Алкани, алкени проти алкінів: різниця та порівняння

Вуглеводні - це сполуки, які містять атоми Карбону та Гідрогену. Ці атоми з’єднані в молекулярну форму різними хімічними зв’язками.

Вуглеводні бувають трьох основних типів – алкани, алкени та алкіни.

Ключові винесення

1. Алкани містять лише одинарні ковалентні зв’язки, алкени мають принаймні один подвійний вуглець-вуглецевий зв’язок, а алкіни мають принаймні один потрійний вуглець-вуглецевий зв’язок.
2. Алкани — насичені вуглеводні, а алкени й алкіни — ненасичені вуглеводні.
3. Алкани виявляють меншу реакційну здатність, ніж алкени й алкіни, які легко беруть участь у реакціях приєднання.

Алкани проти алкенів проти алкінів

Алкани використовуються для опису насичених вуглеводнів, які мають лише одинарні зв’язки між атомами вуглецю. Алкени — ненасичені вуглеводні, які мають один або кілька подвійних зв’язків між атомами вуглецю. Алкіни також є ненасиченими вуглеводнями, але вони мають один або кілька потрійних зв’язків між атомами вуглецю.

Алкани також відомі як парафін. Атоми Гідрогену заповнюють валентності чотиривуглецевого атома.

Найпростішим видом алканів є метан, етан і навіть пропан. Він широко використовується для різних промислових процесів.

Хоча алкени називають дієнами, вони є ненасиченими вуглеводнями через наявність подвійного зв’язку.

Вони можуть бути включені в кільця будь-якого розміру, які називаються циклоалкенами. Найпростішими видами алкенів є етен, пропен та інші, їх можна отримати в лабораторії.

З іншого боку, алкіни називаються триєнами. Алкіни дуже горючі, а простіші алкіни присутні в газоподібному стані, коли з’єднання стає більшим, з’єднання можна знайти у вигляді рідини або навіть у вигляді твердих речовин.

Таблиця порівняння

Параметри порівняння	Алканес	Алкени	Алкіни
Зв'язок між атомами вуглецю	одинарний зв'язок	Подвійний зв’язок	Потрійний зв'язок
Фізичні властивості	Безбарвний, з низькою молекулярною масою, високою температурою кипіння і може існувати у вигляді твердих речовин, рідин і газів.	Безбарвний, неполярний, горючий, має сильний запах, існує у вигляді газу при кімнатній температурі та має більшу молекулярну масу.	Без запаху та кольору (виняток – алкіни мають характерний запах), мають високу температуру кипіння та плавлення з більшою молекулярною структурою.
Хімічні властивості	Не реагують з іншими хімічними сполуками або вільними радикалами, є слабкими кислотами, реагують з електрофільними реагентами, реагують з киснем і воднем.	Менш розчинний у воді довший молекулярний ланцюг алкенів має високу температуру кипіння, а полярність алканів залежить від функціональних груп.	Злегка кислий, електронегативний і горючий.
додаток	Використовується для приготування їжі, опалення, зрідженого нафтового газу (LPG), природного газу, аерозольних розпилювачів і двигунів внутрішнього згоряння.	Використовується в синтезі пластмас, спирту, палива, вінілхлориду, етанолу, акрилових кислот, ефіру гліцерину, синтетичних каучуків і виробництва сирої нафти і природного газу та ін.	Використовується в медицині, фармацевтиці та інших застосуваннях для приготування ліків, синтезі полімерів, ПВХ і каучуку. Він зазвичай використовується в промисловості для дозрівання фруктів та інших процесів.
Приклад	Метан, етан	Етен, пропен	Етин, пропін

Що таке Алкан?

Алкани - це насичені вуглеводні з атомами водню та вуглецю, розташованими в структурі дерева. Карбон-карбонові зв’язки в алканах одинарні.

Визначення алканів IUPAC (Міжнародний союз чистої та прикладної хімії) – це «ациклічні розгалужені або нерозгалужені вуглеводні із загальною формулою Cn H (2n+2)».

Гібридизація алканів — sp3. Він містить чотири знаки зв’язків і з’єднаний атомами вуглецю.

Найдовший ланцюг атомів вуглецю, з’єднаних разом, називається вуглецевим скелетом і використовується для визначення розміру алкану.

Алкани також відомі як парафіни, оскільки вони виявляють воскоподібні характеристики за певних стандартних температур і тиску навколишнього середовища (SATP). Алкани можна додатково класифікувати залежно від структури - лінійні розгалужені або циклічні алкани.

Якщо алкан має більше трьох атомів вуглецю, він може бути організований у різні структури, складаючи основу структурних ізомерів. Алкани широко використовуються в нафті, сирій нафті та природному газі.

Різні приклади метану, етану, пропану, бутан, пентан, гексан, гептан, октан та інші різні типи.

Що таке алкен?

Алкени — різновид ненасичених вуглеводнів, які мають подвійний вуглець-вуглецевий зв’язок. Вони є неполярними сполуками і дуже реактивними.

Сигма-зв'язок і a пі-облігація є подвійними зв’язками атомів Карбону. Зв’язок дуже міцний і стабільніший, ніж у більшості одиночних ковалентний облігації.

Подвійний зв'язок коротший. Довжина зв’язку алкенів становить 133 пм або 1.33 Å. Гібридизація алкенів — sp2.

Алкени не обертаються вільно через енергетичні витрати на руйнування. Зв’язувальні кути алкена становлять приблизно 120° один від одного.

Алкени є стабільними сполуками, але проходять кілька реакцій, таких як приєднання, гідрування, гідратація, галогенування, гідрогалогенування, окислення, утворення галогенгідрину, полімеризація, комплексоутворення металів, алкілування та багато інших реакцій.

Алкіни широко використовуються в синтезі пластику, спирту, палива, вінілхлориду, етанолу, акрилових кислот, ефіру гліцерину, синтетичних каучуків, а також у виробництві сирої нафти та природного газу, а також у кількох інших промислових процесах. Прикладом алкенів є етен, пропен, бутен, пентен, гексен, гептен, октен, нонен та інші ізомери.

Що таке Алкін?

Алкіни — ненасичені вуглеводні, які містять потрійний вуглецевий зв’язок. Алкіни спочатку були відомі як ацетилени. Зв’язувальний кут між атомами Карбону дорівнює 180°.

Алкіни мають паличкоподібну структуру. Вони також відомі як олефіни.

Довжина зв’язку між атомами С дуже мала і становить 121 пм. Міцність потрійного зв’язку становить приблизно 839 кДж/моль.

Він має sp-гібридизацію, де s та p-орбіталі перекривають одна одну та утворюють три зв’язки.

Алкіни називаються після цього суфіксом «ен». Алкіни можна синтезувати кількома процесами, такими як крекінг або дегідрогалогенування.

Алкіни є реакційноздатною функціональною групою і можуть мати такі реакції, як гідрування, приєднання галогену, гідратація, таутомерія, циклоприєднання, окислення або тримеризація.

Алкіни широко використовуються в медицині, фармацевтиці та інших препаратах для приготування ліків. Також використовується для синтезу полімерів, ПВХ і каучуку.

Він зазвичай використовується в промисловості для дозрівання плодів. Прикладами алкінів є пропін, бутин, пентин, гексин та ін.

Основні відмінності між алканами, алкенами та алкінами

1. Хімічна формула алканів — Cn H(2n+2), алкенів — Cn H2n, а алкінів — Cn H(2n-2).
2. Гібридизація алкану — sp3, алкенів — sp2, а алкінів — sp.
3. Алкани — насичені вуглеводні, а алкани й алкіни — ненасичені вуглеводні.
4. Алкани називаються парафінами, а алкани та алкени — олефінами.
5. Алкани мають силу дисперсії Ван-дер-Ваальса, алкени мають слабку диполь-дипольну взаємодію, а алкіни мають сили дисперсії Лондона як міжмолекулярні сили.
6. Довжина зв’язку алканів становить 153 пм, алкенів – 134 пм, а алкінів – 121 пм.

посилання

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

Останнє оновлення: 11 червня 2023 р