Koolwaterstoffen zijn verbindingen die koolstof- en waterstofatomen bevatten. Deze atomen zijn in moleculaire vorm gebonden door verschillende chemische bindingen.
Koolwaterstoffen hebben drie hoofdtypen: alkanen, alkenen en alkynen.
Key Takeaways
- Alkanen bevatten slechts enkele covalente bindingen, alkenen hebben ten minste één dubbele koolstof-koolstofbinding en alkynen hebben ten minste één drievoudige koolstof-koolstofbinding.
- Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen, terwijl alkenen en alkynen onverzadigde koolwaterstoffen zijn.
- Alkanen vertonen een lagere reactiviteit dan alkenen en alkynen, die gemakkelijk deelnemen aan additiereacties.
Alkanen versus Alkenen versus Alkynen
Alkanen worden gebruikt om verzadigde koolwaterstoffen te beschrijven die slechts enkele bindingen tussen koolstofatomen hebben. Alkenen zijn onverzadigde koolwaterstoffen die een of meer dubbele bindingen tussen koolstofatomen hebben. Alkynen zijn ook onverzadigde koolwaterstoffen, maar ze hebben een of meer drievoudige bindingen tussen koolstofatomen.
Alkanen zijn ook bekend als paraffine. Waterstofatomen vullen de valenties van het vierkoolstofatoom.
De eenvoudigste soort alkanen is methaan, ethaan en zelfs propaan. Het wordt veel gebruikt voor verschillende industriële processen.
Hoewel alkenen dieen worden genoemd, zijn het onverzadigde koolwaterstoffen vanwege de aanwezigheid van een dubbele binding.
Ze kunnen worden opgenomen in ringen van alle maten die cycloalkenen worden genoemd. De eenvoudigste soorten alkenen zijn etheen, propeen en andere en ze kunnen in het laboratorium worden bereid.
Aan de andere kant worden alkynen triënen genoemd. Alkynen zijn zeer brandbaar, en de eenvoudigere alkynen zijn aanwezig in een gasvormige toestand naarmate de verbinding groter wordt, de verbinding kan worden gevonden als vloeistoffen of zelfs als vaste stoffen.
Vergelijkingstabel
| Parameters van vergelijking: | alkanen | alkenen | Alkynen |
|---|---|---|---|
| De binding tussen koolstofatomen | enkele band | Dubbele binding | drievoudige binding |
| Fysische eigenschappen | Kleurloos, laag molecuulgewicht, hoog kookpunt en kan bestaan als vaste stoffen, vloeistoffen en gassen. | Kleurloos, niet-polair, brandbaar, sterke geur, bestaat als gas bij kamertemperatuur en heeft een grotere moleculaire massa. | Geurloos en kleurloos (uitzondering: alkynen hebben een kenmerkende geur) en hebben een hoog kook- en smeltpunt met een grotere moleculaire structuur. |
| Chemische eigenschappen | Reageren niet met andere chemische verbindingen of vrije radicalen, zijn zwakke zuren, reageren met elektrofiele reagentia en reageren met zuurstof en waterstof. | Minder oplosbaar in water, de langere moleculaire keten van alkenen heeft een hoog kookpunt en de polariteit van alkanen is afhankelijk van functionele groepen. | Enigszins zuur en elektronegatief en brandbaar. |
| Aanvraag | Gebruikt bij koken, verwarming, vloeibaar petroleumgas (LPG), aardgas, spuitbussen en verbrandingsmotoren. | Gebruikt bij de synthese van plastic, alcohol, brandstoffen, vinylchloride, ethanol, acrylzuren, glycerolester, synthetische rubbers en productie van ruwe olie en aardgas, en andere. | Gebruikt in medicijnen, farmaceutische producten en andere toepassingen voor het bereiden van medicijnen, polymeer-, PVC- en rubbersynthese. Het wordt vaak gebruikt in industrieën om fruit en andere processen te rijpen. |
| Voorbeeld | Methaan, ethaan | Etheen, Propeen | Ethyn, propyn |
Wat is alkaan?
Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen met waterstof- en koolstofatomen gerangschikt in een boomstructuur. De koolstof-koolstofbindingen in alkanen zijn enkelvoudig.
De IUPAC-definitie (International Union Od Pure and Applied Chemistry) van alkanen is "acyclische vertakte of onvertakte koolwaterstoffen met een algemene formule van Cn H (2n+2)".
De hybridisatie van alkanen is sp3. Het bevat vier tekens van bindingen en wordt vergezeld door koolstofatomen.
De langste keten van aan elkaar gekoppelde koolstofatomen wordt het koolstofskelet genoemd en wordt gebruikt om de grootte van het alkaan te bepalen.
Alkanen zijn ook bekend als paraffine omdat ze wasachtige eigenschappen vertonen bij bepaalde standaard omgevingstemperaturen en -druk (SATP). Alkanen kunnen verder worden geclassificeerd, afhankelijk van de structuur: lineair vertakte of cyclische alkanen.
Als het alkaan meer dan drie koolstofatomen heeft, kan het in verschillende structuren worden gerangschikt en de basis vormen van structurele isomeren. Alkanen worden veel gebruikt in aardolie, ruwe olie en aardgas.
De verschillende voorbeelden van methaan, ethaan, propaan, butaan, pentaan, hexaan, heptaan, octaan en andere verschillende typen.
Wat is alkeen?
Alkenen zijn een soort onverzadigde koolwaterstoffen met een dubbele koolstof-koolstofbinding. Het zijn apolaire verbindingen en zijn zeer reactief.
Een sigma-binding en een pi-binding zijn de dubbele bindingen van koolstofatomen. De band is erg sterk en stabieler dan de meeste single covalente obligaties.
De dubbele binding is korter. De bindingslengte van alkenen is 133 pm of 1.33 Å. De hybridisatie van alkenen is sp2.
De alkenen roteren niet vrij vanwege de energetische kosten om te breken. De bindingshoeken van een alkeen zijn ongeveer 120° van elkaar verwijderd.
Alkenen zijn stabiele verbindingen, maar ondergaan verschillende reacties zoals additie, hydrogenering, hydratatie, halogenering, hydrohalogenering, oxidatie, halohydrinevorming, polymerisatie, metaalcomplexering, alkylering en tal van andere reacties.
Alkynen worden veel gebruikt bij de synthese van plastic, alcohol, brandstoffen, vinylchloride, ethanol, acrylzuren, glycerolester, synthetische rubbers en de productie van ruwe olie en aardgas, en verschillende andere industriële processen. Voorbeelden van alkenen zijn etheen, propeen, buteen, penteen, hexeen, hepteen, octeen, noneen en andere isomeren.
Wat is alkyn?
Alkynen zijn onverzadigde koolwaterstoffen die een drievoudige koolstofbinding bevatten. Alkynen stonden aanvankelijk bekend als acetylenen. De bindingshoek tussen de koolstofatomen is 180°.
De alkynen hebben een staafachtige structuur. Ze worden ook wel olefinen genoemd.
De bindingslengte tussen de C-atomen is erg kort en wel 121 pm. De drievoudige binding heeft een sterke bindingssterkte van ongeveer 839 kJ/mol.
Het heeft een sp-hybridisatie waarbij de s- en p-orbitalen elkaar overlappen en de drie bindingen vormen.
Alkynes worden genoemd door daarna een achtervoegsel van "ene" te volgen. Alkynes kunnen worden gesynthetiseerd door verschillende processen, zoals kraken of dehydrohalogenering.
Alkynen zijn een reactieve functionele groep en kunnen de volgende reacties hebben, zoals hydrogenering, halogeenadditie, hydratatie, tautomerie, cycloadditie, oxidatie of trimerisatie.
Alkynes worden veel gebruikt in medicijnen, farmaceutica en andere toepassingen voor medicijnbereiding. Ook gebruikt voor polymeer-, PVC- en rubbersynthese.
Het wordt vaak gebruikt in industrieën om fruit te rijpen. Voorbeelden van alkynen zijn propyn, butyn, pentyne, hexyn en andere.
Belangrijkste verschillen tussen alkanen, alkenen en alkynen
- De chemische formule van alkanen is Cn H(2n+2), terwijl die van alkenen Cn H2n is, terwijl die van alkynen Cn H(2n-2) is.
- De hybridisatie van een alkaan is sp3, die van alkenen is sp2 en die van alkynen is sp.
- Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen, terwijl alkanen en alkynen onverzadigde koolwaterstoffen zijn.
- Alkanen worden paraffine genoemd, terwijl alkanen en alkenen olefinen worden genoemd.
- Alkanen hebben Van der Waals-verspreidingskracht, alkenen hebben een zwakke dipool-dipool-interactie en alkynen hebben Londense verstrooiingskrachten als intermoleculaire krachten.
- De bindingslengte van alkanen is 153 pm, alkenen zijn 134 pm, terwijl die van alkynen 121 pm is.
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2009/cc/b820048c
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1680347
Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Emma Smith heeft een MA in Engels van Irvine Valley College. Ze is journalist sinds 2002 en schrijft artikelen over de Engelse taal, sport en recht. Lees meer over mij op haar bio pagina.
Geweldig overzicht van koolwaterstoffen en hun verschillende soorten! Erg informatief.
Absoluut, de vergelijkingstabel is zeer gedetailleerd en nuttig.
Ik ben het ermee eens dat het artikel een breed scala aan informatie over koolwaterstoffen omvat.
Ik waardeer de afbraak van alkanen, alkenen en alkynen. Het is belangrijk om hun verschillen en toepassingen te begrijpen.
De verklaringen zijn goed onderzocht en bieden een uitgebreid inzicht in deze koolwaterstoffen.