Verbindungen, die Wasserstoff und Kohlenstoff enthalten, werden als Kohlenwasserstoffe bezeichnet. Verschiedene Arten chemischer Bindungen binden diese Atome in Molekülform miteinander. Alkane, Alkene und Alkine sind die drei Hauptarten von Kohlenwasserstoffen.
Alkane vs. Alkene vs. Alkine
Der Hauptunterschied zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen besteht darin, dass Alkane eine Einfachbindung zwischen Kohlenstoffatomen bilden, während Alkene eine Doppelbindung und Alkine eine Dreifachbindung bilden.
Alkan wird auch Paraffin genannt. Wasserstoffatome vervollständigen die Valenzen aller vier Kohlenstoffatome. Methan, Ethan und sogar Propan sind die einfachsten Alkane. Es wird in einer Vielzahl von industriellen Verfahren eingesetzt.
Alkene werden als Diene bezeichnet, während Alkene als Alkene bezeichnet werden. Aufgrund der Doppelbindung handelt es sich um ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Sie können in Cycloalkene verschiedener Durchmesser eingebaut werden. Ethen, Propen und viele andere Alkene sind die grundlegendsten und können im Labor hergestellt werden.
Alkine werden jedoch als Triene bezeichnet. Alkine sind sehr brennbar und die einfachsten Alkine liegen im gasförmigen Zustand vor, aber wenn der Komplex wächst, kann er in flüssiger oder sogar fester Form vorliegen.
Vergleichstabelle zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen
| Vergleichsparameter | Alkan | Alken | Alkine |
| Bindung verbindende Kohlenstoffatome | Single | Doppelt | Verdreifachen |
| Physikalische Eigenschaften | Sie sind farblos, haben ein niedriges Molekulargewicht und einen hohen Siedepunkt. Sie können Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase sein. | Bei Raumtemperatur ist es farblos, unpolar, brennbar und hat einen starken Geruch. Es liegt als Gas vor und hat eine höhere Molekülmasse. | Mit Ausnahme von Alkinen, die einen ausgeprägten Geruch haben, sind sie geruchs- und farblos und haben aufgrund ihrer größeren Molekülstruktur einen hohen Schmelz- und Siedepunkt. |
| Chemische Eigenschaften | Sind schwache Säuren, die auf elektrophile Reagenzien reagieren und auf Sauerstoff und Wasserstoff reagieren, aber einfach nicht mit einigen anderen chemischen Verbindungen sowie freien Radikalen reagieren. | Die längere Molekülstruktur von Alkenen hat einen hohen Siedepunkt und auch die Polarisation von Alkanen wird durch funktionelle Gruppen bestimmt. | Alkene sind weniger wasserlöslich und haben einen höheren Siedepunkt. Es ist etwas sauer, elektronegativ und brennbar. |
| Anwendung | Flüssiggas (LPG), Erdgas, Aerosolsprays, Verbrennungsmotoren und andere Anwendungen. | Unter anderem Kunststoffe, Spirituosen, Kraftstoffe, Ethanol, Acrylsäuren, Glycerinester, Kunstkautschuke sowie die Erdöl- und Erdgasförderung | Die Polymer-, PVC- und Kautschuksynthese wird in der Medizin, Pharmazie und anderen Arzneimittelherstellungsanwendungen eingesetzt. Es wird in der Industrie zum Reifen von Früchten und für andere Tätigkeiten verwendet. |
| Beispiel | Ethan | Ethen | Ethin |
Was ist Alkan?
Alkane sind eine Form von gesättigten Kohlenwasserstoffen mit einer Baumstruktur aus Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen. Alkane haben einzelne Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen. Alkane sind laut IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) „acyclische verzweigte sowie unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit der allgemeinen Formel CnH (2n+2)“.
Die Alkan-Hybridisierung wird als sp3 klassifiziert. Es hat vier Bindungsindikatoren und ist durch Kohlenstoffatome verbunden. Das Kohlenstoffgerüst ist die größte Kette mit miteinander verbundenen Kohlenstoffatomen und wird zur Berechnung der Größe eines Alkans verwendet.
Alkane werden manchmal als Paraffine bezeichnet, weil sie wachsartige Eigenschaften haben, wenn sie bestimmten Temperaturen und Drücken ausgesetzt werden (SATP). Alkane werden basierend auf ihrer Struktur in drei Typen eingeteilt: lineare, verzweigte und zyklische Alkane.
Wenn ein Alkan sogar mehr als drei Kohlenstoffatome hat, kann es in verschiedenen Konfigurationen strukturiert sein, aus denen Strukturisomere bestehen. Erdöl, Rohöl oder Erdgas enthalten alle Alkane. Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Oktan und andere Arten von Alkanen.
Was ist Alken?
Alkene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Doppelbindung zwischen Kohlenstoff und Kohlenstoff. Sie sind apolare und hochreaktive Chemikalien. Eine Sigma-Bindung sowie eine Pi-Bindung verbinden die Doppelbindungen der Kohlenstoffatome. Im Gegensatz zu den meisten kovalenten Einfachbindungen ist diese extrem stark und stabil.
Die Doppelbindung ist nicht so lang wie die Einfachbindung. Alkene haben eine Bindungslänge von 133 pm (1.33). sp2 ist die Hybridisierung von Alkenen. Aufgrund der hohen Energiekosten des Brechens müssen die Alkene nicht ohne weiteres rotieren. Die Bindungswinkel eines Alkens liegen um 120 Grad auseinander.
Alkene sind stabile Moleküle, die verschiedene Prozesse wie Addition, Hydrierung, Hydrolyse, Halogenierung, Hydrohalogenierung, Oxidation, Halohydrinproduktion, Polymerisation, Metallkomplexierung, Alkylierung und viele mehr durchlaufen.
Bei Kunststoffen, Wein, Kraftstoffen, Vinylchlorid, Acrylsäuren, Glycerinester, künstlichem Gummi, der Erdöl- und Erdgasproduktion und verschiedenen anderen industriellen Prozessen kommen Alkine zum Einsatz. Beispiele für Alkene sind Ethen, Propen, Buten, Penten, Hexen, Hepten und verschiedene Isomere.
Was ist Alkin?
Alkane sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Kohlenstoff-Dreifachbindung. Ursprünglich wurden Alkine als Acetylene klassifiziert. Der Bindungswinkel der Kohlenstoffatome beträgt 180°. Die Struktur der Alkine ist stäbchenförmig. Olefine ist ein anderer Name für sie.
Die C-Atome haben eine extrem kleine Bindungslänge von 121 pm. Die Dreifachbindung scheint eine hohe Stärke von etwa 839 kJ/mol zu haben. Es besitzt eine sp-Hybridisierung, was bedeutet, dass sich die s- und p-Orbitale kreuzen und drei Bindungen bilden.
Danach wird dem Namen des Alkins das Suffix „ene“ hinzugefügt. Alkine können mit verschiedenen Methoden hergestellt werden, darunter Cracken und Dehydrohalogenierung. Alkine sind flüchtige funktionelle Gruppen, die Hydrierung, Halogenaddition, Hydrolyse, Tautomerie oder Cycloaddition eingehen können.
Alkine werden häufig in Pharmazeutika, Medikamenten und anderen Anwendungen der Arzneimittelproduktion eingesetzt. Es wird auch zur Herstellung von Polymeren, PVC und Gummi verwendet. In der Branche wird dieser Begriff zur Beschreibung reifer Früchte verwendet. Beispiele hierfür sind Propin, Butin, Pentin und andere Alkine.
Hauptunterschiede zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen
- Alkane haben die chemische Formel Cn H(2n+2), Alkene haben Cn H2n und Alkine haben Cn H. (2n-2).
- Die Alkan-Hybridisierung ist sp3, die Alken-Hybridisierung ist sp2 und die Alkin-Hybridisierung ist sp.
- Gesättigte Kohlenwasserstoffe sind Alkane, während ungesättigte Kohlenwasserstoffe Alkane und Alkine sind.
- Paraffine sind Alkane, während Olefine Alkane und Alkene sind.
- Alkane haben eine Van-der-Waals-Dispersionskraft, während Alkene eine schwache Dipol-Dipol-Wechselwirkung haben, während Alkine London-Dispersionskräfte als intermolekulare Wechselwirkungen haben.
- Alkane haben eine Bindungslänge von 153 pm, Alkene haben eine Bindungslänge von 134 pm und Alkine haben eine Bindungslänge von 121 pm.
Zusammenfassung
Alkane, Alkene und Alkine sind Kohlenwasserstoffe ohne funktionelle Gruppen. Stattdessen handelt es sich um Ketten von Kohlenstoffatomen in einer einzigen Ebene, an die keine weiteren funktionellen Gruppen gebunden sind. Sie scheinen ähnliche Substanzen zu sein, sind es aber nicht. Für ein besseres Verständnis der Polymerisation ist es wichtig, den Unterschied zu verstehen. Die Untertypen jeder Art werden im Rahmen des Themas eingehend untersucht.
Bibliographie
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2009/cc/b820048chttps://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1680347
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2009/cc/b820048chttps://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1680347
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