Atšķirība starp alkāniem un alkēniem

2024 Autors: Alex Aldridge | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-07 21:49

Galvenā atšķirība - alkāni pret alkēniem

Alkāni un alkēni ir divu veidu ogļūdeņražu saimes, kuru molekulārajā struktūrā ir ogleklis un ūdeņradis. Galvenā atšķirība starp alkāniem un alkēniem ir to ķīmiskā struktūra; alkāni ir piesātināti ogļūdeņraži ar vispārējo molekulāro formulu C_nH_2n+2, un alkēni tiek uzskatīti par nepiesātinātu ogļūdeņražu grupu, jo tie satur dubultu. saite starp diviem oglekļa atomiem. Viņiem ir vispārējā molekulārā formula C_nH_2n.

Kas ir alkāni?

Alkānos ir tikai atsevišķas saites starp oglekļa un ūdeņraža atomiem (C-C saites un C-H saites). Tāpēc tos sauc par “piesātinātajiem ogļūdeņražiem”. Saskaņā ar orbitālās hibridizācijas modeli visiem alkēnu oglekļa atomiem ir SP³ hibridizācija. Tie veido sigma saites ar ūdeņraža atomiem, un iegūtajai molekulai ir tetraedra ģeometrija. Alkānus var iedalīt divās grupās atbilstoši to molekulārajam izvietojumam; acikliskie alkāni (C_nH_2n.+2) un cikliskie alkāni (C_nH _2n).

Kas ir alkēni?

Alkēni ir ogļūdeņraži, kas satur oglekļa-oglekļa (C=C) dubultsaiti. “Olefīni” ir vecais nosaukums, ko izmanto, lai apzīmētu alkēnu ģimeni. Šīs ģimenes mazākais pārstāvis ir etāns (C₂H₄); sākumā to sauca par olefian t gas (latīņu valodā: ‘oleum’ nozīmē ‘eļļa’ + ‘facere’ nozīmē ‘pagatavot’). Tas ir tāpēc, ka reakcija starp C₂H₄ un hloru rada C₂H₂ Cl_{2, eļļa.}

Kāda ir atšķirība starp alkāniem un alkēniem?

Alkānu un alkēnu ķīmiskā struktūra

Alkāni: alkāniem ir vispārējā molekulārā formula C_nH_2n+2. Metāns (CH_{4) ir mazākais alkāns.}

Vārds	Ķīmiskā formula	Acikliskā struktūra
Metāns	CH4	CH4
Etāns	C2H6	CH3CH3
propāns	C3H8	CH3CH2CH3
Butāns	C4H10	CH3CH2CH2CH3
Pentāns	C5H12	CH3CH2CH2CH2 CH3
Heksāns	C6H14	CH3CH2CH2 CH2 CH2CH3
Heptāns	C7H16	CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH3
Oktānskaitlis	C8H18	CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3CH3

Alkēni: alkēniem ir vispārējā ķīmiskā formula C_nH_{2n. Alkēnus uzskata par nepiesātinātiem ogļūdeņražiem, jo tie nesatur maksimālo ūdeņraža atomu skaitu, kāds var būt ogļūdeņraža molekulai.}

Vārds	Ķīmiskā formula	Struktūra
Etēns	C2H4	CH2=CH2
Propēns	C3H6	CH3CH=CH2
Butene	C4H8	CH2=CHCH2CH3, CH3 CH=CHCH3
Pentene	C5H10	CH2=CHCH2CH2CH3, CH3CH=CHCH2CH3
Hexene	C6H12	CH2=CHCH2 CH2CH2 CH3CH3CH=CHCH2CH2 CH3 CH3CH2CH=CHCH2 CH3
Heptene	C7H14	CH=CHCH2CH2CH2 CH2CH3CH3CH=CH2 CH2CH2CH2CH3

Alkānu un alkēnu ķīmiskās īpašības

Alkāni:

Reaktivitāte:

Alkāni ir inerti pret daudziem ķīmiskiem reaģentiem. Tas ir tāpēc, ka oglekļa-oglekļa (C-C) un oglekļa-ūdeņraža (C-H) saites ir diezgan spēcīgas, jo oglekļa un ūdeņraža atomiem ir gandrīz vienādas elektronegativitātes vērtības. Tāpēc ir ļoti grūti saraut to saites, ja vien tās netiek uzkarsētas līdz diezgan augstām temperatūrām.

Sadegšana:

Alkāni var viegli sadegt gaisā. Reakciju starp alkāniem ar lieko skābekli sauc par “sadegšanu”. Šajā reakcijā alkāni pārvēršas par oglekļa dioksīdu (CO_{2) un ūdeni.}

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

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Butānskābekļa oglekļa dioksīda ūdens

Sadegšanas reakcijas ir eksotermiskas reakcijas (tās izdala siltumu). Rezultātā alkāni tiek izmantoti kā enerģijas avots.

Alkēni:

Reaktivitāte:

Alkēni reaģē ar ūdeņradi smalki sadalīta metāla katalizatora klātbūtnē, veidojot atbilstošu alkānu. Bez katalizatora reakcijas ātrums ir ļoti zems.

Katalītisko hidrogenēšanu izmanto pārtikas rūpniecībā, lai šķidrās augu eļļas pārvērstu puscietos taukos margarīna un cieto ēdiena gatavošanas tauku pagatavošanā.

Alkānu un alkēnu fizikālās īpašības

Veidlapas

Alkāni: Alkāni pastāv kā gāzes, šķidrumi un cietas vielas. Metāns, etāns, propāns un butāns ir gāzes istabas temperatūrā. Heksāna, pentāna un heptāna nesazarotās struktūras ir šķidrumi. Alkāni, kuriem ir lielāka molekulmasa, ir cietas vielas.

CH₄ līdz C₄H₁₀ ir gāzes

C₅H₁₂ līdz C₁₇H_{36ir šķidrumi un}

Alkāni ar lielāku molekulmasu ir mīkstas cietas vielas

Alkāni: alkēniem ir līdzīgas attiecīgā alkāna fizikālās īpašības. Alkēni ar mazāku molekulmasu (C₂H₄ toC₄H_{8) ir gāzes istabas temperatūrā un atmosfēras spiedienā. Alēni ar lielāku molekulmasu ir cietas vielas.}

Šķīdība:

Alkāni: Alkāni ūdenī nešķīst. Tos izšķīdina nepolāros vai vāji polāros organiskos šķīdinātājos.

Alkēni: alkēni ir relatīvi polāras molekulas C=C saites dēļ; tādēļ tie šķīst nepolāros šķīdinātājos vai šķīdinātājos ar zemu polaritāti. Ūdens ir polāra molekula, un alkēni ūdenī nedaudz šķīst.

Blīvums:

Alkāni: Alkānu blīvums ir zemāks par ūdens blīvumu. To blīvuma vērtība ir gandrīz 0,7 g mL^-1, ņemot vērā ūdens blīvumu 1,0 g mL^-1.

Alkēni: Alkēnu blīvums ir mazāks par ūdens blīvumu.

Vārīšanās punkti:

Alkāni: nesazarotu alkānu viršanas temperatūra vienmērīgi palielinās, palielinoties oglekļa atomu skaitam un molekulmasai. Parasti sazarotiem alkāniem ir zemāka viršanas temperatūra nekā nesazarotiem alkāniem, kuriem ir vienāds oglekļa atomu skaits.

Alkēni: viršanas temperatūras ir līdzīgas atbilstošajiem alkāniem ar nelielām izmaiņām.