Alkani i Alkeni dvije su vrste ugljikovodičnih obitelji koje u svojoj molekularnoj strukturi sadrže ugljik i vodik. Ključna razlika između Alkanesa i Alkenesa je njihova kemijska struktura; alkani su zasićeni ugljikovodici s općom molekularnom formulom CnH2n + 2 a za alkene se kaže da su nezasićene ugljikovodične skupine jer sadrže dvostruku vezu između dva atoma ugljika. Imaju opću molekularnu formulu CnH2n.
Alkani sadrže samo jednostruke veze između atoma ugljika i vodika (C-C veze i C-H veze). Zbog toga ih nazivaju "zasićenim ugljikovodicima". Prema modelu orbitalne hibridizacije, svi atomi ugljika u Alkeneima imaju SP3 hibridizacija. Oni formiraju sigma veze s atomima vodika, a dobivena molekula ima geometriju tetraedra. Alkani se mogu podijeliti u dvije skupine prema njihovim molekularnim aranžmanima; aciklički alkani (CnH2n. + 2) i ciklički alkani (CnH2n).
Alkeni su ugljikovodici koji sadrže dvostruku vezu ugljik-ugljik (C = C). „olefina” je staro ime koje se odnosilo na obitelj alkena. Najmanji član ove obitelji je etan (C)2H4); zvala se olefiant plin (na latinskom: 'oleum” znači 'ulje' + 'Facere' znači 'praviti') u ranim danima. To je zato što je reakcija između C2H4 a klor daje C2H2cl2, ulje.
alkani: Alkani imaju opću molekularnu formulu CnH2n + 2. Metan (CH4) je najmanji alkan.
Ime | Kemijska formula | Aciklička struktura |
Metan | CH4 | CH4 |
Etan | C2H6 | CH3CH3 |
Propan | C3H8 | CH3CH2CH3 |
Butan | C4H10 | CH3CH2CH2CH3 |
pentan | C5H12 | CH3CH2CH2CH2CH3 |
heksan | C6H14 | CH3CH2CH2 CH2CH2CH3 |
Heptan | C7H16 | CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 |
Oktan | C8H18 | CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3 |
alkeni: Alkeni imaju opću kemijsku formulu CnH2n. Alkeni se smatraju nezasićenim ugljikovodicima jer ne sadrže najveći broj vodikovih atoma koji mogu biti u vlasništvu molekule ugljikovodika.
Ime | Kemijska formula | Struktura |
etena | C2H4 | CH2 = CH2 |
propen | C3H6 | CH3CH = CH2 |
buten | C4H8 | CH2-CHCH2CH3, CH3-CH = CHCH3 |
pentena | C5H10 | CH2-CHCH2CH2CH3, CH3-CH = CHCH2CH3 |
heksen | C6H12 | CH2-CHCH2 CH2CH2CH3CH3-CH = CHCH2CH2CH3 CH3CH2CH=CHCH2CH3 |
heptena | C7H14 | CH=CHCH2CH2CH2CH2CH3CH3CH = CH2CH2CH2CH2CH3 |
alkani:
Alkani su inertni za mnoge kemijske reagense. To je zato što su veze ugljik-ugljik (C-C) i ugljik - vodik (C-H) prilično jake, jer atomi ugljika i vodika imaju gotovo iste vrijednosti elektronegativnosti. Stoga je vrlo teško prekinuti njihove veze, osim ako se ne zagrijavaju na prilično visoke temperature.
Alkani se lako spaljuju u zraku. Reakcija između Alkana s viškom kisika naziva se „izgaranje”. U ovoj reakciji, alkani se pretvaraju u ugljični dioksid (CO)2) i vode.
CnH2n + (n + n / 2) O2 → n CO2 + nH2O
C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5H2O
Voda butan kisik ugljični dioksid
Reakcije izgaranja su egzotermne reakcije (daju toplinu). Kao rezultat toga, alkani se koriste kao izvor energije.
alkeni:
Alkeni reagiraju s Vodikom u prisutnosti fino podijeljenog metalnog katalizatora, čime nastaje odgovarajući alkan. Brzina reakcije je vrlo mala bez katalizatora.
Katalitička hidrogenacija koristi se u prehrambenoj industriji za pretvaranje tekućih biljnih ulja u polučvrste masti u proizvodnji margarina i krutih masti za kuhanje.
alkani: Alkani postoje kao plinovi, tekućine i krute tvari. Metan, etan, propan i butan plinovi su sobne temperature. Nerazgranate strukture heksana, pentana i heptana su tekućine. Alkani koji imaju veću molekularnu težinu su krute tvari.
CH4 do C4H10 su plinovi
C5H12 do C17H36 jesu tekućine i
Alkani veće molekularne težine su meke čvrste tvari
alkeni: Alkeni pokazuju slična fizička svojstva odgovarajućeg Alkana. Alkeni koji imaju nižu molekularnu masu (C2H4 TOC4H8) su plinovi pri sobnoj temperaturi i atmosferskom tlaku. Alkeni s većom molekularnom težinom su krute tvari.
alkani: Alkani se ne rastvaraju u vodi. Otopljeni su u nepolarnim ili slabo polarnim organskim otapalima.
alkeni: Alkeni su relativno polarne molekule zbog veze C = C; stoga su topljivi u nepolarnim otapalima ili otapalima male polarnosti. Voda je polarna molekula, a alkeni su u vodi malo topljivi.
alkani: Gustoća Alkana je manja od gustoće vode. Vrijednost njihove gustoće je gotovo 0,7 g mL-1, uzimajući u obzir gustoću vode kao 1,0 g ml-1.
alkeni: Gustoća Alkena niža je od gustoće vode.
Vrelišta:
alkani: Vrelište nerazgranatih alkana se glatko povećava kako se povećava broj atoma ugljika i molekulska masa. Općenito, razgranati alkani imaju niže točke ključanja u odnosu na nerazgranate alkane koji imaju isti broj ugljikovih atoma.
alkeni: Tačke ključanja slične su odgovarajućim alkanama s malom varijacijom.
Reference: CliffsNotes. (N.d.). Preuzeto 6. srpnja 2016., odavde. Zum Directory-modus. (N.d.). Preuzeto 6. srpnja 2016., odavde Polaritet. (N.d.). Preuzeto 6. srpnja 2016., odavde Dipolni trenuci. (2013). Preuzeto 6. srpnja 2016., odavde Strukturni izomer. (N.d.). Preuzeto 6. srpnja 2016., odavde Uvod u alkene. (N.d.). Preuzeto 6. srpnja 2016., odavde Ljubaznošću slike: "Alkena imena" Chrisa Evansa - (CC0) putem Commons Wikimedia „Zasićeni C4 ugljikovodici s loptom i palicom“ Autor Fvasconcellos - Vlastiti rad (Public Domain) putem Commons Wikimedia