Care sunt proprietățile lui Alkanes

Acest articol prezintă cititorului un răspuns complet la întrebarea care sunt proprietățile lui Alkanes. Acesta oferă descrierea proprietăților chimice și fizice ale Alkanes. Alcanii variază în funcție de greutatea moleculară și structura moleculară. Există două mecanisme moleculare principale în Alkanes; și anume, alcani aciclici (C_nH_{2n + 2}) și alcani ciclici (C_nH_2n). Acest articol se concentrează în principal pe alcani aciclici și proprietățile lor și explică diferențele în proprietățile alcanilor ramificați și neramificați. Alcani ramificați și alcani ne-ramificați posedă proprietăți chimice și fizice diferite care descriu reactivitatea lor chimică, natura legăturii, densitatea și solubilitatea, motivele variațiilor punctului de fierbere și punctului de topire. În general, acest articol răspunde "cum" și "de ce" proprietățile fizice ale alcanilor se schimbă de-a lungul seriei de alcani.

Ce sunt Alkanes

Alcani conțin numai atomi de carbon și hidrogen. Ei au doar legături simple între atomii de carbon (legături C-C). Ele sunt numite "hidrocarburi saturate". Moleculele organice care se formează numai cu atomi de carbon și hidrogen se numesc "hidrocarburi". Conform modelului de hibridizare orbitală, toți atomii de carbon din Alkanes au hibridizarea SP3. Ei formează legături sigma cu atomi de hidrogen, rezultând geometria moleculară ca un tetraedru.

Formula moleculară generală a Alkanes

Alcani au formula moleculară generală CnH2n + 2. Cel mai mic alcan este metanul (CH4).

Structura moleculară a lui Alkanes

Alcani aciclici: Nu există structură inelară. Cu toate acestea, poate avea aranjamente moleculare ramificate sau neramificate. Nu sunt numite, uneori, alcane nelegate n-alcani.

cicloalcani: Există un aranjament molecular circular în structură. Cicloalcanii au formula generală C_nH_2n.

Proprietăți chimice ale Alkanes

reactivitatea

Alcanii sunt inerți pentru mulți reactivi chimici. "Parafina" este un nume vechi pentru hidrocarburi. Este derivat din cuvântul latin "parumaffinis", care înseamnă "cu afinitate mică". Motivul este că carbon-carbon (C-C) și carbon-hidrogen (C-H) obligațiuni sunt destul de puternice. Este foarte dificil să-ți rupi legăturile dacă alcani nu sunt încălzite la temperaturi destul de ridicate. Legăturile C-H sunt de asemenea puternice, deoarece atomii de carbon și hidrogen au aproape aceleași valori de electronegativitate.

Combustie

Alcanii pot arde cu ușurință în aer. Reacția dintre alcanii și oxigenul în exces se numește "ardere". În această reacție, alcani se transformă în dioxid de carbon (CO₂) si apa.

Reacțiile de ardere sunt exoterme, ceea ce înseamnă că dau căldură. Prin urmare, alcani pot fi utilizați ca sursă de energie.

Proprietățile fizice ale Alkanes

Alcani există în toate cele trei forme: ca gaze, lichide și solide. Metanul, etanul, propanul și butanul sunt gaze la temperatura camerei. Structurile neramificate ale pentanului, hexanului și heptanului sunt lichide. Alcanii cu greutate moleculară mai mare sunt solide.

CH₄ C₄H₁₀                                                                       gaze

C₅H₁₂ C₁₇H₃₆                                                                  lichide

Alcani cu greutate moleculară mai mare solide moi

Solubilitate

Alcani sunt un compus organic nepolar. Apa este un solvent polar, deci alcani nu se dizolvă în apă. Acestea se spune că sunt "hidrofobe" (înseamnă "urați de apă") compuși. Acestea sunt dizolvate în solvenți organici nepolari sau slab polari organici. Alcanii sunt folosiți ca lubrifianți și conservanți pentru metale, deoarece protejează suprafața metalică de a ajunge la apă; previne coroziunea.

Densitate

Densitățile alcanilor sunt mai mici decât densitatea apei. Valoarea densității lor este de aproximativ 0,7 g de ml^-1, având în vedere densitatea apei ca 1,0 g ml^-1. De exemplu, dacă amestecăm un Alkane cu apă, stratul Alkane se separă pe partea superioară a apei, deoarece Alkanesul este mai puțin dens decât apa și este insolubil în apă.

Puncte de fierbere

Pentru alcani neramificați, punctul de fierbere crește fără probleme deoarece numărul de atomi de carbon și greutatea moleculară cresc. Moleculele mai mari au o suprafață mai mare, oferind o capacitate mai mare de a forma interacțiuni van der waals (interacțiunile forței de la Londra). Deși acestea sunt forțe intermoleculare slabe, ele ridică punctele de fierbere și astfel împiedică vaporizarea.

În general, alcani ramificați au puncte de fierbere mai scăzute comparativ cu aceleași alcani neramificați, având același număr de atomi de carbon. Diferențele în ceea ce privește punctul de fierbere apar deoarece alanii ramificați sunt mai compacți, este o suprafață mică și astfel facilitează o suprafață mai mică pentru interacțiunile forței de la Londra. Aceasta scade punctele de fierbere în alcani ramificați.

Punctele de topire

Pentru n-alcani, aceasta urmează aceeași variație ca și punctele de topire; punctul de topire crește cu greutatea moleculară. Cu toate acestea, există o mică diferență în punctele de topire între alcani cu număr par de atomi de carbon și număr impar de atomi de carbon. Alcanii cu număr par de atomi de carbon au puncte de topire mai ridicate, deoarece sunt ambalate bine într-o structură solidă. Prin urmare, o temperatură mai ridicată de-a lungul seriei de alcani este necesară pentru a le topi. Prin urmare, variația punctelor de topire nu prezintă o curbă netedă de-a lungul seriei de alcani.

În general, alcani ramificați au puncte de topire mai ridicate decât n-alcanul cu același număr de atomi de carbon. Structura ramificată oferă o structură 3D mai compactă. Se îmbină cu ușurință într-o structură solidă cu un punct de topire ridicat.

Proprietățile lui Alkanes - Rezumat

Alcani sunt hidrocarburi cu formula chimică C_nH_{2n + 2}. Toți atomii de carbon sunt hibridizați SP3 și formează legături sigma direcționate către colțurile unui tetraedru. Atât punctul de fierbere cât și punctul de topire cresc cu greutatea moleculară. Răsucirea lanțului are un efect mare atât asupra punctului de topire, cât și asupra punctului de fierbere, dar în moduri opuse. Ramificarea alcaniilor scade punctul de fierbere, în schimb, ramificația alcanilor ridică punctul de topire. Pentru o serie de n-alcani, variația punctului de fierbere și a punctului de topire arată un grafic ascendent. Cu toate acestea, graficul pentru punctele de topire nu are o formă netedă.

Alcani sunt stabile din punct de vedere chimic și de obicei nu implică reacții chimice. Ele sunt insolubile în solvenți polari și solubili în solvenți organici nepolari sau slab polari organici. Alcanii sunt mai puțin densi decât apa.

Alkanes prezintă izomerism; există mai multe structuri moleculare pentru o formulă moleculară. Proprietățile lor fizice și chimice se schimbă odată cu structura.

CARE SUNT PROPRIETĂȚILE ALKENILOR