Welche Alkane sind bei 20 Grad flüssig?

Welche Alkane sind bei 20 Grad Celsius flüssig?

Die Frage, welche Alkane bei einer gegebenen Temperatur flüssig sind, hängt entscheidend von der Anzahl der Kohlenstoffatome in der Molekülkette ab. Ein simples Schema, um dies zu verstehen, kann an der Siedetemperatur festgemacht werden, die sich direkt auf den Aggregatzustand bei einer bestimmten Temperatur auswirkt.

Bei Raumtemperatur (ca. 20 Grad Celsius) sind Alkane mit mindestens fünf Kohlenstoffatomen im flüssigen Aggregatzustand anzutreffen. Dies liegt an den intermolekularen Kräften, die die Moleküle zusammenhalten. Die Londoner Kräfte, eine Form der van der Waals-Kräfte, sind für die Anziehung zwischen den Alkanken verantwortlich. Je länger die Kohlenstoffkette, desto größer die Oberfläche, die diese Kräfte ausübt. Dadurch steigt auch die anziehende Kraft zwischen den Molekülen, was einen höheren Siedepunkt zur Folge hat.

Es ist wichtig zu verstehen, dass die Anziehungskraft nicht linear mit der Kettenlänge zunimmt. Ein Zuwachs von einer Methylengruppe (CH₂) führt zwar zu einer Steigerung des Siedepunktes, aber nicht in einem konstanten Verhältnis. Die Erhöhung der Siedetemperatur pro CH₂-Gruppe ist nicht immer gleich.

Zusätzlich zur Kettenlänge spielen auch verzweigte Strukturen eine Rolle. Verzweigte Alkane haben eine geringere Oberfläche und somit geringere intermolekulare Anziehungskräfte. Daher können verzweigte Alkane mit ähnlichen Kettenlängen wie lineare Alkane bei 20 Grad Celsius gasförmig sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Während Alkane mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen bei Raumtemperatur gasförmig sind, sind Alkane mit fünf oder mehr Kohlenstoffatomen flüssig. Die genauen Grenzen können aber durch die Verzweigtheit der Kette beeinflusst werden. Sobald die Molekülkette über 17 Kohlenstoffatome hinausgeht, wird der Aggregatzustand fest. Dies liegt daran, dass die erhöhten intermolekularen Kräfte den Flüssigkeitszustand überwinden und eine kristalline Struktur begünstigen.