Mitkä ovat Alkanesin ominaisuudet - Ero-Välillä

Mitkä ovat Alkanesin ominaisuudet

Tässä artikkelissa esitetään lukijalle täydellinen vastaus kysymykseen, mitkä ovat Alkanesin ominaisuudet. Siinä kuvataan Alkanien kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet. Alkanit vaihtelevat molekyylipainon ja molekyylirakenteen mukaan. Alkanesissa on kaksi päämolekyylijärjestelyä; nimittäin, asykliset alkaanit (CnH2n + 2) ja sykliset alkaanit (CnH2n). Tässä artikkelissa keskitytään pääasiassa asyklisiin alkaaneihin ja niiden ominaisuuksiin ja selitetään haarautuneiden ja haaroittumattomien alkaanien ominaisuuksien erot. Haarautuneilla alkaaneilla ja haaroittumattomilla alkaaneilla on erilaiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, jotka kuvaavat niiden kemiallista reaktiivisuutta, sitoutumisen luonnetta, tiheyttä ja liukoisuutta, kiehumispisteen ja sulamispisteen vaihtelujen syitä. Yleensä tämä artikkeli vastaa ”miten” ja ”miksi” alkaanien fysikaaliset ominaisuudet muuttuvat alkaanisarjoja pitkin.

Mitä ovat Alkanes

Alkanit sisältävät vain hiiliatomia ja vetyatomeja. Niillä on vain yksi sidos hiiliatomien (C-C-sidosten) välillä. Niitä kutsutaan "tyydyttyneiksi hiilivedyiksi". Orgaanisia molekyylejä, jotka muodostuvat vain hiilen ja vetyatomien kanssa, kutsutaan "hiilivetyiksi". Orbitaalihybridisaatiomallin mukaan kaikilla Alkanien hiiliatomeilla on SP3-hybridisaatio. Ne muodostavat sigma-sidoksia vedyn atomeilla, jotka johtavat molekyyli- geometriaan kuin tetraedri.

Alkanien yleinen molekyylikaava

Alkanien molekyylikaava on CnH2n + 2. Pienin alkaani on metaani (CH4).


Alkanien molekyylirakenne

Asykliset alkaanit: Rakenteessa ei ole renkaan muodostumista. Sillä voi kuitenkin olla haarautuneita tai haaroittumattomia molekyylijärjestelyjä. Joskus kutsutaan haaroittumattomia Alkaneja n-alkaaneja.


sykloalkaaneja: Rakenteessa on ympyrämolekyylinen järjestely. Sykloalkaaneilla on yleinen kaava CnH2n.

Alkanien kemialliset ominaisuudet

reaktiivisuus

Alkanit ovat inerttejä monille kemiallisille reagensseille. ”Parafiini” on vanha nimi hiilivetyille. Se on peräisin latinankielisestä sanasta "parumaffinis", joka tarkoittaa "vähän affiniteettia". Syy on Carbon-Carbon (C-C) ja Carbon-Hydrogen (C-H) joukkovelkakirjat ovat melko vahvat. Niiden sidoksia on hyvin vaikea rikkoa, ellei alkaneja kuumenneta melko korkeisiin lämpötiloihin. C-H-sidokset ovat myös vahvoja, koska hiili- ja vetyatomeilla on lähes samat elektronegatiivisuusarvot.

palaminen

Alkanit voivat helposti polttaa ilmaan. Alkanien ja ylimääräisen hapen välistä reaktiota kutsutaan "palamiseksi". Tässä reaktiossa alkaanit muuttuvat hiilidioksidiksi (CO2) ja vettä.


Palamisreaktiot ovat eksotermisiä, mikä tarkoittaa, että ne antavat lämpöä. Siksi alkaaneja voidaan käyttää energialähteenä.

Alkanien fyysiset ominaisuudet

Alkanit ovat kaikissa kolmessa muodossa: kaasuina, nesteinä ja kiintoaineina. Metaani, etaani, propaani ja butaani ovat kaasuja huoneenlämpötilassa. Pentaanin, heksaanin ja heptaanin haarautumattomat rakenteet ovat nesteitä. Alkanit, joilla on suurempi molekyylipaino, ovat kiinteitä.

CH4 C4H10 kaasut

C5H12 C17H36 nesteet

Alkanit, joilla on suurempi molekyylipaino Pehmeät kiinteät aineet

Liukoisuus

Alkanit ovat ei-polaarinen orgaaninen yhdiste. Vesi on polaarinen liuotin, joten alkaanit eivät liukene veteen. Niiden sanotaan olevan "hydrofobisia" (tarkoittaa "vesihyönteisiä") yhdisteitä. Ne liuotetaan ei-polaarisiin tai heikosti polaarisiin orgaanisiin liuottimiin. Alkaaneja käytetään hyvinä voiteluaineina ja metallien säilöntäaineina, koska ne suojaavat metallipintaa pääsemästä veteen; se estää korroosiota.

Tiheys

Alkanien tiheydet ovat alhaisemmat kuin veden tiheys. Niiden tiheysarvo on lähes 0,7 g-1ottaen huomioon veden tiheys 1,0 g ml-1. Esimerkiksi, jos me sekoitamme alkaania veden kanssa, alkaanikerros erottuu veden yläosasta, koska alkanit ovat vähemmän tiheitä verrattuna veteen ja ne ovat veteen liukenemattomia.

Kiehumispisteet

Haaroittumattomilla alkaaneilla kiehumispiste kasvaa tasaisesti hiiliatomien lukumäärän ja molekyylipainon kasvaessa. Suuremmilla molekyyleillä on suurempi pinta-ala, joka tarjoaa suuremman kyvyn muodostaa van der waals-vuorovaikutuksia (Lontoon voima-vuorovaikutus). Vaikka nämä ovat heikot molekyylien väliset voimat, ne nostavat kiehumispisteitä ja estävät siten höyrystymisen.

Yleensä haarautuneilla alkaaneilla on alemmat kiehumispisteet verrattuna samoihin haaroittumattomiin alkaaneihin, joilla on sama määrä hiiliatomeja. Kiehumispisteiden erot johtuvat siitä, että haaroittuneet alkaanit ovat pienempiä pinta-aloja ja siten helpottavat vähemmän pinta-alaa Lontoon voima-vuorovaikutuksille. Tämä alentaa kiehumispisteitä haarautuneissa alkaaneissa.


Sulamispisteet

N-alkaanien osalta tämä seuraa samaa vaihtelua kuin sulamispisteet; sulamispiste kasvaa molekyylipainolla. Kuitenkin sulamispisteissä on vähäinen ero alkaanien välillä, joissa on tasainen määrä hiiliatomeja ja pariton määrä hiiliatomeja.Alkaaneilla, joissa on tasainen määrä hiiliatomeja, on korkeampia sulamispisteitä, koska ne on pakattu hyvin kiinteään rakenteeseen. Siksi tarvitaan korkeampi lämpötila alkaanisarjan varrella niiden sulattamiseksi. Siten sulamispisteiden vaihtelu ei näytä sileää käyrää alkaanisarjan pitkin.

Yleensä haarautuneilla alkaaneilla on korkeammat sulamispisteet kuin n-alkaanilla, jossa on sama määrä hiiliatomeja. Haarautunut rakenne antaa pienemmän 3D-rakenteen. Se pakkaa helposti kiinteään rakenteeseen, jossa on korkea sulamispiste.

Alkanien ominaisuudet - Yhteenveto

Alkanit ovat hiilivetyjä, joilla on kemiallinen kaava CnH2n + 2. Kaikki hiiliatomit ovat SP3-hybridisoituneita ja muodostavat sigma-sidoksia, jotka suuntaavat kohti tetraedronin kulmia. Sekä kiehumispiste että sulamispiste kasvavat molekyylipainolla. Ketjun haarautumisella on suuri vaikutus sekä sulamispisteeseen että kiehumispisteeseen, mutta vastakkaisilla tavoilla. Alkaanien haarautuminen alentaa kiehumispistettä, ja alkaanien haarautuminen nostaa sulamispistettä. N-alkaanisarjassa kiehumispisteen ja sulamispisteen vaihtelu osoittaa ylöspäin suuntautuvaa kuvaajan. Sulamispisteiden kaaviossa ei kuitenkaan ole sileää muotoa.

Alkanit ovat kemiallisesti stabiileja eivätkä yleensä koske kemiallisia reaktioita. Ne eivät liukene polaarisiin liuottimiin ja liukenevat ei-polaarisiin tai heikosti polaarisiin orgaanisiin liuottimiin. Alkanit ovat vähemmän tiheitä kuin vesi.

Alkanit osoittavat isomeriaa; yhtä molekyylikaavaa varten on useita molekyylirakenteita. Niiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet muuttuvat rakenteen mukaan.

MITÄ ALKENEN OMINAISUUDET