Rozdiel medzi alkánmi a alkénmi

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-07 21:50

Kľúčový rozdiel – Alkány a Alkény

Alkány a alkény sú dva typy uhľovodíkových rodín, ktoré vo svojej molekulárnej štruktúre obsahujú uhlík a vodík. Kľúčový rozdiel medzi alkánmi a alkénmi je ich chemická štruktúra; alkány sú nasýtené uhľovodíky so všeobecným molekulovým vzorcom C_nH_2n+2 a alkény sa považujú za nenasýtené uhľovodíkové skupiny, pretože obsahujú dvojitú väzba medzi dvoma atómami uhlíka. Majú všeobecný molekulárny vzorec C_nH_2n.

Čo sú alkány?

Alkány obsahujú iba jednoduché väzby medzi atómami uhlíka a vodíka (väzby C-C a väzby C-H). Preto sa nazývajú „nasýtené uhľovodíky“. Podľa orbitálneho hybridizačného modelu majú všetky atómy uhlíka v alkénoch SP³ hybridizáciu. Vytvárajú sigma väzby s atómami vodíka a výsledná molekula má geometriu štvorstenu. Alkány môžu byť rozdelené do dvoch skupín podľa ich molekulárneho usporiadania; acyklické alkány (C_nH_2n.+2) a cyklické alkány (C_nH _2n).

Čo sú to alkény?

Alkény sú uhľovodíky obsahujúce dvojitú väzbu uhlík-uhlík (C=C). „Olefíny“je starý názov používaný na označenie skupiny alkénov. Najmenší člen tejto rodiny je etán (C₂H₄); v prvých dňoch sa nazýval olefian t gas (v latinčine: „oleum“znamená „olej“+ „facere“znamená „vyrábať“). Je to preto, lebo reakcia medzi C₂H₄ a chlórom dáva C₂H₂ Cl_{2, olej.}

Aký je rozdiel medzi alkánmi a alkénmi?

Chemická štruktúra alkánov a alkénov

Alkány: Alkány majú všeobecný molekulárny vzorec C_nH_2n+2. Metán (CH_{4) je najmenší alkán.}

Meno	Chemický vzorec	Acyklická štruktúra
Metán	CH4	CH4
Etán	C2H6	CH3CH3
Propán	C3H8	CH3CH2CH3
Bután	C4H10	CH3CH2CH2CH3
Pentán	C5H12	CH3CH2CH2CH2 CH3
Hexane	C6H14	CH3CH2CH2 CH2 CH2CH3
Heptán	C7H16	CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH3
oktánové číslo	C8H18	CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3CH3

Alkény: Alkény majú všeobecný chemický vzorec C_nH_{2n. Alkény sa považujú za nenasýtené uhľovodíky, pretože neobsahujú maximálny počet atómov vodíka, ktoré môže vlastniť molekula uhľovodíka.}

Meno	Chemický vzorec	Štruktúra
Ethene	C2H4	CH2=CH2
Propene	C3H6	CH3CH=CH2
Butén	C4H8	CH2=CHCH2CH3, CH3 CH=CHCH3
Pentene	C5H10	CH2=CHCH2CH2CH3, CH3CH=CHCH2CH3
Hexene	C6H12	CH2=CHCH2 CH2CH2 CH3CH3CH=CHCH2CH2 CH3 CH3CH2CH=CHCH2 CH3
Heptén	C7H14	CH=CHCH2CH2CH2 CH2CH3CH3CH=CH2 CH2CH2CH2CH3

Chemické vlastnosti alkánov a alkénov

Alkány:

Reaktivita:

Alkány sú inertné voči mnohým chemickým činidlám. Je to preto, že väzby uhlík-uhlík (C-C) a uhlík-vodík (C-H) sú dosť silné, pretože atómy uhlíka a vodíka majú takmer rovnaké hodnoty elektronegativity. Preto je veľmi ťažké pretrhnúť ich väzby, pokiaľ nie sú zahriate na dosť vysoké teploty.

Spaľovanie:

Alkány môžu vo vzduchu ľahko horieť. Reakcia medzi alkánmi s prebytkom kyslíka sa nazýva „spaľovanie“. Pri tejto reakcii sa alkány premieňajú 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

Bután Kyslík Oxid uhličitý Voda

Spaľovacie reakcie sú exotermické reakcie (uvoľňujú teplo). Výsledkom je, že alkány sa používajú ako zdroj energie.

Alkény:

Reaktivita:

Alkény reagujú s vodíkom v prítomnosti jemne rozptýleného kovového katalyzátora za vzniku zodpovedajúceho alkánu. Rýchlosť reakcie je bez katalyzátora veľmi nízka.

Katalytická hydrogenácia sa používa v potravinárskom priemysle na premenu tekutých rastlinných olejov na polotuhý tuk pri výrobe margarínu a tuhého kuchynského tuku.

Fyzikálne vlastnosti alkánov a alkénov

Formuláre

Alkány: Alkány existujú ako plyny, kvapaliny a pevné látky. Metán, etán, propán a bután sú plyny pri izbovej teplote. Nerozvetvené štruktúry hexánu, pentánu a heptánu sú kvapaliny. Alkány, ktoré majú vyššiu molekulovú hmotnosť, sú pevné látky.

CH₄ do C₄H₁₀ sú plyny

C₅H₁₂ do C₁₇H_{36sú tekutiny a}

Alkány s vyššou molekulovou hmotnosťou sú mäkké tuhé látky

Alkény: Alkény vykazujú podobné fyzikálne vlastnosti ako zodpovedajúci alkán. Alkény, ktoré majú nižšie molekulové hmotnosti (C₂H₄ toC₄H_{8) sú plyny pri izbovej teplote a atmosférickom tlaku. Alkény s vyššou molekulovou hmotnosťou sú pevné látky.}

Rozpustnosť:

Alkány: Alkány sa nerozpúšťajú vo vode. Sú rozpustené v nepolárnych alebo slabo polárnych organických rozpúšťadlách.

Alkény: Alkény sú relatívne polárne molekuly vďaka väzbe C=C; preto sú rozpustné v nepolárnych rozpúšťadlách alebo rozpúšťadlách s nízkou polaritou. Voda je polárna molekula a alkény sú vo vode mierne rozpustné.

Hustota:

Alkány: Hustoty alkánov sú nižšie ako hustota vody. Ich hodnota hustoty je takmer 0,7 g mL^-1, pričom hustota vody je 1,0 g mL^-1.

Alkény: Hustoty alkénov sú nižšie ako hustota vody.

Teploty varu:

Alkány: Teplota varu nerozvetvených alkánov sa plynule zvyšuje so zvyšujúcim sa počtom atómov uhlíka a zvyšovaním molekulovej hmotnosti. Vo všeobecnosti majú rozvetvené alkány nižšie teploty varu v porovnaní s nerozvetvenými alkánmi, ktoré majú rovnaký počet atómov uhlíka.

Alkény: Body varu sú podobné príslušným alkánom s malou odchýlkou.