Forskellen mellem alkaner og alkener

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-07 21:46

Nøgleforskel – Alkaner vs Alkenes

Alkaner og alkener er to typer kulbrintefamilier, som indeholder kulstof og brint i deres molekylære struktur. Den vigtigste forskel mellem alkaner og alkener er deres kemiske struktur; alkaner er mættede kulbrinter med den generelle molekylformel C_nH_2n+2, og alkener siges at være en umættet kulbrintegruppe, da de indeholder en dobbelt binding mellem to carbonatomer. De har den generelle molekylformel C_nH_2n.

Hvad er alkaner?

Alkaner indeholder kun enkeltbindinger mellem kulstof- og hydrogenatomer (C-C-bindinger og CH-bindinger). Derfor kaldes de "mættede kulbrinter". Ifølge orbitalhybridiseringsmodellen har alle carbonatomer i alkener SP³ hybridisering. De danner sigma-bindinger med hydrogenatomer, og det resulterende molekyle har geometrien som et tetraeder. Alkaner kan underopdeles i to grupper i henhold til deres molekylære arrangementer; acykliske alkaner (C_nH_2n.+2) og cykliske alkaner (C_nH _2n).

Hvad er alkener?

Alkener er carbonhydrider, der indeholder en Carbon-Carbon (C=C) dobbeltbinding. "Olefiner" er det gamle navn, der bruges til at henvise til alkenfamilien. Det mindste medlem af denne familie er ethan (C₂H₄); det blev kaldt olefian t gas (på latin: 'oleum' betyder 'olie' + 'facere' betyder 'at lave') i tidlige dage. Dette skyldes, at reaktionen mellem C₂H₄ og klor giver C₂H₂ Cl_{2, olie.}

Hvad er forskellen mellem alkaner og alkener?

Kemisk struktur af alkaner og alkener

Alkaner: Alkaner har den generelle molekylformel C_nH_2n+2. Methan (CH_{4) er den mindste alkan.}

Navn	Kemisk formel	Acyklisk struktur
methan	CH4	CH4
Ethane	C2H6	CH3CH3
Propan	C3H8	CH3CH2CH3
Butan	C4H10	CH3CH2CH2CH3
Pentane	C5H12	CH3CH2CH2CH2 CH3
Hexane	C6H14	CH3CH2CH2 CH2 CH2CH3
Heptane	C7H16	CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH3
oktan	C8H18	CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3CH3

Alkener: Alkener har den generelle kemiske formel C_nH_{2n. Alkener anses for at være umættede kulbrinter, da de ikke indeholder det maksimale antal hydrogenatomer, der kan ejes af et kulbrintemolekyle.}

Navn	Kemisk formel	Structure
Ethene	C2H4	CH2=CH2
Propene	C3H6	CH3CH=CH2
Butene	C4H8	CH2=CHCH2CH3, CH3 CH=CHCH3
Pentene	C5H10	CH2=CHCH2CH2CH3, CH3CH=CHCH2CH3
hexen	C6H12	CH2=CHCH2 CH2CH2 CH3CH3CH=CHCH2CH2 CH3 CH3CH2CH=CHCH2 CH3
Heptene	C7H14	CH=CHCH2CH2CH2 CH2CH3CH3CH=CH2 CH2CH2CH2CH3

Kemiske egenskaber for alkaner og alkener

Alkaner:

Reaktivitet:

Alkaner er inerte over for mange kemiske reagenser. Dette skyldes, at kulstof-kulstof (C-C) og kulstof - hydrogen (C-H)-bindinger er ret stærke, da kulstof- og brintatomer har næsten de samme elektronegativitetsværdier. Derfor er det meget svært at bryde deres bindinger, medmindre de opvarmes til ret høje temperaturer.

Forbrænding:

Alkaner kan let brænde i luften. Reaktionen mellem alkaner med overskydende ilt kaldes "forbrænding". I denne reaktion omdannes alkaner til kuldioxid (CO_{2) og vand.}

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

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Butan Oxygen Carbon Dioxide Vand

Forbrændingsreaktionerne er eksoterme reaktioner (de afgiver varme). Som følge heraf bruges alkaner som en energikilde.

Alkenes:

Reaktivitet:

Alkener reagerer med hydrogen i nærværelse af en findelt metalkatalysator for at danne den tilsvarende alkan. Reaktionshastigheden er meget lav uden en katalysator.

Katalytisk hydrogenering bruges i fødevareindustrien til at omdanne flydende vegetabilske olier til halvfast fedt ved fremstilling af margarine og fast madlavningsfedt.

Alkaners og alkeners fysiske egenskaber

Forms

Alkaner: Alkaner findes som gasser, væsker og faste stoffer. Metan, ethan, propan og butan er gasser ved stuetemperatur. De uforgrenede strukturer af hexan, pentan og heptan er væsker. Alkaner med en højere molekylvægt er faste stoffer.

CH₄ til C₄H₁₀ er gasser

C₅H₁₂ til C₁₇H_{36er væsker, og}

Alkaner med højere molekylvægt er bløde faste stoffer

Alkener: Alkener viser lignende fysiske egenskaber af den tilsvarende alkan. Alkener med lavere molekylvægt (C₂H₄ toC₄H_{8) er gasser ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk. Alkener med en højere molekylvægt er faste stoffer.}

Opløselighed:

Alkaner: Alkaner opløses ikke i vand. De er opløst i ikke-polære eller svagt polære organiske opløsningsmidler.

Alkener: Alkener er relativt polære molekyler på grund af C=C-bindingen; derfor er de opløselige i ikke-polære opløsningsmidler eller opløsningsmidler med lav polaritet. Vand er et polært molekyle, og alkener er let opløselige i vand.

Density:

Alkaner: Alkanernes tæthed er lavere end densiteten af vand. Deres densitetsværdi er næsten 0,7 g mL^-1, idet densiteten af vand betragtes som 1,0 g mL^-1.

Alkener: Alkenernes tæthed er lavere end densiteten af vand.

Kogepunkter:

Alkaner: Kogepunktet for uforgrenede alkaner stiger jævnt, efterhånden som antallet af kulstofatomer og molekylvægten stiger. Generelt har forgrenede alkaner lavere kogepunkter sammenlignet med de uforgrenede alkaner med det samme antal kulstofatomer.

Alkener: Kogepunkter svarer til de tilsvarende alkaner med en lille variation.