Kakšne so lastnosti alkanov - Razlika Med

Kakšne so lastnosti alkanov

Ta članek bralcu predstavi popoln odgovor na vprašanje, kakšne so lastnosti alkanov. Opisuje kemijske in fizikalne lastnosti alkanov. Alkani se razlikujejo z molekulsko maso in molekulsko strukturo. V Alkanih obstajata dve glavni molekularni ureditvi; in sicer, aciklični alkani (CnH2n + 2) in cikličnih alkanov (CnH2n). Ta članek se osredotoča predvsem na aciklične alkane in njihove lastnosti ter pojasnjuje razlike v lastnostih razvejenih in nerazvejenih alkanov. Razvejeni alkani in nerazviti alkani imajo različne kemijske in fizikalne lastnosti, ki opisujejo njihovo kemijsko reaktivnost, naravo vezave, gostoto in topnost, razloge za spremembe vrelišča in tališče. Na splošno ta članek odgovarja, kako in zakaj se fizikalne lastnosti alkanov spreminjajo vzdolž serije alkanov.

Kaj so Alkani

Alkani vsebujejo samo ogljikove in vodikove atome. Med atomi ogljika imajo le enojne vezi (C-C vezi). Imenujejo se nasičeni ogljikovodiki. Organske molekule, ki nastanejo samo z atomi ogljika in vodika, se imenujejo "ogljikovodiki". V skladu z orbitalnim hibridizacijskim modelom imajo vsi atomi ogljika v alkanih hibridizacijo SP3. Oblikujejo sigma vezi z atomi vodika, ki izhajajo iz molekularne geometrije kot tetraeder.

Splošna molekularna formula alkanov

Alkani imajo splošno molekulsko formulo CnH2n + 2. Najmanjši alkan je metan (CH4).


Molekularna struktura alkanov

Aciklični alkani: V strukturi ni obroča. Lahko pa ima razvejane ali nerazvejane molekularne ureditve. Nepovezani Alkani se včasih imenujejo n-alkani.


Cikloalkani: V strukturi je krožna molekularna ureditev. Cikloalkani imajo splošno formulo CnH2n.

Kemijske lastnosti alkanov

Reaktivnost

Alkani so inertni za veliko kemičnih reagentov. „Parafin“ je staro ime za ogljikovodike. Izhaja iz latinske besede "parumaffinis", kar pomeni "z malo sorodnosti". Razlog za to so karbonske-ogljikove (C-C) in karbonsko-vodikove (C-H) vezi. Zelo težko je prekiniti njihove vezi, razen če se alkani segrejejo na dokaj visoke temperature. C-H vezi so tudi močne, ker imajo atomi ogljika in vodika skoraj enake vrednosti elektronegativnosti.

Izgorevanje

Alkani lahko hitro izgorejo v zraku. Reakcija med alkani in presežkom kisika se imenuje "izgorevanje". V tej reakciji se alkani pretvorijo v ogljikov dioksid (CO2) in vodo.


Reakcije zgorevanja so eksotermne, kar pomeni, da oddajajo toploto. Zato se lahko alkani uporabijo kot vir energije.

Fizične lastnosti alkanov

Alkani obstajajo v vseh treh oblikah: kot so plini, tekočine in trdne snovi. Metan, etan, propan in butan so plini pri sobni temperaturi. Nepovezane strukture pentana, heksana in heptana so tekočine. Alkani z višjo molekulsko maso so trdne snovi.

CH4 C4H10 Plini

C5H12 C17H36 Tekočine

Alkani z višjo molekulsko maso Mehke trdne snovi

Topnost

Alkani so nepolarna organska spojina. Voda je polarno topilo, zato se alkani ne raztopijo v vodi. Rečeno je, da so „hidrofobne“ (pomeni „sovražne z vodo“) spojine. Raztopijo se v nepolarnih ali šibko polarnih organskih topilih. Alkani se uporabljajo kot dobra maziva in konzervansi za kovine, ker ščitijo kovinsko površino pred vodo; preprečuje korozijo.

Gostota

Gostota Alkanov je nižja od gostote vode. Njihova gostota je skoraj 0,7 g ml-1ob upoštevanju gostote vode kot 1,0 g mL-1. Na primer, če mešamo alkan z vodo, se alkanski sloj loči na vrhu vode, saj so alkani manj gosti kot voda in so netopni v vodi.

Vrelišča

Za nerazvejene alkane se vrelišče gladko poveča z naraščanjem števila atomov ogljika in molekulske mase. Večje molekule imajo večjo površino, ki omogoča večjo sposobnost tvorbe van der waalsovih interakcij (Londonske interakcije sil). Čeprav gre za šibke medmolekularne sile, dvigujejo vrelišča in s tem preprečujejo uparjanje.

Na splošno imajo razvejeni alkani nižje vrelišče v primerjavi z istimi nerazvejanimi alkani, ki imajo enako število atomov ogljika. Razlike v vreliščih se pojavijo, ker so razvejani alkani bolj kompaktni, je majhna površina, in tako olajšujejo manjšo površino za interakcije med londonskimi silami. To znižuje vrelišča v razvejenih alkanih.


Tališče

Za n-alkane sledi enaka sprememba kot tališča; tališče narašča z molekulsko maso. Vendar pa obstaja majhna razlika v talilnih točkah med alkani s sodim številom atomov ogljika in neparnim številom atomov ogljika.Alkani s sodim številom atomov ogljika imajo višje talilne točke, ker so dobro pakirani v trdno strukturo. Za njihovo taljenje je potrebna višja temperatura vzdolž serije alkana. Zato variacija tališča ne kaže gladke krivulje vzdolž serije alkana.

Na splošno imajo razvejeni alkani višje tališče kot n-alkan z enakim številom atomov ogljika. Razvejana struktura daje bolj kompaktno 3D strukturo. Enostavno se pakira v trdno strukturo z visokim tališčem.

Lastnosti alkanov - Povzetek

Alkani so ogljikovodiki s kemijsko formulo CnH2n + 2. Vsi atomi ogljika so SP3 hibridizirani in tvorijo sigma vezi, usmerjene proti vogalom tetraedra. Tako vrelišče kot tališče naraščata z molekulsko maso. Razvejanost verige ima velik učinek tako za tališče kot vrelišče, vendar v nasprotni smeri. Razvejanje alkanov znižuje vrelišče, nasprotno pa razvejanje alkanov zvišuje tališče. Za n-alkanske serije variacija vrelišča in tališča kaže graf navzgor. Kljub temu graf za tališče nima gladke oblike.

Alkani so kemično stabilni in običajno ne vključujejo kemičnih reakcij. V polarnih topilih so netopni in topni v nepolarnih ali šibko polarnih organskih topilih. Alkani so manj gosti kot voda.

Alkani kažejo izomerijo; obstaja več molekularnih struktur za eno molekulsko formulo. Njihove fizikalne in kemijske lastnosti se spremenijo s strukturo.

KAJ SO LASTNOSTI ALKEN