Różnica między alkanami a alkenami

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-07 21:50

Kluczowa różnica – alkany kontra alkeny

Alkany i alkeny to dwa rodzaje rodzin węglowodorów, które zawierają węgiel i wodór w swojej strukturze molekularnej. Kluczową różnicą między alkanami a alkenami jest ich budowa chemiczna; alkany to nasycone węglowodory o ogólnym wzorze cząsteczkowym C_nH_2n+2, a alkeny są uważane za nienasycone grupy węglowodorowe, ponieważ zawierają podwójną wiązanie między dwoma atomami węgla. Mają ogólny wzór cząsteczkowy C_nH_2n.

Co to są alkany?

Alkany zawierają tylko pojedyncze wiązania pomiędzy atomami węgla i wodoru (wiązania C-C i C-H). Dlatego nazywane są „węglowodorami nasyconymi”. Zgodnie z modelem hybrydyzacji orbitalnej, wszystkie atomy węgla w Alkenach mają hybrydyzację SP³. Tworzą wiązania sigma z atomami wodoru, a powstała cząsteczka ma geometrię czworościanu. Alkany można podzielić na dwie grupy zgodnie z ich układami molekularnymi; alkany acykliczne (C_nH_2n.+2) i alkany cykliczne (C_nH _2n).

Czym są alkeny?

Alkeny to węglowodory zawierające podwójne wiązanie węgiel-węgiel (C=C). „Olefiny” to stara nazwa używana w odniesieniu do rodziny alkenów. Najmniejszym członkiem tej rodziny jest etan (C₂H₄); Na początku nazywano go olefiant gas (po łacinie: „oleum” oznacza „olej” + „facere” oznacza „robić”)). Dzieje się tak, ponieważ reakcja między C₂H₄ i chlorem daje C₂H₂ Cl_{2, olej.}

Jaka jest różnica między alkanami a alkenami?

Chemiczna struktura alkanów i alkenów

Alkany: Alkany mają ogólny wzór cząsteczkowy C_nH_2n+2. Metan (CH_{4) jest najmniejszym alkanem.}

Nazwa	Wzór chemiczny	Struktura acykliczna
Metan	CH4	CH4
Etan	C2H6	CH3CH3
Propan	C3H8	CH3CH2CH3
Butan	C4H10	CH3CH2CH2CH3
Pentan	C5H12	CH3CH2CH2CH2 CH3
Heksan	C6H14	CH3CH2CH2 CH2 CH2CH3
Heptan	C7H16	CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH3
Oktan	C8H18	CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3CH3

Alkeny: Alkeny mają ogólny wzór chemiczny C_nH_{2n. Alkeny są uważane za węglowodory nienasycone, ponieważ nie zawierają maksymalnej liczby atomów wodoru, jaką może posiadać cząsteczka węglowodoru.}

Nazwa	Wzór chemiczny	Struktura
Eten	C2H4	CH2=CH2
Propen	C3H6	CH3CH=CH2
Buten	C4H8	CH2=CHCH2CH3, CH3 CH=CHCH3
Penten	C5H10	CH2=CHCH2CH2CH3, CH3CH=CHCH2CH3
Heksen	C6H12	CH2=CHCH2 CH2CH2 CH3CH3CH=CHCH2CH2 CH3 CH3CH2CH=CHCH2 CH3
Hepten	C7H14	CH=CHCH2CH2CH2 CH2CH3CH3CH=CH2 CH2CH2CH2CH3

Chemiczne właściwości alkanów i alkenów

Alkany:

Reaktywność:

Alkany są obojętne na wiele odczynników chemicznych. Dzieje się tak, ponieważ wiązania węgiel-węgiel (C-C) i węgiel-wodór (C-H) są dość silne, ponieważ atomy węgla i wodoru mają prawie takie same wartości elektroujemności. Dlatego bardzo trudno jest zerwać ich wiązania, chyba że zostaną podgrzane do dość wysokich temperatur.

Spalanie:

Alkany mogą łatwo palić się w powietrzu. Reakcja między alkanami a nadmiarem tlenu nazywana jest „spalaniem”. W tej reakcji alkany przekształcają się w dwutlenek węgla (CO_{2) i wodę.}

C_nH_2n + (n + n/2) O₂ → n CO_{2 +} nH_2O

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Butan Tlen Woda Dwutlenek Węgla

Reakcje spalania są reakcjami egzotermicznymi (oddają ciepło). W rezultacie alkany są wykorzystywane jako źródło energii.

Alkeny:

Reaktywność:

Alkeny reagują z wodorem w obecności silnie rozdrobnionego katalizatora metalicznego, tworząc odpowiedni alkan. Szybkość reakcji jest bardzo niska bez katalizatora.

Uwodornianie katalityczne jest stosowane w przemyśle spożywczym do przekształcania płynnych olejów roślinnych w półstały tłuszcz w produkcji margaryny i stałego tłuszczu spożywczego.

Właściwości fizyczne alkanów i alkenów

Formularze

Alkany: Alkany występują jako gazy, ciecze i ciała stałe. Metan, etan, propan i butan to gazy w temperaturze pokojowej. Nierozgałęzione struktury heksanu, pentanu i heptanu są cieczami. Alkany o większej masie cząsteczkowej są ciałami stałymi.

CH₄ do C₄H₁₀ to gazy

C₅H₁₂ do C₁₇H_{36są płynami i}

Alkany o wyższej masie cząsteczkowej to miękkie ciała stałe

Alkeny: Alkeny wykazują podobne właściwości fizyczne do odpowiednich alkanów. Alkeny o niższych masach cząsteczkowych (C₂H₄ toC₄H_{8) to gazy w temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym. Alkeny o większej masie cząsteczkowej są ciałami stałymi.}

Rozpuszczalność:

Alkany: Alkany nie rozpuszczają się w wodzie. Są rozpuszczane w niepolarnych lub słabo polarnych rozpuszczalnikach organicznych.

Alkeny: Alkeny są względnie polarnymi cząsteczkami ze względu na wiązanie C=C; dlatego są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych lub rozpuszczalnikach o niskiej polarności. Woda jest cząsteczką polarną, a alkeny są w niej słabo rozpuszczalne.

Gęstość:

Alkany: Gęstości alkanów są niższe niż gęstość wody. Ich gęstość wynosi prawie 0,7 g mL^-1, biorąc pod uwagę gęstość wody jako 1,0 g mL^-1.

Alkeny: Gęstości alkenów są niższe niż gęstość wody.

Punkty wrzenia:

Alkany: Temperatura wrzenia nierozgałęzionych alkanów płynnie wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomów węgla i masy cząsteczkowej. Ogólnie rzecz biorąc, rozgałęzione alkany mają niższą temperaturę wrzenia w porównaniu do nierozgałęzionych alkanów, o takiej samej liczbie atomów węgla.

Alkeny: Punkty wrzenia są podobne do odpowiednich alkanów z niewielką różnicą.