Rozdíl mezi alkany a alkeny

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-07 21:46

Klíčový rozdíl – Alkanes vs Alkenes

Alkany a alkeny jsou dva typy rodin uhlovodíků, které ve své molekulární struktuře obsahují uhlík a vodík. Klíčovým rozdílem mezi alkany a alkeny je jejich chemická struktura; alkany jsou nasycené uhlovodíky s obecným molekulárním vzorcem C_nH_2n+2 a o alkenech se říká, že jsou nenasycené uhlovodíkové skupiny, protože obsahují dvojitou vazba mezi dvěma atomy uhlíku. Mají obecný molekulární vzorec C_nH_2n.

Co jsou alkany?

Alkany obsahují pouze jednoduché vazby mezi atomy uhlíku a vodíku (vazby C-C a vazby C-H). Proto se nazývají „nasycené uhlovodíky“. Podle orbitálního hybridizačního modelu mají všechny atomy uhlíku v alkenech SP³ hybridizaci. Vytvářejí sigma vazby s atomy vodíku a výsledná molekula má geometrii čtyřstěnu. Alkany mohou být rozděleny do dvou skupin podle jejich molekulárního uspořádání; acyklické alkany (C_nH_2n.+2) a cyklické alkany (C_nH _2n).

Co jsou to alkeny?

Alkeny jsou uhlovodíky obsahující dvojnou vazbu uhlík-uhlík (C=C). „Olefiny“je starý název používaný k označení rodiny alkenů. Nejmenším členem této rodiny je ethan (C₂H₄); v raných dobách se mu říkalo olefian t gas (v latině: „oleum“znamená „olej“+ „facere“znamená „vyrábět“). Je to proto, že reakce mezi C₂H₄ a chlorem dává C₂H₂ Cl_{2, olej.}

Jaký je rozdíl mezi alkany a alkeny?

Chemická struktura alkanů a alkenů

Alkany: Alkany mají obecný molekulární vzorec C_nH_2n+2. Metan (CH_{4) je nejmenší alkan.}

Jméno	Chemický vzorec	Acyklická struktura
Methane	CH₄	CH₄
Ethan	C₂H₆	CH₃CH₃
Propan	C₃H₈	CH₃CH₂CH₃
Butan	C₄H₁₀	CH₃CH₂CH₂CH₃
Pentan	C₅H₁₂	CH₃CH₂CH₂CH_{2 CH}3
Hexane	C₆H₁₄	CH₃CH₂CH₂ CH_{2 CH}2_CH3
Heptan	C₇H₁₆	CH₃CH₂CH₂CH_{2 CH}2_CH2_CH3
Octane	C₈H₁₈	CH₃ CH₃CH₂CH_{2 CH}2_CH2_CH3_CH3

Alkeny: Alkeny mají obecný chemický vzorec C_nH_{2n. Alkeny jsou považovány za nenasycené uhlovodíky, protože neobsahují maximální počet atomů vodíku, které může molekula uhlovodíku vlastnit.}

Jméno	Chemický vzorec	Struktura
Ethene	C₂H₄	CH₂₌CH₂
Propen	C₃H₆	CH₃CH=CH₂
Buten	C₄H₈	CH₂₌CHCH₂CH_3, CH₃ CH=CHCH₃
Pentene	C₅H₁₀	CH₂₌CHCH₂CH₂CH_3, CH₃CH=CHCH₂CH₃
Hexene	C₆H₁₂	CH₂₌CHCH₂ CH₂CH₂ CH₃CH₃CH=CHCH₂CH₂ CH₃ CH₃CH₂CH₌CHCH_{2 CH}3
Hepten	C₇H₁₄	CH₌CHCH₂CH₂CH_{2 CH}2_CH3_CH3_CH=CH2 CH₂CH₂CH₂CH₃

Chemické vlastnosti alkanů a alkenů

Alkanes:

Reaktivita:

Alkany jsou inertní vůči mnoha chemickým činidlům. Je to proto, že vazby uhlík-uhlík (C-C) a uhlík-vodík (C-H) jsou poměrně silné, protože atomy uhlíku a vodíku mají téměř stejné hodnoty elektronegativity. Proto je velmi obtížné přerušit jejich vazby, pokud nejsou zahřáté na poměrně vysoké teploty.

Spalování:

Alkany mohou snadno hořet ve vzduchu. Reakce mezi alkany s přebytkem kyslíku se nazývá „spalování“. Při této reakci se alkany přeměňují na oxid uhličitý (CO_{2) a vodu.}

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

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Butan Kyslík Oxid uhličitý Voda

Spalovací reakce jsou exotermické reakce (uvolňují teplo). V důsledku toho se alkany používají jako zdroj energie.

Alkeny:

Reaktivita:

Alkeny reagují s vodíkem v přítomnosti jemně rozptýleného kovového katalyzátoru za vzniku odpovídajícího alkanu. Rychlost reakce je bez katalyzátoru velmi nízká.

Katalytická hydrogenace se používá v potravinářském průmyslu k přeměně kapalných rostlinných olejů na polotuhý tuk při výrobě margarínu a pevného kuchyňského tuku.

Fyzikální vlastnosti alkanů a alkenů

Formuláře

Alkany: Alkany existují jako plyny, kapaliny a pevné látky. Metan, ethan, propan a butan jsou plyny při pokojové teplotě. Nevětvené struktury hexanu, pentanu a heptanu jsou kapaliny. Alkany, které mají vyšší molekulovou hmotnost, jsou pevné látky.

CH₄ to C₄H₁₀ jsou plyny

C₅H₁₂ do C₁₇H_{36jsou kapaliny a}

Alkany s vyšší molekulovou hmotností jsou měkké pevné látky

Alkeny: Alkeny vykazují podobné fyzikální vlastnosti jako odpovídající alkan. Alkeny, které mají nižší molekulové hmotnosti (C₂H₄ toC₄H_{8) jsou plyny při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku. Alkeny s vyšší molekulovou hmotností jsou pevné látky.}

Rozpustnost:

Alkany: Alkany se nerozpouštějí ve vodě. Jsou rozpuštěny v nepolárních nebo slabě polárních organických rozpouštědlech.

Alkeny: Alkeny jsou relativně polární molekuly díky vazbě C=C; proto jsou rozpustné v nepolárních rozpouštědlech nebo rozpouštědlech s nízkou polaritou. Voda je polární molekula a alkeny jsou ve vodě mírně rozpustné.

Hustota:

Alkany: Hustoty alkanů jsou nižší než hustota vody. Jejich hodnota hustoty je téměř 0,7 g mL^-1, uvážíme-li hustotu vody jako 1,0 g mL^-1.

Alkeny: Hustoty alkenů jsou nižší než hustota vody.

body varu:

Alkany: Bod varu nerozvětvených alkanů se plynule zvyšuje se zvyšujícím se počtem atomů uhlíku a rostoucí molekulovou hmotností. Obecně mají rozvětvené alkany nižší body varu ve srovnání s nerozvětvenými alkany, které mají stejný počet atomů uhlíku.