Alcani, alcheni vs alchini: differenza e confronto

Gli idrocarburi sono composti che contengono atomi di carbonio e idrogeno. Questi atomi sono legati in una forma molecolare da diversi legami chimici.

Gli idrocarburi hanno tre tipi principali: alcani, alcheni e alchini.

Punti chiave

1. Gli alcani contengono solo legami covalenti singoli, gli alcheni hanno almeno un doppio legame carbonio-carbonio e gli alchini hanno almeno un triplo legame carbonio-carbonio.
2. Gli alcani sono idrocarburi saturi, mentre gli alcheni e gli alchini sono idrocarburi insaturi.
3. Gli alcani mostrano una reattività inferiore rispetto agli alcheni e agli alchini, che partecipano prontamente alle reazioni di addizione.

Alcani vs Alcheni vs Alchini

Gli alcani sono usati per descrivere gli idrocarburi saturi che hanno solo legami singoli tra gli atomi di carbonio. Gli alcheni sono idrocarburi insaturi che hanno uno o più doppi legami tra gli atomi di carbonio. Gli alchini sono anche idrocarburi insaturi, ma hanno uno o più tripli legami tra gli atomi di carbonio.

Gli alcani sono anche conosciuti come paraffina. Gli atomi di idrogeno riempiono le valenze dell'atomo a quattro atomi di carbonio.

Il tipo più semplice di alcani è il metano, l'etano e persino il propano. È ampiamente utilizzato per vari processi industriali.

Mentre gli alcheni sono chiamati diene, sono idrocarburi insaturi a causa della presenza di un doppio legame.

Possono essere incorporati in anelli di tutte le dimensioni chiamati cicloalcheni. I tipi più semplici di alcheni sono etene, propene e altri e possono essere preparati in laboratorio.

D'altra parte, gli alchini sono chiamati trieni. Gli alchini sono altamente combustibili e gli alchini più semplici sono presenti allo stato gassoso man mano che il composto diventa più grande, il composto può essere trovato come liquido o anche come solido.

Tavola di comparazione

Parametri di confronto	alcani	alcheni	alchini
Il legame tra gli atomi di carbonio	Unico legame	Doppio legame	Triplo legame
Proprietà fisiche	Incolore, a basso peso molecolare, alto punto di ebollizione e può esistere come solido, liquido e gas.	Incolore, non polare, combustibile, odore forte, esiste come gas a temperatura ambiente e ha una massa molecolare maggiore.	Inodore e incolore (eccezione: gli alchini hanno un odore caratteristico) e hanno un alto punto di ebollizione e fusione con una struttura molecolare più grande.
Proprietà chimiche	Non reagiscono con altri composti chimici o radicali liberi, sono acidi deboli, reagiscono con reagenti elettrofili e reagiscono con ossigeno e idrogeno.	Meno solubile in acqua, la catena molecolare più lunga degli alcheni ha un alto punto di ebollizione e la polarità degli alcani dipende dai gruppi funzionali.	Leggermente acido ed elettronegativo ed è combustibile.
Applicazioni	Utilizzato in cucina, riscaldamento, gas di petrolio liquefatto (GPL), gas naturale, spray aerosol e motori a combustione interna.	Utilizzato nella sintesi di plastica, alcool, combustibili, cloruro di vinile, etanolo, acidi acrilici, estere di glicerolo, gomme sintetiche e produzione di petrolio greggio e gas naturale e altri.	Utilizzato in medicinali, prodotti farmaceutici e altre applicazioni di preparazione di farmaci, sintesi di polimeri, PVC e gomma. È comunemente usato nelle industrie per maturare frutta e altri processi.
Esempio	Metano, etano	Etene, Propene	Etino, propino

Cos'è l'alcano?

Gli alcani sono idrocarburi saturi con atomi di idrogeno e carbonio disposti in una struttura ad albero. I legami carbonio-carbonio negli alcani sono singoli.

La definizione di alcani secondo la IUPAC (International Union Od Pure and Applied Chemistry) è “idrocarburi aciclici ramificati o non ramificati con formula generale Cn H (2n+2)”.

L'ibridazione degli alcani è sp3. Contiene quattro segni di legami ed è unito da atomi di carbonio.

La catena più lunga di atomi di carbonio collegati tra loro è chiamata scheletro di carbonio e viene utilizzata per determinare la dimensione dell'alcano.

Gli alcani sono anche noti come paraffina poiché presentano caratteristiche simili alla cera a determinate temperature e pressioni ambientali standard (SATP). Gli alcani possono essere ulteriormente classificati a seconda della struttura: alcani lineari ramificati o ciclici.

Se l'alcano ha più di tre atomi di carbonio, può essere organizzato in varie strutture, formando la base degli isomeri strutturali. Gli alcani sono ampiamente utilizzati nel petrolio, nel petrolio greggio e nel gas naturale.

I diversi esempi di metano, etano, propano, butano, pentano, esano, eptano, ottano e altri vari tipi.

Cos'è l'alchene?

Gli alcheni sono un tipo di idrocarburo insaturo che ha un doppio legame carbonio-carbonio. Sono composti apolari e sono molto reattivi.

Un legame sigma e a pi legame sono i doppi legami degli atomi di carbonio. Il legame è molto forte e più stabile della maggior parte dei single covalente obbligazioni.

Il doppio legame è più corto. La lunghezza del legame degli alcheni è 133 pm o 1.33 Å. L'ibridazione degli alcheni è sp2.

Gli alcheni non ruotano liberamente a causa di un costo energetico per rompersi. Gli angoli di legame di un alchene sono di circa 120° l'uno dall'altro.

Gli alcheni sono composti stabili ma subiscono diverse reazioni come addizione, idrogenazione, idratazione, alogenazione, idroalogenazione, ossidazione, formazione di aloidrina, polimerizzazione, complessazione del metallo, alchilazione e numerose altre reazioni.

Gli alchini sono ampiamente utilizzati nella sintesi di plastica, alcol, combustibili, cloruro di vinile, etanolo, acidi acrilici, estere di glicerolo, gomme sintetiche e produzione di petrolio greggio e gas naturale e molti altri processi industriali. Esempi di alcheni sono etene, propene, butene, pentene, esene, eptene, ottene, nonene e altri isomeri.

Cos'è Alkyne?

Gli alchini sono idrocarburi insaturi che contengono un triplo legame di carbonio. Gli alchini erano inizialmente conosciuti come acetileni. L'angolo di legame tra gli atomi di carbonio è di 180°.

Gli alchini hanno una struttura a bastoncino. Sono anche conosciute come olefine.

La lunghezza del legame tra gli atomi di C è molto breve e 121 pm. Il triplo legame ha una forte forza di legame che è di circa 839 kJ/mol.

Ha un'ibridazione sp in cui gli orbitali s e p si sovrappongono e formano i tre legami.

Gli alchini prendono il nome seguendo un suffisso di "ene". Gli alchini possono essere sintetizzati mediante diversi processi, come il cracking o la deidroalogenazione.

Gli alchini sono un gruppo funzionale reattivo e possono avere le seguenti reazioni come idrogenazione, aggiunta di alogeno, idratazione, tautomerismo, cicloaddizione, ossidazione o trimerizzazione.

Gli alchini sono ampiamente utilizzati in medicinali, prodotti farmaceutici e altre applicazioni di preparazione di farmaci. Utilizzato anche per la sintesi di polimeri, PVC e gomma.

È comunemente usato nelle industrie per maturare i frutti. Esempi di alchini sono propino, butino, pentino, esile e altri.

Principali differenze tra alcani, alcheni e alchini

1. La formula chimica degli alcani è Cn H(2n+2), mentre quella degli alcheni è Cn H2n, mentre quella degli alchini è Cn H(2n-2).
2. L'ibridazione di un alcano è sp3, quella degli alcheni è sp2 e quella degli alchini è sp.
3. Gli alcani sono idrocarburi saturi, mentre gli alcani e gli alchini sono idrocarburi insaturi.
4. Gli alcani sono chiamati paraffina, mentre gli alcani e gli alcheni sono chiamati olefine.
5. Gli alcani hanno la forza di dispersione di Van der Waals, gli alcheni hanno una debole interazione dipolo-dipolo e gli alchini hanno forze di dispersione di London come forze intermolecolari.
6. La lunghezza del legame degli alcani è 153 pm, gli alcheni sono 134 pm, mentre quella degli alchini è 121 pm.

Riferimenti

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

Ultimo aggiornamento: 11 giugno 2023