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Alkene – Isomerie

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Die Autor*innen
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André Otto
Alkene – Isomerie
lernst du in der Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse

Alkene – Isomerie Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Alkene – Isomerie kannst du es wiederholen und üben.
  • Definiere den Begriff Isomerie.

    Tipps

    Stelle dir vor, die Bausteine oben im Bild sind Atome. Worin unterscheiden sich die daraus entstehenden Konstrukte?

    Lösung

    Atome in einem Molekül kannst du dir wie bunte Bausteine in einer Mauer vorstellen. Die Bausteine können ganz unterschiedlich angeordnet sein, die Anzahl von roten, blauen oder grünen Bausteinen ändert sich dabei jedoch nicht. So entstehen auch im Molekül Isomere. Die Art und die Anzahl der Atome bleibt gleich, aber es ändert sich ihre Anordnung im Molekül. Die Summenformeln von Isomeren sind daher immer gleich, während sich die Strukturformeln unterscheiden.

  • Bestimme die Isomere des Butens.

    Tipps

    Bei Isomeren ist die Summenformel gleich.

    Alle Isomere zum Buten müssen die Summenformel $C_4H_8$ haben.

    Lösung

    Von Isomeren spricht man bei Molekülen, welche die gleiche Summenformel haben, aber unterschiedliche Strukturformeln aufweisen. Isomere erhält man, wenn sich die Lage der Doppelbindung verschiebt oder sich die Kohlenstoffkette verzweigt. Die Summenformel aller Isomere des Butens muss somit $C_4H_8$ lauten. Enthalten Moleküle zusätzlich ein Chloratom, verändert sich die Summenformel. Auch bei einem Austausch der Doppelbindung gegen eine Dreifachbindung verändert sich diese.

  • Finde die Moleküle, die Isomere zueinander sind.

    Tipps

    Isomere haben die gleiche Summenformel, aber eine unterschiedliche Strukturformel.

    Lösung

    Isomere Moleküle haben die gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Strukturformeln. Zähle also zunächst die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome der Verbindungen. Diese müssen bei Isomeren nämlich übereinstimmen. Nun kannst du dir die Strukturen genauer ansehen. Haben die Moleküle mit gleicher Summenformel eine unterschiedliche Lage der Doppelbindung oder unterschiedliche Verzweigungen, handelt es sich um Isomere.

  • Benenne folgende Alkenisomere.

    Tipps

    Zähle zunächst die längste Kette im Molekül. Sie bildet das Alkengrundgerüst. Die Verweigungen werden als Alkylgruppe angegeben.

    Die Position der Doppelbindung gibt die Zahl vor der Endung -en an.

    Die Position des Alkylrestes gibt die Zahl unmittelbar davor an.

    Lösung

    Wenn du den Namen eines Alkens korrekt bestimmen willst, musst du dir zunächst die Anzahl der Kohlenstoffatome im Molekül ansehen. Wie bei den Alkanen stehen die Vorsilben für folgende Anzahlen:

    • meth = 1
    • eth = 2
    • prop = 3
    • but = 4
    • pent = 5
    Um nun die exakte Lage der Doppelbindung angeben zu können, wird vor die Silbe -en die Position geschrieben. Befindet sich die Doppelbindung also am ersten Kohlenstoffatom, schreibt man eine 1 davor. Sind die Moleküle verzweigt, suchst du zunächst die längste Kette. Die Kette, welche die Doppelbindung enthält, hat dabei Vorrang. In Beispiel 2 sind das drei Kohlenstoffatome, also ein Propen. Dann benennst du den Alkylrest, der verzweigt ist. In diesem Fall ist es eine Methylgruppe. Um wieder genau beschreiben zu können, wo sich diese Methylgruppe und die Doppelbindung befinden, setzt du wieder Zahlen für die Kohlenstoffatome davor, an denen sie sich befinden. In diesem Fall also eine 2 vor die Methylgruppe und eine 2 vor die Endung -en.

  • Nenne Möglichkeiten, wodurch Alkenisomere entstehen können.

    Tipps

    Die Summenformel bei Isomeren bleibt gleich.

    Die Strukturformel muss sich verändern.

    Lösung

    Ein Isomer einer Verbindung entsteht, wenn sich die Struktur ändert, aber die Summenformel gleich bleibt. Bei Alkenen ist das der Fall, wenn sich entweder die Lage der Doppelbindung verändert oder sich die Kohlenstoffkette verzweigt. Allein durch das Drehen eines Moleküls wird die Struktur nicht verändert und demzufolge entsteht auch kein neues Isomer.

  • Erläutere, den Begriff trans-Fettsäuren.

    Tipps

    Du kannst die Isomere von Fettsäuren mit den Isomeren des Butens vergleichen.

    Lösung

    Fettsäuren sind langkettige Carbonsäuren. Enthält die Alkylkette mindestens eine Doppelbindung, handelt es sich um ungesättigte Fettsäuren. Genau wie bei den Alkenen, kann nun eine cis-/trans-Isomerie auftreten. Die folgenden C-Atome an der Doppelbindung liegen bei dem cis-Isomer näher zusammen und bei dem trans-Isomer weiter voneinander entfernt. Bei cis-Fettsäuren tritt daher ein „Knick“ in der Kette auf.

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