Alkanes, Alkenes vs Alkynes: Sự khác biệt và so sánh

Hiđrocacbon là hợp chất chứa nguyên tử cacbon và hiđro. Các nguyên tử này được liên kết ở dạng phân tử bằng các liên kết hóa học khác nhau.

Hydrocacbon có ba loại chính - ankan, anken và alkynes.

Chìa khóa chính

1. Các ankan chỉ chứa các liên kết cộng hóa trị đơn, các anken có ít nhất một liên kết cacbon-cacbon kép và các ankin có ít nhất một liên kết ba cacbon-cacbon.
2. Ankan là hiđrocacbon no, còn anken và ankin là hiđrocacbon không no.
3. Các ankan thể hiện khả năng phản ứng thấp hơn so với anken và ankin, dễ dàng tham gia vào các phản ứng cộng.

Ankan vs Anken vs Alkynes

Ankan được dùng để mô tả các hiđrocacbon no chỉ có liên kết đơn giữa các nguyên tử cacbon. Anken là những hiđrocacbon không no có một hay nhiều liên kết đôi giữa các nguyên tử cacbon. Alkynes cũng là hydrocacbon không no, nhưng chúng có một hoặc nhiều liên kết ba giữa các nguyên tử carbon.

Ankan còn được gọi là parafin. Các nguyên tử hydro lấp đầy các hóa trị của nguyên tử bốn carbon.

Loại ankan đơn giản nhất là metan, etan và thậm chí cả propan. Nó được sử dụng rộng rãi cho các quy trình công nghiệp khác nhau.

Trong khi anken được gọi là diene, chúng là hydrocacbon không bão hòa vì có liên kết đôi.

Chúng có thể được tích hợp vào tất cả các kích cỡ của vòng gọi là cycloalkenes. Loại anken đơn giản nhất là etilen, propen và các anken khác và chúng có thể được điều chế trong phòng thí nghiệm.

Mặt khác, alkynes được gọi là trienes. Alkynes rất dễ cháy và các alkynes đơn giản hơn tồn tại ở trạng thái khí khi hợp chất trở nên lớn hơn, hợp chất này có thể được tìm thấy ở dạng chất lỏng hoặc thậm chí ở dạng rắn.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Ankan	Anken	Alkynes
Liên kết giữa các nguyên tử cacbon	Đơn trái phiếu	Liên kết đôi	Liên kết ba
Tính chất vật lý	Không màu, trọng lượng phân tử thấp, nhiệt độ sôi cao và có thể tồn tại ở dạng rắn, lỏng và khí.	Không màu, không phân cực, dễ cháy, mùi mạnh, tồn tại dưới dạng khí ở nhiệt độ phòng và có khối lượng phân tử lớn hơn.	Không mùi và không màu (ngoại lệ - alkynes có mùi đặc biệt), có điểm sôi và điểm nóng chảy cao với cấu trúc phân tử lớn hơn.
Tính chất hóa học	Không phản ứng với các hợp chất hóa học hoặc gốc tự do khác, là axit yếu, phản ứng với thuốc thử điện di và phản ứng với oxy và hydro.	Ít tan trong nước, mạch phân tử dài hơn anken có nhiệt độ sôi cao, tính phân cực của ankan phụ thuộc vào nhóm chức.	Hơi có tính axit và độ âm điện và dễ cháy.
Các Ứng Dụng	Được sử dụng trong nấu ăn, sưởi ấm, khí hóa lỏng (LPG), khí tự nhiên, bình xịt aerosol và động cơ đốt trong.	Được sử dụng trong tổng hợp nhựa, rượu, nhiên liệu, vinyl clorua, etanol, axit acrylic, este glycerol, cao su tổng hợp và sản xuất dầu thô và khí tự nhiên, v.v.	Được sử dụng trong y học, dược phẩm và các ứng dụng điều chế thuốc khác, tổng hợp polymer, PVC và cao su. Nó thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp để làm chín trái cây và các quy trình khác.
Ví dụ	metan, etan	etilen, propen	Etyne, propyne

Ankan là gì?

Ankan là hiđrocacbon no với các nguyên tử hiđro và cacbon được sắp xếp theo cấu trúc cây. Các liên kết cacbon-cacbon trong ankan là đơn.

Định nghĩa của IUPAC (Liên minh quốc tế Od Pure and Applied Chemistry) về ankan là “các hydrocacbon mạch hở phân nhánh hoặc không phân nhánh có công thức chung là Cn H (2n+2)”.

Sự lai hóa của ankan là sp3. Nó chứa bốn dấu hiệu liên kết và được nối với nhau bằng các nguyên tử cacbon.

Chuỗi nguyên tử cacbon dài nhất liên kết với nhau được gọi là khung cacbon và được dùng để xác định kích thước của ankan.

Các ankan còn được gọi là parafin vì chúng thể hiện các đặc tính giống như sáp ở nhiệt độ và áp suất môi trường tiêu chuẩn (SATP) nhất định. Ankan có thể được phân loại thêm tùy thuộc vào cấu trúc - ankan mạch thẳng hoặc mạch vòng.

Nếu ankan có nhiều hơn ba nguyên tử cacbon, thì nó có thể được sắp xếp theo các cấu trúc khác nhau, tạo thành cơ sở của các đồng phân cấu trúc. Các ankan được sử dụng rộng rãi trong dầu mỏ, dầu thô và khí tự nhiên.

Các ví dụ khác nhau về metan, etan, propan, butan, pentan, hexan, heptan, octan và các loại khác.

Anken là gì?

Anken là một loại hiđrocacbon không no có liên kết đôi cacbon-cacbon. Chúng là các hợp chất phân cực và rất dễ phản ứng.

Một trái phiếu sigma và một liên kết pi là các liên kết đôi của nguyên tử cacbon. Liên kết rất mạnh và ổn định hơn hầu hết các liên kết đơn lẻ cộng hóa trị trái phiếu.

Liên kết đôi ngắn hơn. Độ dài liên kết của anken là 133 pm hay 1.33 Å. Sự lai hóa của anken là sp2.

Các anken không quay tự do do tiêu tốn nhiều năng lượng để phá vỡ. Các góc liên kết của anken cách nhau khoảng 120°.

Anken là hợp chất ổn định nhưng trải qua một số phản ứng như cộng, hydro hóa, hydrat hóa, halogen hóa, hydro halogen hóa, oxy hóa, tạo halohydrin, trùng hợp, tạo phức kim loại, alkyl hóa và nhiều phản ứng khác.

Alkynes được sử dụng rộng rãi trong quá trình tổng hợp nhựa, rượu, nhiên liệu, vinyl clorua, etanol, axit acrylic, este glycerol, cao su tổng hợp, sản xuất dầu thô và khí tự nhiên, và một số quy trình công nghiệp khác. Ví dụ về anken là ethene, propene, butene, pentene, hexene, heptene, octene, nonene và các đồng phân khác.

Alkyne là gì?

Alkynes là hydrocarbon không bão hòa có chứa liên kết ba carbon. Alkynes ban đầu được gọi là axetylen. Góc liên kết giữa các nguyên tử cacbon là 180°.

Các alkynes có cấu trúc dạng que. Chúng còn được gọi là olefin.

Độ dài liên kết giữa các nguyên tử C rất ngắn và 121 pm. Liên kết ba có cường độ liên kết mạnh khoảng 839 kJ/mol.

Nó có sự lai hóa sp trong đó các quỹ đạo s và p chồng lên nhau và tạo thành ba liên kết.

Alkynes được đặt tên theo hậu tố của “ene” sau đó. Alkynes có thể được tổng hợp bằng một số quá trình, như cracking hoặc dehydrohalogenation.

Alkynes là một nhóm chức phản ứng và có thể xảy ra các phản ứng sau như hydro hóa, cộng halogen, hydrat hóa, tautomerism, cộng vòng, oxy hóa hoặc trimer hóa.

Alkynes được sử dụng rộng rãi trong y học, dược phẩm và các ứng dụng điều chế thuốc khác. Cũng được sử dụng để tổng hợp polymer, PVC và cao su.

Nó thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp để làm chín trái cây. Ví dụ về alkyne là propyne, butyne, pentyne, hexyne và những loại khác.

Sự khác biệt chính giữa Ankan, Anken và Alkynes

1. Công thức hóa học của ankan là Cn H(2n+2), trong khi công thức hóa học của anken là Cn H2n, còn của ankin là Cn H(2n-2).
2. Sự lai hóa của một ankan là sp3, trong khi của anken là sp2 và của ankin là sp.
3. Ankan là hiđrocacbon no, còn ankan và ankin là hiđrocacbon không no.
4. Ankan được gọi là parafin, trong khi ankan và anken được gọi là olefin.
5. Các ankan có lực phân tán Van der Waals, các anken có tương tác lưỡng cực-lưỡng cực yếu và các ankin có lực phân tán London là lực liên phân tử.
6. Độ dài liên kết của ankan là 153 pm, anken là 134 pm, trong khi của ankin là 121 pm.

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 11 tháng 2023 năm XNUMX