Einleitung

Cycoalkane besitzen eine Ringspannung. Dies lässt sich leicht zeigen, wenn man Alkane und Cycloalkane verbrennt. Bei einer solchen Verbrennung wird Energie frei, die sich leicht messen lässt.

Verbrennungswärme in Alkanen

In der Reihe der Alkane nimmt die freigesetzte Energie innerhalb der homologen Reihe zu. Geht man vom Methan zum Ethan zum Propan zum Butan usw. kommt jeweils eine Methylengruppe (CH2-Gruppe) hinzu. Innerhalb der homologen Reihe steigt die bei der Verbrennung freigesetzte Enthalpie mit jedem Schritt um 658 kJ/mol.

Verbrennungswärme in Cycloalkanen

Cycloalkane bestehen formal nur aus Methylengruppen (CH2-Gruppen). Ein Cycloalkan mit der allgemeinen Summenformel CnH2n besteht formal aus n Methylengruppen. Daher sollte sich die bei der Verbrennung freigesetzte Energie leicht berechnen lassen.

Wenn man eine solche Berechnung für verschiedene Cycloalkane durchführt und die Ergebnisse mit den Messungen vergleicht, dann zeigt es sich, dass die bei der Verbrennung freigesetzte Energie in aller Regel deutlich höher ist.

Cyclohexan:
Nur beim Cyclohexan stimmen diese beiden Werte überein. Cyclohexan besitzt keine Ringspannung.

Andere Cycloalkane:
ür alle anderen Ringe (ausgenommen sehr große Ringe) ist die gemessene freigesetzte Energie größer als erwartet. Die Ringe besitzen eine Ringspannung und ihr Energieinhalt ist daher größer.

Arten der Ringspannung

Für die Ringspannung sind drei Effekte verantwortlich. Folglich werde auch drei Arten der Ringspannung unterschieden.