I composti contenenti idrogeno e carbonio sono noti come idrocarburi. Diversi tipi di legami chimici legano questi atomi tra loro in forma molecolare. Alcani, alcheni e alchini sono i tre principali tipi di idrocarburi.
Alcani vs Alcheni vs Alchini
La differenza principale tra alcani, alcheni e alchini è che gli alcani creano un singolo legame tra gli atomi di carbonio, mentre gli alcheni formano un doppio legame e gli alchini formano un triplo legame.
L'alcano è anche chiamato paraffina. Gli atomi di idrogeno completano le valenze di tutti e quattro gli atomi di carbonio. Metano, etano e persino propano sono gli alcani più basilari. È impiegato in una varietà di procedure industriali.
Gli alcheni sono indicati come dieni, mentre gli alcheni sono indicati come alcheni. A causa dell'esistenza di un doppio legame, sono idrocarburi insaturi. Possono essere integrati in cicloalcheni di vari diametri. Etene, propene e molti altri alcheni sono i più basilari e possono essere prodotti in laboratorio.
Gli alchini, tuttavia, sono conosciuti come trieni. Gli alchini sono molto infiammabili e gli alchini più semplici esistono allo stato gassoso, ma man mano che il complesso cresce, può esistere come liquidi o addirittura solidi.
Tabella di confronto tra alcani, alcheni e alchini
| Parametri di confronto | alcani | Alchene | alchini |
| Legame che unisce gli atomi di carbonio | Singolo | Doppio | Triplicare |
| Proprietà fisiche | Sono incolori, hanno un basso peso molecolare e un alto punto di ebollizione. Possono essere solidi, liquidi o gassosi. | A temperatura ambiente è incolore, non polare, infiammabile e ha un forte odore. Esiste come gas e ha una massa molecolare più elevata. | Ad eccezione degli alchini, che hanno un odore distinto, sono inodori e incolori e hanno un alto punto di fusione e di ebollizione a causa della loro struttura molecolare più grande. |
| Proprietà chimiche | Sono acidi deboli che reagiscono ai reagenti elettrofili e reagiscono all'ossigeno e all'idrogeno, ma semplicemente non reagiscono con alcuni altri composti chimici e con i radicali liberi. | La struttura molecolare più lunga degli alcheni ha un alto punto di ebollizione e anche la polarizzazione degli alcani è determinata dai gruppi funzionali. | Gli alcheni sono meno solubili in acqua e hanno un punto di ebollizione più alto. È alquanto acido, elettronegativo e infiammabile. |
| Applicazioni | Gas di petrolio liquefatto (GPL), gas naturale, spray aerosol, motori a combustione e altre applicazioni. | Plastica, liquori, carburanti, etanolo, acidi acrilici, esteri di glicerolo, gomme artificiali, produzione di petrolio greggio e gas naturale, tra le altre cose | La sintesi di polimeri, PVC e gomma viene utilizzata in applicazioni mediche, farmaceutiche e in altre applicazioni di produzione di farmaci. Viene utilizzato nell'industria per maturare i frutti e svolgere altre attività. |
| Instance | Etano | etene | Etino |
Cos'è l'alcano?
Gli alcani sono una forma di idrocarburo saturo con una struttura ad albero di idrogeno e atomi di carbonio. Gli alcani hanno legami carbonio-carbonio solitari. Gli alcani sono "idrocarburi aciclici ramificati e non ramificati aventi una formula generale, CnH (2n+2)", secondo la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).
L'ibridazione dell'alcano è classificata come sp3. Ha quattro indicatori di legame ed è collegato da atomi di carbonio. Lo scheletro di carbonio è la catena più grande con atomi di carbonio collegati tra loro e viene utilizzato per calcolare la dimensione di un alcano.
Gli alcani sono talvolta noti come paraffina perché hanno proprietà simili alla cera se esposti a temperature e pressioni specifiche (SATP). Gli alcani sono divisi in tre tipi in base alla loro struttura: alcani lineari, ramificati e ciclici.
Se un alcano ha anche più di tre atomi di carbonio, può essere strutturato in varie configurazioni, di cui sono costituiti gli isomeri strutturali. Petrolio, petrolio greggio o gas naturale contengono tutti alcani. Metano, etano, propano, butano, pentano, esano, eptano, ottano e altri tipi di alcani.
Cos'è l'alchene?
Gli alcheni sono idrocarburi insaturi con un doppio legame tra carbonio e carbonio. Sono sostanze chimiche apolari e altamente reattive. Un legame sigma, così come un legame pi greco, collega i doppi legami degli atomi di carbonio. A differenza della maggior parte dei legami covalenti singoli, questo è estremamente forte e stabile.
Il doppio legame non è lungo quanto il singolo legame. Gli alcheni hanno una lunghezza di legame di 133 pm (1.33). sp2 è l'ibridazione di alcheni. A causa dell'elevato costo energetico della rottura, gli alcheni non devono ruotare facilmente. Gli angoli di legame di un alchene sono distanti circa 120 gradi.
Gli alcheni sono molecole stabili che subiscono vari processi come addizione, idrogenazione, idrolisi, alogenazione, idroalogenazione, ossidazione, produzione di aloidrina, polimerizzazione, complessazione metallica, alchilazione e molti altri.
Plastica, vino, carburanti, cloruro di vinile, acidi acrilici, esteri di glicerolo, gomme artificiali, produzione di petrolio e gas naturale e vari altri processi industriali utilizzano tutti alchini. Esempi di alcheni sono etene, propene, butene, pentene, esene, eptene e vari isomeri.
Cos'è Alkyne?
Gli alcani sono idrocarburi insaturi con un triplo legame di carbonio. Inizialmente, gli alchini erano classificati come acetileni. L'angolo dei legami degli atomi di carbonio è di 180°. La struttura degli alchini è a bastoncino. Olefine è un altro nome per loro.
Gli atomi di C hanno una lunghezza di legame estremamente piccola di 121 µm. Il triplo legame sembra avere un'elevata forza di circa 839 kJ/mol. Possiede un'ibridazione sp, il che significa che gli orbitali s e p si intersecano e creano tre legami.
Successivamente, al nome dell'alchino viene aggiunto il suffisso "ene". Gli alchini possono essere prodotti utilizzando vari metodi, tra cui cracking e deidroalogenazione. Gli alchini sono un gruppo funzionale volatile che può subire idrogenazione, addizione di alogeno, idrolisi, tautomerismo o cicloaddizione.
Gli alchini sono comunemente utilizzati nei prodotti farmaceutici, nei farmaci e in altre applicazioni di produzione di farmaci. Viene anche utilizzato per produrre polimeri, PVC e gomma. È un termine utilizzato nel settore per descrivere i frutti maturi. Esempi sono il propino, il butino, il pentino e altri alchini.
Principali differenze tra alcani, alcheni e alchini
- Gli alcani hanno la formula chimica Cn H(2n+2), gli alcheni hanno Cn H2n e gli alchini hanno Cn H. (2n-2).
- L'ibridazione degli alcani è sp3, l'ibridazione degli alcheni è sp2 e l'ibridazione degli alchini è sp.
- Gli idrocarburi saturi sono alcani, mentre gli idrocarburi insaturi sono alcani e alchini.
- Le paraffine sono alcani, mentre le olefine sono alcani e alcheni.
- Gli alcani hanno una forza di dispersione di Van der Waals, mentre gli alcheni hanno una debole interazione dipolo-dipolo, mentre gli alchini hanno forze di dispersione di London come interazioni intermolecolari.
- Gli alcani hanno una lunghezza di legame di 153 pm, gli alcheni hanno una lunghezza di legame di 134 pm e gli alchini hanno una lunghezza di legame di 121 pm.
Conclusione
Alcani, alcheni e alchini sono idrocarburi senza gruppi funzionali. Sono invece catene di atomi di carbonio su un unico piano, senza altri gruppi funzionali attaccati. Sembrano sostanze simili, eppure non lo sono. È importante apprezzare la distinzione per ottenere una migliore comprensione della polimerizzazione. I sottotipi sotto ciascun tipo vengono studiati in modo approfondito in base all'argomento.
Riferimenti
- 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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