Alkaanit ja alkeenit ovat kahden tyyppisiä hiilivetyperheitä, joissa on hiili ja vety molekyylirakenteessaan. Keskeinen ero alkaanien ja alkeenien välillä on niiden kemiallinen rakenne; alkaanit ovat tyydyttyneitä hiilivetyjä, joiden yleinen molekyylikaava on CnH2n + 2 ja alkeenien sanotaan olevan tyydyttymättömiä hiilivetyryhmiä, koska ne sisältävät kaksoissidoksen kahden hiiliatomin välillä. Niillä on C: n yleinen molekyylikaavanH2n.
Alkaanit sisältävät vain yksittäisiä sidoksia hiili- ja vetyatomien välillä (C-C-sidokset ja C-H-sidokset). Siksi niitä kutsutaan ”tyydyttyneiksi hiilivedyiksi”. Kiertoradan hybridisaatiomallin mukaan kaikilla Alkenes-hiiliatomeilla on SP3 hybridisaatio. Ne muodostavat sigma-sidoksia vetyatomien kanssa, ja tuloksena olevalla molekyylillä on tetraedron geometria. Alkaanit voidaan jakaa alaryhmiin molekyylijärjestelyjensä mukaan kahteen ryhmään; asykliset alkaanit (CnH2n. + 2) ja sykliset alkaanit (CnH2n).
Alkeenit ovat hiilivetyjä, jotka sisältävät hiili-hiili (C = C)-kaksoissidoksen. ”Olefiinit” on vanha nimi, jota käytetään viittaamaan alkeeniperheeseen. Tämän perheen pienin jäsen on etaani (C2H4); sitä kutsuttiin olefiant kaasu (latinaksi: 'oleum' tarkoittaa "öljyä" + 'Facere' tarkoittaa 'tehdä') alkuaikoina. Tämä johtuu siitä, että reaktio C: n välillä2H4 ja kloori antaa C: n2H2cl2, öljy.
alkaanit: Alkaanilla on yleinen molekyylikaava CnH2n + 2. Metaani (CH4) on pienin alkaani.
Nimi | Kemiallinen kaava | Asyklinen rakenne |
Metaani | CH4 | CH4 |
etaani | C2H6 | CH3CH3 |
Propaani | C3H8 | CH3CH2CH3 |
Butaani | C4H10 | CH3CH2CH2CH3 |
pentaani | C5H12 | CH3CH2CH2CH2CH3 |
heksaani | C6H14 | CH3CH2CH2 CH2CH2CH3 |
heptaani | C7H16 | CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 |
Oktaani | C8H18 | CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3 |
alkeenit: Alkeenilla on yleinen kemiallinen kaava CnH2n. Alkeenit pidetään tyydyttymättöminä hiilivedyinä, koska ne eivät sisällä enimmäismäärää vetyatomeita, jotka hiilivetymolekyyli voi omistaa.
Nimi | Kemiallinen kaava | Rakenne |
eteeni | C2H4 | CH2 = CH2 |
propeeni | C3H6 | CH3CH = CH2 |
buteeni | C4H8 | CH2 =CH-2CH3, CH3CH = CHCH3 |
penteenin | C5H10 | CH2 =CH-2CH2CH3, CH3CH = CHCH2CH3 |
hekseeni | C6H12 | CH2 =CH-2 CH2CH2CH3CH3CH = CHCH2CH2CH3 CH3CH2CH=CH-2CH3 |
hepteeni | C7H14 | CH=CH-2CH2CH2CH2CH3CH3CH = CH2CH2CH2CH2CH3 |
alkaanit:
Alkaanit ovat inerttejä monille kemiallisille reagensseille. Tämä johtuu siitä, että hiili-hiili (C-C) ja hiili - vety (C-H) -sidokset ovat melko vahvoja, koska hiili- ja vetyatomeilla on melkein samat elektronegatiivisuusarvot. Siksi niiden sidoksia on erittäin vaikea hajottaa, elleivät niitä ole lämmitetty melko korkeisiin lämpötiloihin.
Alkaanit voivat helposti palaa ilmassa. Reaktiota alkaanien ja ylimääräisen hapen välillä kutsutaan ”palamiseksi”. Tässä reaktiossa alkaanit muuttuvat hiilidioksidiksi (CO2) ja vettä.
CnH2n + (n + n / 2) O2 → n CO2 + nH2O
C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5H2O
Butaanihappi Hiilidioksidi Vesi
Palamisreaktiot ovat eksotermisiä reaktioita (ne lähettävät lämpöä). Seurauksena on, että alkaaneja käytetään energianlähteenä.
alkeenit:
Alkeenit reagoivat vedyn kanssa hienojakoisen metallikatalyytin läsnä ollessa vastaavan alkaanin muodostamiseksi. Reaktionopeus on erittäin alhainen ilman katalyyttiä.
Katalyyttistä hydrausta käytetään elintarviketeollisuudessa muuntamaan nestemäiset kasviöljyt puolikiinteään rasvaan tekemällä margariinista ja kiinteistä keittorasvoista.
alkaanit: Alkaanit ovat kaasuja, nesteitä ja kiinteitä aineita. Metaani, etaani, propaani ja butaani ovat kaasuja huoneenlämpötilassa. Heksaanin, pentaanin ja heptaanin haarautumattomat rakenteet ovat nesteitä. Alkaanit, joilla on suurempi molekyylipaino, ovat kiinteitä aineita.
CH4 C: hen4H10 ovat kaasuja
C5H12 C: hen17H36 ovat nesteitä ja
Alkaanit, joilla on suurempi molekyylipaino, ovat pehmeitä kiinteitä aineita
alkeenit: Alkeenit osoittavat vastaavan alkaanin samanlaisia fysikaalisia ominaisuuksia. Alkeenit, joiden molekyylipainot ovat pienemmät (C2H4 TOC4H8) ovat kaasuja huoneenlämpötilassa ja ilmanpaineessa. Alkeenit, joilla on suurempi molekyylipaino, ovat kiinteitä aineita.
alkaanit: Alkaanit eivät liukene veteen. Ne liuotetaan ei-polaarisiin tai heikosti poolisiin orgaanisiin liuottimiin.
alkeenit: Alkeenit ovat suhteellisen polaarisia molekyylejä johtuen C = C-sidoksesta; sen vuoksi ne liukenevat ei-polaarisiin liuottimiin tai liuottimiin, joiden polaarisuus on matala. Vesi on polaarinen molekyyli ja alkeenit liukenevat veteen vähän.
alkaanit: Alkaanien tiheydet ovat alhaisemmat kuin veden tiheys. Niiden tiheysarvo on lähes 0,7 g ml-1, ottaen huomioon veden tiheys 1,0 g ml: na-1.
alkeenit: Alkeenien tiheydet ovat alhaisemmat kuin veden tiheys.
Kiehumispisteet:
alkaanit: Haaroittumattomien alkaanien kiehumispiste nousee tasaisesti hiiliatomien lukumäärän ja molekyylipainon kasvaessa. Haaroittuneilla alkaanilla on yleensä alhaisemmat kiehumispisteet haaroittumattomiin alkaaneihin verrattuna, joissa on sama määrä hiiliatomeja.
alkeenit: Kiehumispisteet ovat samanlaisia kuin vastaavat alkaanit, joilla on pieni variaatio.
Viitteet: CliffsNotes. (N.d.). Haettu 6. heinäkuuta 2016 täältä. Zum Directory-modus. (N.d.). Haettu 6. heinäkuuta 2016 täältä Vastakkaisuus. (N.d.). Haettu 6. heinäkuuta 2016 täältä Dipolihetket. (2013). Haettu 6. heinäkuuta 2016 täältä Rakenteellinen isomeeri. (N.d.). Haettu 6. heinäkuuta 2016 täältä Johdanto alkeenille. (N.d.). Haettu 6. heinäkuuta 2016 täältä Kuvan kohteliaisuus: Chris Evans - (CC0) ”alkeeninimet” - (CC0) Commons Wikimedian kautta “Kyllästetyt C4-hiilivedyt ja niiden sauvat” - kirjoittanut Fvasconcellos - Oma työ (Public Domain) Commons Wikimediassa