הבדל בין אלקנים לאלקנים

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-07 21:47

הבדל מפתח – Alkanes vs Alkenes

אלקנים ואלקנים הם שני סוגים של משפחות פחמימנים המכילות פחמן ומימן במבנה המולקולרי שלהם. ההבדל העיקרי בין אלקנים לאלקנים הוא המבנה הכימי שלהם; אלקנים הם פחמימנים רוויים עם הנוסחה המולקולרית הכללית של C_nH_2n+2 ואלקנים הם קבוצת פחמימנים בלתי רוויה מכיוון שהם מכילים כפולה קשר בין שני אטומי פחמן. יש להם את הנוסחה המולקולרית הכללית של C_nH_2n.

מהם אלקנים?

אלקנים מכילים רק קשרים בודדים בין אטומי פחמן ומימן (קשרי C-C וקשרי C-H).לכן, הם נקראים "פחמימנים רוויים". לפי מודל ההכלאה האורביטלית, לכל אטומי הפחמן באלקנים יש את SP³ הכלאה. הם יוצרים קשרי סיגמה עם אטומי מימן, ולמולקולה המתקבלת יש גיאומטריה של טטרהדרון. ניתן לחלק את האלקנים לשתי קבוצות לפי הסידורים המולקולריים שלהם; אלקנים א-ציקליים (C_nH_2n.+2) ואלקנים מחזוריים (C_nH _2n).

מהם אלקנים?

אלקנים הם הפחמימנים, המכילים קשר כפול פחמן-פחמן (C=C). "אולפינים" הוא השם הישן המשמש להתייחסות למשפחת האלקנים. החבר הקטן ביותר במשפחה זו הוא אתאן (C₂H₄); הוא נקרא גז אולפיאני (בלטינית: ' oleum' פירושו 'שמן' + 'facere' פירושו 'לעשות') בימים הראשונים.הסיבה לכך היא שהתגובה בין C₂H₄ וכלור נותן C₂H₂ Cl_{2, שמן.}

מה ההבדל בין אלקנים לאלקנים?

מבנה כימי של אלקנים ואלקנים

אלקנים: לאלקנים יש את הנוסחה המולקולרית הכללית C_nH_2n+2. מתאן (CH_{4) הוא האלקן הקטן ביותר.}

שם	נוסחה כימית	מבנה אציקלי
מתאן	CH4	CH4
Ethane	C2H6	CH3CH3
Propane	C3H8	CH3CH2CH3
Butane	C4H10	CH3CH2CH2CH3
Pentane	C5H12	CH3CH2CH2CH2 CH3
Hexane	C6H14	CH3CH2CH2 CH2 CH2CH3
Heptane	C7H16	CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH3
Octane	C8H18	CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3CH3

אלקנים: לאלקנים יש את הנוסחה הכימית הכללית של C_nH_{2n. אלקנים נחשבים לפחמימנים בלתי רוויים מכיוון שהם אינם מכילים את המספר המרבי של אטומי מימן שיכולים להיות בבעלות מולקולת פחמימנים.}

שם	נוסחה כימית	Structure
Ethene	C2H4	CH2=CH2
Propene	C3H6	CH3CH=CH2
Butene	C4H8	CH2=CHCH2CH3, CH3 CH=CHCH3
Pentene	C5H10	CH2=CHCH2CH2CH3, CH3CH=CHCH2CH3
הקסן	C6H12	CH2=CHCH2 CH2CH2 CH3CH3CH=CHCH2CH2 CH3 CH3CH2CH=CHCH2 CH3
Heptene	C7H14	CH=CHCH2CH2CH2 CH2CH3CH3CH=CH2 CH2CH2CH2CH3

מאפיינים כימיים של אלקנים ואלקנים

Alkanes:

תגובתיות:

אלקנים אינרטיים לריאגנטים כימיים רבים. הסיבה לכך היא שקשרי פחמן-פחמן (C-C) ופחמן-מימן (C-H) חזקים למדי מכיוון שלאטומי פחמן ומימן יש כמעט אותם ערכי אלקטרושליליות. לכן, קשה מאוד לשבור את הקשרים שלהם, אלא אם כן הם מחוממים לטמפרטורות גבוהות למדי.

בעירה:

אלקנים יכולים להישרף באוויר בקלות. התגובה בין אלקנים עם עודף חמצן נקראת "בעירה". בתגובה זו, האלקנים הופכים לפחמן דו חמצני (CO_{2) ומים.}

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

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO 2 _{+ 5H}2_O

Butane Oxygen Carbon Dioxide Water

תגובות הבעירה הן תגובות אקסותרמיות (הן פולטות חום). כתוצאה מכך, האלקנים משמשים כמקור אנרגיה.

Alkenes:

תגובתיות:

אלקנים מגיבים עם מימן בנוכחות זרז מתכת מחולק דק ויוצרים את האלקן המתאים. קצב התגובה נמוך מאוד ללא זרז.

הידרוגנציה קטלטית משמשת בתעשיית המזון כדי להמיר שמנים צמחיים נוזליים לשומן מוצק למחצה בהכנת מרגרינה ושומן בישול מוצק.

מאפיינים פיזיים של אלקנים ואלקנים

Forms

אלקנים: אלקנים קיימים כגזים, נוזלים ומוצקים. מתאן, אתאן, פרופאן ובוטאן הם גזים בטמפרטורת החדר. המבנים הבלתי מסועפים של הקסאן, פנטן והפטן הם נוזלים. אלקנים בעלי משקל מולקולרי גבוה יותר הם מוצקים.

CH₄ ל-C₄H₁₀ הם גזים

C₅H₁₂ ל-C₁₇H_{36הם נוזלים, ו-}

אלקנים בעלי משקל מולקולרי גבוה יותר הם מוצקים רכים

אלקנים: אלקנים מראים תכונות פיזיקליות דומות של האלקן המקביל. אלקנים בעלי משקל מולקולרי נמוך יותר (C₂H₄ toC₄H_{8) הם גזים בטמפרטורת החדר ובלחץ אטמוספרי. אלקנים בעלי משקל מולקולרי גבוה יותר הם מוצקים.}

מסיסות:

אלקנים: אלקנים אינם מתמוססים במים. הם מומסים בממסים אורגניים לא קוטביים או קוטביים חלשים.

אלקנים: אלקנים הם מולקולות קוטביות יחסית עקב הקשר C=C; לכן, הם מסיסים בממסים לא קוטביים או בממסים בעלי קוטביות נמוכה. מים הם מולקולה קוטבית ואלקנים מסיסים מעט במים.

צפיפות:

אלקנים: הצפיפות של האלקנים נמוכה מצפיפות המים. ערך הצפיפות שלהם הוא כמעט 0.7 גרם מ"ל^-1, בהתחשב בצפיפות המים כ-1.0 גרם מ"ל^-1.

אלקנים: הצפיפות של האלקנים נמוכה מצפיפות המים.

נקודות רתיחה:

אלקנים: נקודת הרתיחה של אלקנים לא מסועפים עולה בצורה חלקה ככל שמספר אטומי הפחמן והמשקל המולקולרי גדלים. באופן כללי, לאלקנים מסועפים יש נקודות רתיחה נמוכות יותר בהשוואה לאלקנים הבלתי מסועפים, בעלי אותו מספר של אטומי פחמן.

אלקנים: נקודות הרתיחה דומות לאלקנים המקבילים עם וריאציה קטנה.