Kohlenwasserstoffe

In der folgenden Darstellung sind die molekularen Strukturen von organischen Ausgangsstoffen dargestellt, die entweder zur Herstellung anderer Stoffe verwendet werden oder als Brennstoff dienen. Die Summenformel für jeden dieser Ausgangsstoffe ist ebenfalls angegeben:

Moleküldarstellung auf Papier

Die Moleküle werden in der Darstellung nicht nur dreidimensional betrachtet, sondern auch auf einer zweidimensionalen Ebene gezeichnet. Die seitlich nach vorne und hinten abstehenden Bindungen werden in dieser Darstellung in einer Ebene gezeichnet. Dies ergibt die sogenannte Strukturformel, wie sie in der Abbildung dargestellt ist.

Wie du bereits festgestellt hast, kann ein Kohlenstoffatom Verbindungen mit vier einzelnen Wasserstoffatomen eingehen. Dies geschieht durch Bildung von Einfachbindungen, also einer Atombindung zwischen den Atomen. Im Fall von Methan gibt es vier dieser Einfachbindungen. 

Das Ethan-Molekül, bestehend aus zwei Kohlenstoffatomen und sechs Wasserstoffatomen, weist insgesamt sieben Einfachbindungen auf.

Beim Betrachten von Ethen fällt auf, dass dieses Molekül nur vier Wasserstoffatome besitzt. Im Gegensatz zu Ethan, bei dem die beiden Kohlenstoffatome die maximale Anzahl von sechs Wasserstoffatomen haben, bildet Ethen stattdessen eine zusätzliche Bindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen aus. In diesem Molekül finden sich also vier Einfachbindungen zu den Wasserstoffatomen, aber zwischen den Kohlenstoffatomen existiert eine Doppelbindung, die aus zwei Atombindungen besteht.

Es gibt bei den Kohlenwasserstoffen häufig Moleküle, in denen neben Einfachbindungen zum Wasserstoff auch Doppel- oder sogar Dreifachbindungen (drei Atombindungen) (z. B.) Ethin, zwischen benachbarten Kohlenstoff-Atomen auftreten. Diese Bindungen werden auch Mehrfachbindungen genannt.

Die Vielfalt der organischen Moleküle resultiert aus ihrer unterschiedlichen Zusammensetzung, obwohl sie aus wenigen verschiedenen Atomen bestehen. Diese Vielfalt führt zu variierenden Eigenschaften. Zum Beispiel unterscheiden sich Moleküle in ihrem Gewicht, wodurch einige schwerer und andere leichter sind. Größere Kohlenwasserstoffmoleküle lösen sich beim Erhitzen nicht so leicht wie kleinere, was dazu führt, dass Ethan bei Raumtemperatur ein Gas ist, während Oktan, ein Kohlenwasserstoff mit acht Kohlenstoffatomen, eine Flüssigkeit ist. Kohlenwasserstoffe mit 17 oder mehr Kohlenstoffatomen sind bei Raumtemperatur fest und finden Anwendung beispielsweise bei der Herstellung von Kerzenwachs.