Alkane, Alkene vs. Alkine: Unterschied und Vergleich

Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen, die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome enthalten. Diese Atome sind in molekularer Form durch verschiedene chemische Bindungen verbunden.

Kohlenwasserstoffe haben drei Haupttypen – Alkane, Alkene und Alkine.

Key Take Away

1. Alkane enthalten nur kovalente Einfachbindungen, Alkene haben mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und Alkine haben mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung.
2. Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, während Alkene und Alkine ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind.
3. Alkane zeigen eine geringere Reaktivität als Alkene und Alkine, die leicht an Additionsreaktionen teilnehmen.

Alkane vs. Alkene vs. Alkine

Mit Alkanen werden gesättigte Kohlenwasserstoffe beschrieben, die nur Einfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen aufweisen. Alkene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die eine oder mehrere Doppelbindungen zwischen Kohlenstoffatomen aufweisen. Alkine sind ebenfalls ungesättigte Kohlenwasserstoffe, sie verfügen jedoch über eine oder mehrere Dreifachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen.

Alkane werden auch als Paraffine bezeichnet. Wasserstoffatome füllen die Valenzen des Vier-Kohlenstoff-Atoms.

Die einfachste Art von Alkanen ist Methan, Ethan und sogar Propan. Es wird häufig für verschiedene industrielle Prozesse verwendet.

Während Alkene als Dien bezeichnet werden, sind sie aufgrund des Vorhandenseins einer Doppelbindung ungesättigte Kohlenwasserstoffe.

Sie können in alle Größen von Ringen eingebaut werden, die als Cycloalkene bezeichnet werden. Die einfachste Art von Alkenen sind Ethen, Propen und andere und sie können im Labor hergestellt werden.

Alkine werden dagegen als Triene bezeichnet. Alkine sind leicht brennbar, und die einfacheren Alkine liegen in einem gasförmigen Zustand vor, wenn die Verbindung größer wird, die Verbindung kann als Flüssigkeit oder sogar als Feststoff gefunden werden.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Alkane	Alkene	Alkine
Die Bindung zwischen Kohlenstoffatomen	Einfachbindung	Doppelbindung	Dreifache Bindung
Physikalische Eigenschaften	Farblos, mit niedrigem Molekulargewicht, hohem Siedepunkt und kann als Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase vorliegen.	Farblos, unpolar, brennbar, starker Geruch, existiert bei Raumtemperatur als Gas und hat eine höhere Molekülmasse.	Geruchlos und farblos (Ausnahme – Alkine haben einen charakteristischen Geruch) und haben einen hohen Siede- und Schmelzpunkt mit einer größeren Molekülstruktur.
Chemische Eigenschaften	Reagieren nicht mit anderen chemischen Verbindungen oder freien Radikalen, sind schwache Säuren, reagieren mit elektrophilen Reagenzien und reagieren mit Sauerstoff und Wasserstoff.	In Wasser weniger löslich, hat die längere Molekülkette von Alkenen einen hohen Siedepunkt, und die Polarität von Alkanen hängt von funktionellen Gruppen ab.	Leicht sauer und elektronegativ und brennbar.
Anwendung	Wird beim Kochen, Heizen, Flüssiggas (LPG), Erdgas, Aerosolsprays und Verbrennungsmotoren verwendet.	Wird bei der Synthese von Kunststoffen, Alkohol, Kraftstoffen, Vinylchlorid, Ethanol, Acrylsäuren, Glycerinester, synthetischen Kautschuken und der Produktion von Rohöl und Erdgas und anderen verwendet.	Verwendet in Medikamenten, Pharmazeutika und anderen Arzneimittelzubereitungsanwendungen, Polymer-, PVC- und Kautschuksynthese. Es wird häufig in der Industrie zum Reifen von Früchten und anderen Prozessen verwendet.
Beispiel	Methan, Ethan	Ethen, Propen	Ethin, Propin

Was ist Alkan?

Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen, die in einer Baumstruktur angeordnet sind. Die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in Alkanen sind einfach.

Die IUPAC-Definition (International Union Od Pure and Applied Chemistry) für Alkane ist „acyclische verzweigte oder unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit der allgemeinen Formel CnH (2n+2)“.

Die Hybridisierung von Alkanen ist sp3. Es enthält vier Bindungszeichen und ist durch Kohlenstoffatome verbunden.

Die längste Kette von miteinander verbundenen Kohlenstoffatomen wird als Kohlenstoffgerüst bezeichnet und dient zur Bestimmung der Größe des Alkans.

Alkane werden auch als Paraffin bezeichnet, da sie bei bestimmten Standardumgebungstemperaturen und -drücken (SATP) wachsartige Eigenschaften aufweisen. Alkane können je nach Struktur weiter klassifiziert werden – lineare verzweigte oder zyklische Alkane.

Wenn das Alkan mehr als drei Kohlenstoffatome aufweist, kann es in verschiedenen Strukturen angeordnet sein und die Grundlage für Strukturisomere bilden. Alkane werden häufig in Erdöl, Rohöl und Erdgas verwendet.

Die verschiedenen Beispiele für Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan und verschiedene andere Typen.

Was ist Alken?

Alkene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung. Sie sind unpolare Verbindungen und sehr reaktiv.

Eine Sigma-Anleihe und a Pi-Bindung sind die Doppelbindungen von Kohlenstoffatomen. Die Bindung ist sehr stark und stabiler als bei den meisten Singles kovalent Fesseln.

Die Doppelbindung ist kürzer. Die Bindungslänge von Alkenen beträgt 133 pm oder 1.33 Å. Die Hybridisierung von Alkenen ist sp2.

Die Alkene rotieren wegen Energiekosten zum Brechen nicht frei. Die Bindungswinkel eines Alkens sind etwa 120° voneinander entfernt.

Alkene sind stabile Verbindungen, durchlaufen jedoch mehrere Reaktionen wie Addition, Hydrierung, Hydratation, Halogenierung, Hydrohalogenierung, Oxidation, Halogenhydrinbildung, Polymerisation, Metallkomplexierung, Alkylierung und zahlreiche andere Reaktionen.

Alkine werden häufig bei der Synthese von Kunststoff, Alkohol, Kraftstoffen, Vinylchlorid, Ethanol, Acrylsäuren, Glycerinester, synthetischen Kautschuken und der Produktion von Rohöl und Erdgas sowie in mehreren anderen industriellen Prozessen verwendet. Beispiele für Alkene sind Ethen, Propen, Buten, Penten, Hexen, Hepten, Octen, Nonen und andere Isomere.

Was ist Alkin?

Alkine sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die eine dreifache Kohlenstoffbindung enthalten. Alkine waren ursprünglich als Acetylene bekannt. Der Bindungswinkel zwischen den Kohlenstoffatomen beträgt 180°.

Die Alkine haben eine stäbchenförmige Struktur. Sie sind auch als Olefine bekannt.

Die Bindungslänge zwischen den C-Atomen ist sehr kurz und beträgt 121 pm. Die Dreifachbindung hat eine starke Bindungsstärke, die etwa 839 kJ/mol beträgt.

Es hat eine sp-Hybridisierung, bei der sich die s- und p-Orbitale überlappen und die drei Bindungen bilden.

Alkine werden mit dem Suffix „ene“ danach benannt. Alkine können durch verschiedene Prozesse wie Cracken oder Dehydrohalogenierung synthetisiert werden.

Alkine sind eine reaktive funktionelle Gruppe und können die folgenden Reaktionen wie Hydrierung, Halogenaddition, Hydratation, Tautomerie, Cycloaddition, Oxidation oder Trimerisierung eingehen.

Alkine werden häufig in Arzneimitteln, Pharmazeutika und anderen Arzneimittelzubereitungsanwendungen verwendet. Wird auch für die Polymer-, PVC- und Kautschuksynthese verwendet.

Es wird häufig in der Industrie zu reifen Früchten verwendet. Beispiele für Alkine sind Propin, Butin, Pentin, Hexin und andere.

Hauptunterschiede zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen

1. Die chemische Formel von Alkanen ist Cn H(2n+2), während die von Alkenen Cn H2n ist, während die von Alkinen Cn H(2n-2) ist.
2. Die Hybridisierung eines Alkans ist sp3, während die von Alkenen sp2 und die von Alkinen sp ist.
3. Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, während Alkane und Alkine ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind.
4. Alkane werden Paraffine genannt, während Alkane und Alkene Olefine genannt werden.
5. Alkane haben eine Van-der-Waals-Dispersionskraft, Alkene haben eine schwache Dipol-Dipol-Wechselwirkung und Alkine haben London-Dispersionskräfte als intermolekulare Kräfte.
6. Die Bindungslänge von Alkanen beträgt 153 pm, von Alkenen 134 pm und von Alkinen 121 pm.

Bibliographie

1. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2009/cc/b820048c
2. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1680347

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023