Alkaner, Alkener, Alkyner

Kulstof

Organisk kemi handler om alle de kemiske forbindelser, der indeholder kulstof, og dem er der rigtig mange af. Alt levende indeholder store mængder af kulstofforbindelser. Kulstof er derfor grundlaget for alt liv her på Jorden.


Energi og byggesten

Al den energi, somvi mennesker skal bruge, får vi ved at spise de kulstofforbindelser, som dyr og planter er bygget af. I vores egen krop nedbrydes maden til mindre molekyler, somomdannes tilenergi og til at opbygge fx muskler med.


Ikke kun i levende organismer

Organisk kemi findes ikke kun i levende organismer. Masser af kemiske forbindelser, der aldrig har været i nærheden af noget levende, er organiske. De indeholder kulstofforbindelser. Et eksempel er de stoffer, som forskere laver kunstigt, fxtil brug i medicin.


Olie og gas

Mange af de organiske forbindelser, som I bruger i det daglige, stammer fra olie og gas, som man henter op fra undergrunden. Af olien laver man fx både benzin og forskellige typer plastik. Mange af de forbindelser, der findes i olie, bruges også som opløsningsmidler i maling og lim. Organiske opløsningsmidler skal man være forsigtig med, for de er ofte farlige at indånde.


Faktabox 

Kuler almindeligt:
Kul er det fjerde mest almindelige grundstof i vores solsystem efter hydrogen (brint), helium og oxygen (ilt).

Altid fire bindinger:
Kul, der indgår i en kemisk forbindelse, danner altid fire bindinger, men op til tre af disse bindinger kan være til det samme atom.

Kul kan være meget hårdt:
Det hårdeste stof, man kender, er diamanter, som er krystaller af rent kul.

Kulforbindelser betyder liv:
Når videnskabsfolk leder efter spor af liv på fremmede planeter, leder de efter organiske kulholdige forbindelse.


En lille video som forklarer lidt omkring Organisk kemi

Kulstofkemi

Kemi, som handler om kulstof (C), kaldes kulstofkemi. Tidligere troede man, at kulforbindelser kun kunne dannes af levende organismer og ikke syntetisk i et laboratorium. Af samme grund kaldes kulstofkemi også for organisk kemi og kulstofholdige forbindelser for organiske forbindelser. Kulstofkemi og organiske forbindelser

Den øvrige del af kemien kaldes for uorganisk kemi. Uorganisk kemi handler om alle grundstoffernes kemi bortset fra kulstofforbindelsernes kemi. Men der er ingen skarpe grænser mellem de forskellige kemiske discipliner, og nogle få forbindelser hører til den uorganiske kemi, selv om de indeholder kulstof. Det er bl.a. kuldioxid (CO2)og salte af kulsyre (H2CO3).

Organiskkemi er langt det største delområde af kemien. Der er i dag ca. 15 millioner kendte kemiske stoffer, og de fleste af disse stoffer er organiske. Det vil sige, at de er naturligt forekommende eller syntetiske kulstofforbindelser.


Ikke kun kul i organiske forbindelser

Kulstof er ikke det eneste grundstof, der indgår i de organiske forbindelser. De fleste organiske forbindelser indeholder også hydrogen (H), oxygen (O) og nitrogen (N) i forskellige mængde. Et kulstofatom kan danne op til fire bindinger både til andre kulstofatomer eller til andre grundstoffer. Det betyder, at der kan dannes millioner af molekyler med lange kæder og ringe af kulstofatomer og disse grundstoffer. 


Kulstofkemi og liv

Organiske stoffer, som ikke er lavet i et laboratorium, stammer alle fra levende væsner. Nogle organiske stoffer findes i forbindelse med liv, mens andre naturlige organiske stoffer ikke findes i levende organismer.

Disse stoffer dannes i naturen ud fra organiske stoffer fra fx døde planter og dyr. Eksempler herpå kan være stenkul og fossilt olie. De er dannet ved hjælp af varme og højt tryk, dybt nede i jorden.


Alkaner 

Alkaner kaldes også mættede kulbrinter. Det skyldes, at de kun indeholder kulstof (C) og brint (H), og at alle C-atomerne har bindinger til 4 andre atomer. Der findes altså kun enkelt-bindinger i alkaner. Alkaner leverer meget af den energi, som driver vores samfund. 


Opbygning af alkaner 

Alkaner er kæder af kulstof-atomer, hvorpå der sidder hydrogen. Carbon (kulstof) har altid fire bindinger, derfor består den mest simple alkan af ét carbonatom og fire brintatomer: 


Den næste har to carbonatomer og 6 hydrogenatomer: 



Læg mærke til, at carbon altid har fire bindinger!
Den næste alkan har tre carbonatomer i kæden, den næste igen har fire – hvor mange carbonatomer er der så i den næste? 


Huskeregel 

Hele kæden indeholder dobbelt så mange H-atomer som C-atomer plus to ekstra H- atomer, der sidder i enderne af kæden.


Man kan derfor skrive alkaner op efter brutto-formlen


CXH(2X+2)


hvor X er antallet af C-atomer i kæden. 

Navngivning af alkaner 

Alkaner får navn efter, hvor mange kulstof-atomer der sidder på række. En alkan med 5 C-atomer (C5H12) på række, fx pentan, da penta på græsk betyder 5. I tabellen til højre ses flere navne på nogle udvalgte alkaner. 



 



Forgrenede alkaner 

Alkaner kan være lige kæder, men de kan også være forgrenede. Bemærk, at man ofte ikke skriver hydrogen på, når kæderne bliver lange – det er for besværligt.




  

4-etyl-octan 


For at navngive en forgrenet alkan skal man finde den længste kæde og navngive den. Bagefter sætter man sidekædens navne foran. Sidekæder navngives ligesom alkaner, men i stedet for –an til sidst, tilføjes –yl. 

2-methyl-pentan 

Havde vores pentan fra før haft en sidekæde på det andet C-atom, og dermed 6 C- atomer i alt, ville den få navnet 2-methyl-pentan. 2-methyl-, fordi der sidder en metyl-gruppe (CH3-) på det andet kulstofatom i kæden, og pentan fordi den længste kulstofkæde indeholder 5 C-atomer. 






  

2-methyl-pentan


Hvor kommer alkanerne fra? 

Alkaner er en vigtig del af naturgas og råolie. Her findes de i blanding med andre stoffer. Alkaner kan oprenses i olieraffinaderier. De korteste alkaner er gasser, og de længere er væsker – de længste kæder bliver mere og mere tyktflydende. Den sidste rest, som ikke kan oprenses, bliver brugt til asfalt. 


Olie bliver brugt til mange ting 

De gas-formige alkaner metan og etan findes i naturgas, mens propan bruges som flaskegas. Butan bruges bl.a. som lightergas. Pentan kaldes let-benzin, mens hexan, heptan og octan findes i benzin. Petroleum og dieselolie indeholder de lidt længere kulbrinter. 

Alkaner er også vigtige startmaterialer i den kemiske industri. 




  



Faktabox: 


Mættede kulbrinter: Alkaner indeholder kun enkeltbindinger og kaldes derfor mættede kulbrinter. 


Lange kulbrinter: De længste kulbrinter i råolie indeholder mere end 70 C- atomer i deres kulstofkæder. De bruges bl.a. i asfalt. 


Benzin i råolie: Den del af råolie som kan bruges til benzin, udgør ca. 15-30 % af den samlede råolie. 


Introduktionsvideo til Alkaner

Til dette kapitel kan du med fordel lave et eller flere af nedenstående forsøg


Påvisning af organiske stoffer

Undersøge lightergas 

Fremstilling af metan (fællesforsøg)

Fremstilling af ethen

Fremstilling af ethyn (fællesforsøg)

Addition af alkener og Substitution af alkaner

Gå tilbage til forsiden