Kluczowa różnica między N-butanem a cyklobutanem polega na tym, że n-butan jest substancją alifatyczną, podczas gdy cyklobutan jest związkiem cyklicznym.
Butan jest związkiem organicznym o czterech atomach węgla i jest związkiem alkanu, ponieważ zawiera tylko pojedyncze kowalencyjne wiązania chemiczne (nie ma podwójnych ani potrójnych wiązań). Te cztery atomy węgla mogą mieć różne układy, tworząc różne związki, takie jak związki alifatyczne, związki cykliczne i związki rozgałęzione. N-butan i cyklobutan to dwa z tych związków.
Co to jest n-butan?
N-butan jest alkanem o wzorze chemicznym C4H10. Występuje jako gaz w warunkach temperatury pokojowej i ciśnienia atmosferycznego. Ponadto butan jest gazem łatwopalnym, bezbarwnym i o zapachu benzyny. N-butan jest związkiem alifatycznym; co oznacza, że ma strukturę niecykliczną. Gaz butanowy łatwo ulega skropleniu i szybko odparowuje w temperaturze pokojowej; dzięki temu możemy wykorzystać go jako paliwo.
Rysunek 1: Struktura n-butanu
Ponadto, n-butan może występować w dwóch postaciach jako nierozgałęziony n-butan i rozgałęziony n-butan lub izobuten. W strukturze nierozgałęzionej cząsteczka nie ma rozgałęzień, ale w strukturze rozgałęzionej znajduje się gałąź metylowa przyłączona do trójwęglowej struktury liniowej. Te dwa są nazwane jako strukturalne izomery lub konformacje butanu.
Ponadto spalanie gazu butanowego wytwarza dwutlenek węgla i parę wodną, jeśli w mieszaninie gazowej znajduje się wystarczająca ilość tlenu. Jeśli poziom tlenu jest niski, spalanie butanu wytwarza sadzę lub tlenek węgla wraz z parą wodną.
Jeśli chodzi o zastosowania, istnieją różne zastosowania gazu butanowego, takie jak wykorzystanie go w procesie mieszania benzyny, jako pachnący rozpuszczalnik do ekstrakcji, jako surowiec do produkcji etylenu i butadienu, jako kluczowy składnik do produkcji kauczuku syntetycznego itp.
Co to jest cyklobutan?
Cyklobutan jest alkanem o wzorze chemicznym C4H8. Jest to struktura cykliczna występująca w postaci bezbarwnego gazu, dostępna w handlu jako gaz skroplony. Struktura wygląda następująco:
Rysunek 2: Struktura cyklobutanu
Rozważając strukturę cyklobutanu, kąty wiązań między atomami węgla są znacznie naprężone i dlatego te wiązania mają niskie energie wiązania niż odpowiadające im liniowe lub nienaprężone węglowodory. Ponadto cyklobutan jest niestabilny w wysokich temperaturach. Struktura tego związku nie jest płaska; ma „pomarszczoną” budowę. W tej konformacji cząsteczka może zredukować niektóre oddziaływania zaćmieniowe.
Ponadto istnieją różne metody otrzymywania cyklobutanu, w tym konwersja 1,4-dihalobutnu do cyklobutanu po dehalogenacji z użyciem metali redukujących. Również alkeny mogą ulegać dimeryzacji po napromieniowaniu światłem UV w celu wytworzenia cyklobutanu.
Jaka jest różnica między n-butanem a cyklobutanem?
Butan jest związkiem organicznym o wzorze chemicznym C4H10. N-butan i cyklobutan to dwa związki butanu o różnej budowie. Kluczowa różnica między n-butanem a cyklobutanem polega na tym, że n-butan jest substancją alifatyczną, podczas gdy cyklobutan jest związkiem cyklicznym. Co więcej, n-butan możemy wytworzyć poprzez rafinację gazu ziemnego, natomiast cyklopentan jest wytwarzany przez konwersję 1,4-dihalobutna w cyklobutan po dehalogenacji metalami redukującymi.
Poniższa infografika przedstawia więcej różnic między n-butanem a cyklobutanem.
Podsumowanie
N-butan jest alkanem o wzorze chemicznym C4H10. Cyklobutan jest alkanem o wzorze chemicznym C4H8. W cząsteczce butanu mogą występować różne układy czterech atomów węgla. Kluczowa różnica między n-butanem a cyklobutanem polega na tym, że n-butan jest substancją alifatyczną, podczas gdy cyklobutan jest związkiem cyklicznym.
