Razlika med alkani in alkeni

2024 Avtor: Alex Aldridge | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-07 21:50

Ključna razlika – alkani proti alkenom

Alkani in alkeni sta dve vrsti družin ogljikovodikov, ki v svoji molekularni strukturi vsebujeta ogljik in vodik. Ključna razlika med alkani in alkeni je njihova kemijska struktura; alkani so nasičeni ogljikovodiki s splošno molekulsko formulo C_nH_2n+2 in za alkene pravimo, da so nenasičena ogljikovodikova skupina, ker vsebujejo dvojno vez med dvema ogljikovima atomoma. Imajo splošno molekulsko formulo C_nH_2n.

Kaj so alkani?

Alkani vsebujejo le enojne vezi med atomi ogljika in vodika (C-C vezi in C-H vezi). Zato jih imenujemo "nasičeni ogljikovodiki". V skladu z modelom orbitalne hibridizacije imajo vsi ogljikovi atomi v alkenih SP³ hibridizacijo. Tvorijo sigma vezi z atomi vodika in nastala molekula ima geometrijo tetraedra. Alkane lahko razdelimo v dve skupini glede na njihovo molekularno ureditev; aciklični alkani (C_nH_2n.+2) in ciklični alkani (C_nH _2n).

Kaj so alkeni?

Alkeni so ogljikovodiki, ki vsebujejo dvojno vez ogljik-ogljik (C=C). "Olefini" je staro ime za družino alkenov. Najmanjši član te družine je etan (C₂H₄); v zgodnjih dneh so ga imenovali olefijev plin (v latinščini: 'oleum' pomeni 'olje' + 'facere' pomeni 'narediti'). To je zato, ker reakcija med C₂H₄ in klorom daje C₂H₂ Cl_{2, olje.}

Kakšna je razlika med alkani in alkeni?

Kemijska zgradba alkanov in alkenov

Alkani: Alkani imajo splošno molekulsko formulo C_nH_2n+2. Metan (CH_{4) je najmanjši alkan.}

Ime	Kemijska formula	Aciklična struktura
Metan	CH4	CH4
Ethane	C2H6	CH3CH3
Propan	C3H8	CH3CH2CH3
Butan	C4H10	CH3CH2CH2CH3
pentan	C5H12	CH3CH2CH2CH2 CH3
heksan	C6H14	CH3CH2CH2 CH2 CH2CH3
Heptan	C7H16	CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH3
Octane	C8H18	CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3CH3

Alkeni: Alkeni imajo splošno kemijsko formulo C_nH_{2n. Alkeni veljajo za nenasičene ogljikovodike, saj ne vsebujejo največjega števila vodikovih atomov, ki jih lahko ima molekula ogljikovodika.}

Ime	Kemijska formula	Struktura
Ethene	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
heptene	C7H14	CH=CHCH2CH2CH2 CH2CH3CH3CH=CH2 CH2CH2CH2CH3

Kemijske lastnosti alkanov in alkenov

Alkani:

Reaktivnost:

Alkani so inertni za številne kemične reagente. To je zato, ker so vezi ogljik-ogljik (C-C) in ogljik-vodik (C-H) precej močne, saj imajo atomi ogljika in vodika skoraj enake vrednosti elektronegativnosti. Zato je zelo težko prekiniti njihove vezi, razen če jih segrejemo na dokaj visoke temperature.

Izgorevanje:

Alkani lahko hitro gorijo v zraku. Reakcija med alkani s presežkom kisika se imenuje "zgorevanje". V tej reakciji se alkani pretvorijo v ogljikov dioksid (CO_{2) in vodo.}

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

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Butan Kisik Ogljikov dioksid Voda

Reakcije zgorevanja so eksotermne reakcije (oddajajo toploto). Posledično se alkani uporabljajo kot vir energije.

Alkeni:

Reaktivnost:

Alkeni reagirajo z vodikom v prisotnosti fino zdrobljenega kovinskega katalizatorja in tvorijo ustrezen alkan. Hitrost reakcije je brez katalizatorja zelo nizka.

Katalitično hidrogeniranje se uporablja v prehrambeni industriji za pretvorbo tekočih rastlinskih olj v poltrdne maščobe pri izdelavi margarine in trdne kuhinjske maščobe.

Fizikalne lastnosti alkanov in alkenov

Obrazci

Alkani: Alkani obstajajo kot plini, tekočine in trdne snovi. Metan, etan, propan in butan so plini pri sobni temperaturi. Nerazvejene strukture heksana, pentana in heptana so tekočine. Alkani z večjo molekulsko maso so trdne snovi.

CH₄ do C₄H₁₀ so plini

C₅H₁₂ do C₁₇H_{36so tekočine in}

Alkani z večjo molekulsko maso so mehke trdne snovi

Alkeni: Alkeni kažejo podobne fizikalne lastnosti ustreznih alkanov. Alkeni z nižjo molekulsko maso (C₂H₄ toC₄H_{8) so plini pri sobni temperaturi in atmosferskem tlaku. Alkeni z večjo molekulsko maso so trdne snovi.}

Topnost:

Alkani: Alkani se ne raztopijo v vodi. Raztopljeni so v nepolarnih ali šibko polarnih organskih topilih.

Alkeni: Alkeni so relativno polarne molekule zaradi C=C vezi; zato so topni v nepolarnih topilih ali topilih nizke polarnosti. Voda je polarna molekula in alkeni so rahlo topni v vodi.

Gostota:

Alkani: Gostota alkanov je manjša od gostote vode. Njihova vrednost gostote je skoraj 0,7 g mL^-1, če upoštevamo gostoto vode kot 1,0 g mL^-1.

Alkeni: Gostota alkenov je manjša od gostote vode.

Vrelišče:

Alkani: Vrelišče nerazvejenih alkanov gladko narašča z naraščanjem števila ogljikovih atomov in molekulske mase. Na splošno imajo razvejani alkani nižja vrelišča v primerjavi z nerazvejanimi alkani, ki imajo enako število ogljikovih atomov.

Alkeni: Vrelišče je podobno kot pri ustreznih alkanih z majhno razliko.