-Atom: .
    3. Die Doppelbindung des Ethens ist reaktiv, Brom lagert sich ohne Licht an: .

Hängt es bei Namen, Formeln oder Reaktionsgleichungen der Kohlenwasserstoffe, übt eine Lehrperson mit dir Schritt für Schritt, bis es sitzt. Chemie-Nachhilfe fürs Gymnasium

Üben ohne Ende

Trainer: Alkane, Alkene, Alkine

So funktioniert der Trainer

Immer neue Fragen zu Alkanen, Alkenen und Alkinen zum Anklicken, jede mit kurzer Erklärung. Stufe 1 übt Formeln und Namen, Stufe 2 verzweigte Namen und Eigenschaften, Stufe 3 Reaktionen und Isomere.

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Für Eltern und Lehrpersonen

Einordnung

Typische Klasse
2. Jahr Gymnasium - 3. Jahr Gymnasium
Stufe
Gymnasium
Fach
Chemie

Am Gymnasium meist im 2. Jahr als Einstieg in die organische Chemie: homologe Reihe, Namen, Siedepunkte, Verbrennung, dann Doppel- und Dreifachbindung mit der Addition.

Gut zu wissen

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen?

Die Bindung zwischen den C-Atomen. Alkane haben nur Einfachbindungen, Alkene eine Doppelbindung, Alkine eine Dreifachbindung. Daraus folgen die Formeln CₙH₂ₙ₊₂, CₙH₂ₙ und CₙH₂ₙ₋₂ und die Endungen -an, -en und -in.

Wann kommen Alkane im Chemieunterricht dran?

Meist im 2. Jahr am Gymnasium als Einstieg in die organische Chemie. Je nach Schule und Profil kann es auch etwas früher oder später sein.

Muss ich die Namen der Alkane auswendig können?

Ja, zumindest bis zehn C-Atome: Methan, Ethan, Propan, Butan, dann Pentan bis Decan. Auf diesen Namen bauen alle anderen auf, auch Alkohole und Carbonsäuren.

Warum heissen Alkene ungesättigt?

An die Doppelbindung können sich noch Atome anlagern, zum Beispiel Wasserstoff. Ein Alkan ist dagegen gesättigt: Jedes C-Atom hat schon vier Einfachbindungen, mehr passt nicht.

Stand 08.11.2026. Alle Erklärungen und Aufgaben hat Fokus Nachhilfe selbst geschrieben, nach dem Lehrplan 21 der Deutschschweiz. Trainer und Lösungen rechnet ein Programm, nicht eine KI. Fehler gefunden?