Welche Alkane sind bei Raumtemperatur flüssig?

Welche Alkane sind bei Raumtemperatur flüssig?

Alkane, auch gesättigte Kohlenwasserstoffe genannt, zeichnen sich durch eine einfache Struktur aus: Sie bestehen nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, die durch Einfachbindungen miteinander verknüpft sind. Diese einfache Struktur führt zu unterschiedlichen Eigenschaften, abhängig von der Länge der Alkankette. Ein entscheidender Faktor für den Aggregatzustand von Alkanen bei Raumtemperatur ist die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Kette.

Während Methan, Ethan und Propan bei Raumtemperatur gasförmig sind, ändert sich die Situation mit zunehmender Kettenlänge. Die Ursache dafür liegt in den intermolekularen Kräften, genauer gesagt den Van-der-Waals-Kräften.

Diese Kräfte, die durch temporäre Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zwischen den Molekülen entstehen, nehmen mit zunehmender Molekülgröße zu. Bei kleinen Alkane wie Methan oder Ethan sind diese Kräfte vergleichsweise schwach und können die Moleküle nicht ausreichend zusammenhalten, um einen flüssigen oder festen Aggregatzustand zu erreichen.

Ab fünf Kohlenstoffatomen in der Alkankette wird die Molekülgröße ausreichend, um die Van-der-Waals-Kräfte zu dominieren. Die resultierende Anziehung zwischen den Molekülen ist nun stark genug, um einen flüssigen Zustand bei Raumtemperatur zu bewirken. Pentan, Hexan, Heptan und alle weiteren Alkane mit fünf oder mehr Kohlenstoffatomen sind somit bei Standardbedingungen (25°C, 1 atm) flüssig.

Die geringere Beweglichkeit der Moleküle im Vergleich zu gasförmigen Alkanen ist der entscheidende Faktor für den Phasenübergang von gasförmig zu flüssig. Die stärker ausgeprägten Anziehungskräfte begrenzen die Bewegungsfreiheit der Moleküle und ermöglichen so die Ausbildung einer flüssigen Phase.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die kritische Kettenlänge für die Flüssigwerdung von Alkanen bei Raumtemperatur liegt bei fünf Kohlenstoffatomen. Alle Alkane mit fünf oder mehr Kohlenstoffatomen sind unter Normalbedingungen flüssig, während die mit weniger Kohlenstoffatomen gasförmig sind.