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Alkan- und Alkenmoleküle – 3D-Kugel-Stab-Modelle

NaturwissenschaftenChemische ReaktionenAlter 14–15

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Kugel-Stab-Modelle von Methan CH₄, Ethan C₂H₆, Propan C₃H₈ und Ethen (Ethylen) C₂H₄ drehen sich frei im Raum; ziehen Sie, um sie von Hand zu drehen. Die Seitenleiste zählt C–H-Bindungen, C–C-Einfachbindungen und C=C-Doppelbindungen, zeigt den Bindungswinkel, die Strukturformel und die ausgeglichene Verbrennungsgleichung (beim Alken zusätzlich die Addition von Brom), sodass sich gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe unterscheiden lassen.

Lektion: Alkane; Alkene; Einführung in organische Verbindungen

Was sie zeigt

Kohlenstoff bildet vier Elektronenpaarbindungen. In Alkanen wie Methan, Ethan und Propan sind alle Bindungen Einfachbindungen: Die Moleküle sind gesättigt, und jedes C-Atom sitzt im Zentrum eines Tetraeders mit Bindungswinkeln von etwa 109,5°. Ethen, das einfachste Alken, enthält eine C=C-Doppelbindung; es ist ungesättigt und eben gebaut, mit Winkeln nahe 120°. Alle Kohlenwasserstoffe verbrennen in Sauerstoff vollständig zu CO₂ und H₂O, aber nur das Alken reagiert durch Addition mit Brom und entfärbt Bromwasser, der übliche Nachweis einer C=C-Bindung.

So funktioniert es

Wählen Sie ein Molekül und ziehen Sie daran, um es zu drehen; mit Drehung stoppen bleibt die Ansicht ruhig. Lassen Sie die Lernenden zuerst die Bindungen am Modell zählen und dann im Seitenfeld prüfen. Schalten Sie Bindungsstäbe anzeigen aus, um nur die Atome zu sehen, und Verbrennungsgleichung anzeigen ein, um die ausgeglichenen Gleichungen zu vergleichen. Von Methan über Ethan zu Propan wächst die Kette jeweils um CH₂; der Vergleich von Ethan und Ethen hebt die Doppelbindung hervor.

Einstellbare Parameter

  • Molekül Methan CH₄, Ethan C₂H₆, Propan C₃H₈, Ethen C₂H₄
  • Bindungsstäbe anzeigen (aus: nur Atome)
  • Automatisch drehen
  • Drehgeschwindigkeit 10–120 °/s
  • Verbrennungsgleichung anzeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Wie viele Bindungen bildet jedes C-Atom in Ethan und in Ethen, und wie sind sie räumlich angeordnet?
  2. Warum entfärbt Ethen Bromwasser, Ethan dagegen nicht?
  3. Wie lautet mithilfe des Seitenfelds die ausgeglichene Gleichung für die vollständige Verbrennung von Propan?

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