Razlika između alkana i alkena

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-07 21:48

Ključna razlika – alkani naspram alkena

Alkani i Alkeni dvije su vrste obitelji ugljikovodika koje sadrže ugljik i vodik u svojoj molekularnoj strukturi. Ključna razlika između alkana i alkena je njihova kemijska struktura; alkani su zasićeni ugljikovodici s općom molekularnom formulom C_nH_2n+2, a za alkene se kaže da su nezasićene ugljikovodične skupine jer sadrže dvostruku veza između dva atoma ugljika. Imaju opću molekularnu formulu C_nH_2n.

Što su alkani?

Alkani sadrže samo jednostruke veze između atoma ugljika i vodika (C-C veze i C-H veze). Stoga se nazivaju "zasićeni ugljikovodici". Prema modelu orbitalne hibridizacije, svi atomi ugljika u alkenima imaju SP³ hibridizaciju. Oni tvore sigma veze s atomima vodika, a rezultirajuća molekula ima geometriju tetraedra. Alkani se mogu dalje podijeliti u dvije skupine prema njihovom molekularnom rasporedu; aciklički alkani (C_nH_2n.+2) i ciklički alkani (C_nH _2n).

Što su alkeni?

Alkeni su ugljikovodici koji sadrže dvostruku vezu ugljik-ugljik (C=C). "Olefini" je stari naziv koji se koristi za označavanje obitelji alkena. Najmanji član ove obitelji je etan (C₂H₄); zvao se olefian t gas (na latinskom: 'oleum' znači 'ulje' + 'facere' znači 'napraviti') u ranim danima. To je zato što reakcija između C₂H₄ i klora daje C₂H₂ Cl_{2, ulje.}

Koja je razlika između alkana i alkena?

Kemijska struktura alkana i alkena

Alkani: Alkani imaju opću molekularnu formulu C_nH_2n+2. Metan (CH_{4) je najmanji alkan.}

Ime	Kemijska formula	Aciklička 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
oktan	C8H18	CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3CH3

Alkeni: Alkeni imaju opću kemijsku formulu C_nH_{2n. Alkeni se smatraju nezasićenim ugljikovodicima budući da ne sadrže najveći broj atoma vodika koji može imati molekula ugljikovodika.}

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

Kemijska svojstva alkana i alkena

Alkani:

Reaktivnost:

Alkani su inertni na mnoge kemijske reagense. To je zato što su veze ugljik-ugljik (C-C) i ugljik-vodik (C-H) prilično jake budući da atomi ugljika i vodika imaju gotovo iste vrijednosti elektronegativnosti. Stoga je vrlo teško prekinuti njihove veze, osim ako se ne zagriju na prilično visoke temperature.

Izgaranje:

Alkani mogu lako gorjeti u zraku. Reakcija između alkana s viškom kisika naziva se "izgaranje". U ovoj reakciji alkani se pretvaraju u ugljični dioksid (CO_{2) i vodu.}

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

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Butan Kisik Ugljični dioksid Voda

Reakcije izgaranja su egzotermne reakcije (oslobađaju toplinu). Kao rezultat toga, alkani se koriste kao izvor energije.

Alkeni:

Reaktivnost:

Alkeni reagiraju s vodikom u prisutnosti fino usitnjenog metalnog katalizatora i formiraju odgovarajući alkan. Brzina reakcije je vrlo niska bez katalizatora.

Katalitička hidrogenacija koristi se u prehrambenoj industriji za pretvaranje tekućih biljnih ulja u polukrute masti u proizvodnji margarina i krutih masnoća za kuhanje.

Fizička svojstva alkana i alkena

Obrasci

Alkani: Alkani postoje kao plinovi, tekućine i čvrste tvari. Metan, etan, propan i butan su plinovi na sobnoj temperaturi. Nerazgranate strukture heksana, pentana i heptana su tekućine. Alkani koji imaju veću molekulsku težinu su krutine.

CH₄ do C₄H₁₀ su plinovi

C₅H₁₂ do C₁₇H_{36su tekućine, a}

Alkani veće molekularne težine su meke krutine

Alkeni: Alkeni pokazuju slična fizikalna svojstva odgovarajućeg alkana. Alkeni koji imaju manju molekularnu težinu (C₂H₄ toC₄H_{8) su plinovi pri sobnoj temperaturi i atmosferskom tlaku. Alkeni veće molekularne težine su krutine.}

Rastopljivost:

Alkani: Alkani se ne otapaju u vodi. Otopljeni su u nepolarnim ili slabo polarnim organskim otapalima.

Alkeni: Alkeni su relativno polarne molekule zbog C=C veze; stoga su topljivi u nepolarnim otapalima ili otapalima niske polarnosti. Voda je polarna molekula i alkeni su slabo topljivi u vodi.

Gustoća:

Alkani: Gustoća alkana niža je od gustoće vode. Njihova vrijednost gustoće je gotovo 0,7 g mL^-1, uzimajući u obzir gustoću vode od 1,0 g mL^-1.

Alkeni: Gustoća alkena niža je od gustoće vode.

Vrelište:

Alkani: Vrelište nerazgranatih alkana glatko raste kako se povećava broj ugljikovih atoma i molekularna težina. Općenito, razgranati alkani imaju niža vrelišta u usporedbi s nerazgranatim alkanima, koji imaju isti broj ugljikovih atoma.

Alkeni: Vrelišta su slična odgovarajućim alkanima uz malu varijaciju.