Węglowodory to związki zawierające atomy węgla i wodoru. Atomy te są połączone ze sobą w formie molekularnej różnymi rodzajami wiązań chemicznych. Węglowodory mają trzy główne typy – alkany, alkeny i alkiny.
Alkany vs Alkeny vs Alkiny
Główna różnica między alkanami, alkenami i alkinami polega na tym, że alkany tworzą pojedyncze wiązanie między atomami węgla, podczas gdy alkeny tworzą wiązanie podwójne, podczas gdy alkiny tworzą wiązanie potrójne między atomami węgla.
Alkany znane są również jako parafina. Wartościowości czterowęglowego atomu są wypełnione przez atomy wodoru. Najprostszym rodzajem alkanów jest metan, etan, a nawet propan. Jest szeroko stosowany w różnych procesach przemysłowych.
Podczas gdy alkeny nazywane są dienem. Są to węglowodory nienasycone ze względu na obecność podwójnego wiązania. Można je włączyć do wszystkich rozmiarów pierścieni zwanych cykloalkenami. Najprostszymi rodzajami alkenów są eten, propen i inne, które można przygotować w laboratorium.
Z drugiej strony alkiny nazywane są trienami. Alkiny są wysoce łatwopalne, a prostsze alkiny są obecne w stanie gazowym, a gdy związek staje się większy, związek ten można znaleźć w postaci cieczy lub nawet ciała stałego.
Tabela porównawcza między alkanami, alkenami i alkinami
| Parametry porównania | Alkany | Alkeny | Alkiny |
| Wiązanie między atomami węgla | Pojedyncze wiązanie | Podwójne wiązanie | Potrójne wiązanie |
| Właściwości fizyczne | Bezbarwny, o niskiej masie cząsteczkowej, o wysokiej temperaturze wrzenia i może występować jako ciało stałe, ciecz i gaz | Bezbarwny, niepolarny, palny, o silnym zapachu, występuje jako gaz w temperaturze pokojowej i ma większą masę cząsteczkową | Bezwonny i bezbarwny (wyjątek – alkiny mają charakterystyczny zapach), mają wysoką temperaturę wrzenia i topnienia oraz większą strukturę molekularną |
| Właściwości chemiczne | Nie reagują z innymi związkami chemicznymi lub wolnymi rodnikami, są słabymi kwasami, reagują z odczynnikami elektrofilowymi, reagują z tlenem i wodorem | Mniej rozpuszczalny w wodzie, dłuższy łańcuch cząsteczkowy alkenów ma wysoką temperaturę wrzenia, polarność alkanów zależy od grup funkcyjnych | Lekko kwaśny i elektroujemny, palny |
| Podanie | Stosowany w gotowaniu, ogrzewaniu, gazie płynnym (LPG), gazie ziemnym, aerozolach, silnikach spalinowych i innych | Stosowany w syntezie tworzyw sztucznych, alkoholu, paliw, chlorku winylu, etanolu, kwasów akrylowych, estrów glicerolu, kauczuków syntetycznych oraz produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego i innych | Stosowany w lekach, farmaceutykach i innych aplikacjach do przygotowywania leków, syntezie polimerów, PVC i gumy. Jest powszechnie stosowany w przemyśle do dojrzewania owoców i innych procesów |
| Przykład | Metan, etan | eten, propen | Etyna, propyne |
Co to są alkany?
Alkany to rodzaj węglowodoru nasyconego, który zawiera atomy wodoru i węgla ułożone w strukturę drzewa. Wiązania węgiel-węgiel w alkanach są pojedyncze. Definicja alkanów IUPAC (International Union Od Pure and Applied Chemistry) brzmi: „acykliczne rozgałęzione lub nierozgałęzione węglowodory o ogólnym wzorze Cn H (2n+2)”.
Hybrydyzacja alkanów to sp3. Zawiera cztery znaki wiązań i jest połączony atomami węgla. Najdłuższy łańcuch połączonych ze sobą atomów węgla nazywany jest szkieletem węglowym i służy do określania wielkości alkanu.
Alkany są również znane jako parafiny, ponieważ wykazują właściwości podobne do wosku w określonej standardowej temperaturze i ciśnieniu otoczenia (SATP). Alkany można dalej klasyfikować w zależności od struktury – alkany liniowe rozgałęzione lub cykliczne.
Jeśli alkan ma więcej niż trzy atomy węgla, może być ułożony w różne struktury i to jest podstawą izomerów strukturalnych. Alkany są szeroko stosowane w ropie naftowej, ropie naftowej i gazie ziemnym. Różne przykłady metanu, etanu, propanu, butanu, pentanu, heksanu, heptanu, oktanu i innych różnych typów.
Co to jest alken?
Alkeny to rodzaj nienasyconych węglowodorów, które mają podwójne wiązanie węgiel-węgiel. Są to związki apolarne i bardzo reaktywne. Podwójne wiązanie atomów węgla jest połączone wiązaniem sigma i wiązaniem pi. Wiązanie jest bardzo mocne i stabilne niż większość pojedynczych wiązań kowalencyjnych.
Podwójne wiązanie jest krótsze. Długość wiązania alkenów wynosi 133 pm lub 1,33 Å. Hybrydyzacja alkenów to sp2. Alkeny nie obracają się swobodnie z powodu energetycznego kosztu przerwania. Kąty wiązania alkenu są oddalone od siebie o około 120°.
Alkeny są stabilnymi związkami, ale ulegają kilku reakcjom, takim jak reakcja addycji, reakcja uwodornienia, uwodnienie, halogenowanie, hydrohalogenowanie, utlenianie, tworzenie halohydryny, polimeryzacja, kompleksowanie metali, alkilowanie i wiele innych reakcji.
Alkiny są szeroko stosowane w syntezie plastiku, alkoholu, paliw, chlorku winylu, etanolu, kwasów akrylowych, estrów glicerolu, kauczuków syntetycznych, produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego oraz w kilku innych procesach przemysłowych. Przykładem alkenów jest eten, propen, buten, penten, heksen, hepten, okten, nonen i inne izomery.
Co to jest alkin?
Alkiny to nienasycone węglowodory zawierające potrójne wiązanie węgla. Alkiny były początkowo znane jako acetyleny. Kąt wiązania między atomami węgla wynosi 180°. Alkiny mają strukturę przypominającą pręciki. Znane są również jako olefiny.
Długość wiązania między atomami węgla jest bardzo krótka i wynosi 121 pm. Wiązanie potrójne ma silną siłę wiązania, która wynosi około 839 kJ/mol. Ma hybrydyzację sp, w której orbitale s i p zachodzą na siebie i tworzą trzy wiązania.
Alkiny są nazywane po sufiksie „ene”. Alkiny można syntetyzować w kilku procesach, takich jak kraking lub dehydrohalogenacja. Alkiny są reaktywną grupą funkcyjną i mogą mieć następujące reakcje, takie jak uwodornienie, addycja halogenu, uwodnienie, tautomeria, cykloaddycja, utlenianie lub trimeryzacja.
Alkiny są szeroko stosowane w lekach, farmaceutykach i innych zastosowaniach do przygotowywania leków. Stosowany również do syntezy polimerów, PVC i gumy. Jest powszechnie stosowany w przemyśle do dojrzewania owoców. Przykładami alkinów są propyn, butyn, pentyn, heksyn i inne.
Główne różnice między alkanami, alkenami i alkinami
Wniosek
Alkany, alkeny i alkiny są typami węglowodorów i nie mają grup funkcyjnych. Wydają się podobnymi związkami, ale mają wyraźne różnice. Pod każdym typem istnieją dalsze podtypy i są szczegółowo badane pod tematem.
Alkany, alkeny i alkiny są używane w codziennych procesach. Odgrywają ważną rolę w różnych branżach i procesach produkcyjnych. Charakterystyki i funkcje wszystkich związków są różne, a co za tym idzie ich zastosowanie jest różne i różnorodne.
