Разлика между алкани и алкени

Видео: Разлика между алкани и алкени

Видео: 10 клас. Хімія. Алкени та алкіни. Загальні та молекулярні формули алкенів та алкінів 2024, Ноември

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-07 21:45

Ключова разлика – алкани срещу алкени

Алканите и алкените са два вида семейства въглеводороди, които съдържат въглерод и водород в своята молекулна структура. Ключовата разлика между алкани и алкени е тяхната химическа структура; алканите са наситени въглеводороди с обща молекулна формула C_nH_2n+2 и се казва, че алкените са ненаситена въглеводородна група, тъй като съдържат двойно връзка между два въглеродни атома. Те имат общата молекулна формула C_nH_2n.

Какво са алканите?

Алканите съдържат само единични връзки между въглеродни и водородни атоми (C-C връзки и C-H връзки). Затова те се наричат „наситени въглеводороди“. Според модела на орбиталната хибридизация, всички въглеродни атоми в алкените имат SP³ хибридизация. Те образуват сигма връзки с водородни атоми и получената молекула има геометрията на тетраедър. Алканите могат да бъдат подразделени на две групи според техните молекулни подредби; ациклични алкани (C_nH_2n.+2) и циклични алкани (C_nH _2n).

Какво са алкените?

Алкените са въглеводороди, съдържащи въглерод-въглерод (C=C) двойна връзка. „Олефини“е старото име, използвано за означаване на семейството на алкените. Най-малкият член на това семейство е етан (C₂H₄); наричан е олефиев газ (на латински: „oleum“означава „масло“+ „facere“означава „правя“) в ранните дни. Това е така, защото реакцията между C₂H₄ и хлор дава C₂H₂ Cl_{2, масло.}

Каква е разликата между алкани и алкени?

Химическа структура на алкани и алкени

Алкани: Алканите имат общата молекулна формула C_nH_2n+2. Метан (CH_{4) е най-малкият алкан.}

Име	Химична формула	Ациклична структура
Метан	CH₄	CH₄
Етан	C₂H₆	CH₃CH₃
пропан	C₃H₈	CH₃CH₂CH₃
Бутан	C₄H₁₀	CH₃CH₂CH₂CH₃
Пентан	C₅H₁₂	CH₃CH₂CH₂CH_{2 CH}3
хексан	C₆H₁₄	CH₃CH₂CH₂ CH_{2 CH}2_CH3
Хептан	C₇H₁₆	CH₃CH₂CH₂CH_{2 CH}2_CH2_CH3
Октан	C₈H₁₈	CH₃ CH₃CH₂CH_{2 CH}2_CH2_CH3_CH3

Алкени: Алкените имат обща химична формула C_nH_{2n. Алкените се считат за ненаситени въглеводороди, тъй като не съдържат максималния брой водородни атоми, които могат да бъдат притежавани от една въглеводородна молекула.}

Име	Химична формула	Структура
Етен	C₂H₄	CH₂₌CH₂
пропен	C₃H₆	CH₃CH=CH₂
Бутен	C₄H₈	CH₂₌CHCH₂CH_3, CH₃ CH=CHCH₃
Пентен	C₅H₁₀	CH₂₌CHCH₂CH₂CH_3, CH₃CH=CHCH₂CH₃
хексен	C₆H₁₂	CH₂₌CHCH₂ CH₂CH₂ CH₃CH₃CH=CHCH₂CH₂ CH₃ CH₃CH₂CH₌CHCH_{2 CH}3
Хептен	C₇H₁₄	CH₌CHCH₂CH₂CH_{2 CH}2_CH3_CH3_CH=CH2 CH₂CH₂CH₂CH₃

Химични свойства на алкани и алкени

Алкани:

Реактивност:

Алканите са инертни към много химични реагенти. Това е така, защото връзките въглерод-въглерод (C-C) и въглерод-водород (C-H) са доста силни, тъй като въглеродните и водородните атоми имат почти еднакви стойности на електроотрицателност. Поради това е много трудно да се прекъснат връзките им, освен ако не се нагреят до доста високи температури.

Изгаряне:

Алканите могат лесно да горят във въздуха. Реакцията между алкани с излишък на кислород се нарича "изгаряне". В тази реакция алканите се превръщат във въглероден диоксид (CO_{2) и вода.}

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

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Бутан Кислород Въглероден диоксид Вода

Реакциите на горене са екзотермични реакции (те отделят топлина). В резултат на това алканите се използват като източник на енергия.

Алкени:

Реактивност:

Алкените реагират с водород в присъствието на фино раздробен метален катализатор, за да образуват съответния алкан. Скоростта на реакцията е много ниска без катализатор.

Каталитичното хидрогениране се използва в хранително-вкусовата промишленост за превръщане на течни растителни масла в полутвърда мазнина при производството на маргарин и твърда мазнина за готвене.

Физични свойства на алкани и алкени

Формуляри

Алкани: Алканите съществуват като газове, течности и твърди вещества. Метанът, етанът, пропанът и бутанът са газове при стайна температура. Неразклонените структури на хексан, пентан и хептан са течности. Алканите с по-високо молекулно тегло са твърди вещества.

CH₄ до C₄H₁₀ са газове

C₅H₁₂ до C₁₇H_{36са течности и}

Алканите с по-високо молекулно тегло са меки твърди вещества

Алкени: Алкените показват подобни физични свойства на съответния алкан. Алкени, които имат по-ниски молекулни тегла (C₂H₄ toC₄H_{8) са газове при стайна температура и атмосферно налягане. Алкените с по-високо молекулно тегло са твърди вещества.}

Разтворимост:

Алкани: Алканите не се разтварят във вода. Те се разтварят в неполярни или слабо полярни органични разтворители.

Алкени: Алкените са относително полярни молекули поради C=C връзката; следователно те са разтворими в неполярни разтворители или разтворители с ниска полярност. Водата е полярна молекула и алкените са слабо разтворими във вода.

Плътност:

Алкани: Плътността на алканите е по-ниска от плътността на водата. Стойността им на плътност е почти 0,7 g mL^-1, като се има предвид плътността на водата като 1,0 g mL^-1.

Алкени: Плътностите на алкените са по-ниски от плътността на водата.

Точки на кипене:

Алкани: Точката на кипене на неразклонените алкани плавно се увеличава с нарастването на броя на въглеродните атоми и молекулното тегло. Като цяло разклонените алкани имат по-ниски точки на кипене в сравнение с неразклонените алкани, които имат същия брой въглеродни атоми.