Kokios yra Alkanų savybės - Skirtumas Tarp

Kokios yra Alkanų savybės

Šiame straipsnyje skaitytojui pateikiamas išsamus atsakymas į klausimą, kokios yra Alkanų savybės. Jame aprašomos Alkanų cheminės ir fizinės savybės. Alkanai skiriasi priklausomai nuo molekulinės masės ir molekulinės struktūros. Alkanuose yra du pagrindiniai molekuliniai susitarimai; būtent acikliniai alkanai (CnH2n + 2) ir cikliniai alkanai (CnH2n). Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama acikliniams alkanams ir jų savybėms ir paaiškinami šakotų ir nešakuotų alkanų savybių skirtumai. Įsišakniję alkanai ir nepramoniniai alkanai pasižymi skirtingomis cheminėmis ir fizinėmis savybėmis, kurios apibūdina jų cheminį reaktingumą, rišimo pobūdį, tankį ir tirpumą, virimo temperatūros ir lydymosi temperatūros pokyčių priežastis. Apskritai šiame straipsnyje atsakoma į „kaip“ ir „kodėl“ fizikinės alkanų savybės keičiasi alkano serijomis.

Kas yra Alkanai

Alkanuose yra tik anglies ir vandenilio atomų. Jie turi tik vieną ryšį tarp anglies atomų (C-C obligacijos). Jie vadinami „prisotintais angliavandeniliais“. Organinės molekulės, susidarančios tik su anglies ir vandenilio atomais, vadinamos „angliavandeniliais“. Pagal orbitos hibridizacijos modelį visi angliavandeniai Alkanuose turi SP3 hibridizaciją. Jie sudaro sigma ryšius su vandenilio atomais, dėl kurių molekulinė geometrija kaip tetraedras.

Bendra Alkanų molekulinė formulė

Alkanai turi bendrą molekulinę formulę CnH2n + 2. Mažiausias alkanas yra metanas (CH4).


Alkanų molekulinė struktūra

Acikliniai alkanai: Struktūroje nėra žiedo. Tačiau ji gali turėti šakotą arba nešakuotą molekulinę struktūrą. Kartais vadinami nepagrindiniai Alkanai n-alkanai.


Cikloalkanai: Struktūroje yra apykaitinė molekulinė struktūra. Cikloalkanai turi bendrą formulę CnH2n.

Alkanų cheminės savybės

Reaktingumas

Alkanai yra inertiški daugeliui cheminių reagentų. „Parafinas“ yra senas angliavandenilių pavadinimas. Jis yra kilęs iš lotyniško žodžio „parumaffinis“, kuris reiškia „mažai afinitetą“. Priežastis yra anglies ir anglies (C-C) ir anglies – vandenilio (C-H) obligacijos yra gana stiprios. Labai sunku lūžti jų jungtis, nebent alkanai būtų šildomi į gana aukštą temperatūrą. C-H obligacijos taip pat yra stiprios, nes anglies ir vandenilio atomai turi beveik tas pačias elektronegatyvumo vertes.

Degimas

Alkanai gali lengvai degti ore. Reakcija tarp Alkanų su pertekliniu deguonimi vadinama degimu. Šioje reakcijoje alkanai konvertuojami į anglies dioksidą (CO2) ir vandenį.


Degimo reakcijos yra egzoterminės, o tai reiškia, kad jos išskiria šilumą. Todėl alkanai gali būti naudojami kaip energijos šaltinis.

Alkanų fizinės savybės

Alkanai egzistuoja visose trijose formose: kaip dujos, skysčiai ir kietosios medžiagos. Metanas, etanas, propanas ir butanas yra dujos kambario temperatūroje. Pentano, heksano ir heptano linijinės struktūros yra skysčiai. Alkanai, turintys didesnę molekulinę masę, yra kietosios medžiagos.

CH4 C4H10 Dujos

C5H12 C17H36 Skysčiai

Alkanai, turintys didesnę molekulinę masę

Tirpumas

Alkanai yra ne poliniai organiniai junginiai. Vanduo yra polinis tirpiklis, todėl alkanai neištirpsta vandenyje. Manoma, kad jie yra „hidrofobiniai“ (reiškia „vandens nekenčiančius“) junginius. Jie ištirpinami ne poliniuose arba silpnai poliniuose organiniuose tirpikliuose. Alkanai naudojami kaip geri tepalai ir metalų konservantai, nes jie apsaugo metalinį paviršių nuo patekimo į vandenį; jis apsaugo nuo korozijos.

Tankis

Alkanų tankis yra mažesnis nei vandens tankis. Jų tankis yra beveik 0,7 g ml-1, atsižvelgiant į vandens tankį 1,0 g ml-1. Pavyzdžiui, jei Alkaną sumaišome su vandeniu, Alkano sluoksnis atskiria vandenį, nes Alkanai yra mažiau tankūs, palyginti su vandeniu, ir jie netirpsta vandenyje.

Virimo taškai

Nesusijusiems alkanams virimo temperatūra sklandžiai didėja, kai anglies atomų skaičius ir molekulinė masė didėja. Didesnės molekulės turi didesnį paviršiaus plotą ir suteikia didesnį gebėjimą suformuoti van der waals sąveiką (Londono jėgos sąveika). Nors tai yra silpnos tarpmolekulinės jėgos, jos pakelia virimo taškus ir taip užkerta kelią garavimui.

Apskritai, šakotieji alkanai turi mažesnes virimo temperatūras, lyginant su tais pačiais nelaidžiais alkanais, turinčiais tokį patį anglies atomų skaičių. Virimo taškų skirtumai atsiranda dėl to, kad šakotieji alkanai yra kompaktiškesni, yra nedidelis paviršiaus plotas ir taip palengvina mažesnį Londono jėgos sąveikos paviršiaus plotą. Tai sumažina virimo taškus šakotais alkanais.


Lydymosi taškai

N-alkanams šis pokytis yra toks pat kaip ir lydymosi taškai; lydymosi temperatūra padidėja molekulinės masės atžvilgiu. Tačiau yra nedidelis skirtumas tarp lydymosi taškų tarp alkanų ir vienodo anglies atomų skaičiaus ir nelyginio anglies atomų skaičiaus.Alkanai, turintys vienodą anglies atomų skaičių, turi aukštesnius lydymosi taškus, nes jie gerai supakuoti į kietą struktūrą. Todėl, norint jas ištirpinti, reikia didesnės temperatūros palei alkano seriją. Todėl lydymosi taškų variacija nėra lygi kreivė išilgai alkano serijos.

Paprastai šakotieji alkanai turi aukštesnius lydymosi taškus nei n-alkanas, turintis tokį patį anglies atomų skaičių. Įsišaknijusi struktūra suteikia labiau kompaktišką 3D struktūrą. Jis lengvai supakuojamas į kietą struktūrą su aukšta lydymosi temperatūra.

Alkanų ypatybės - santrauka

Alkanai yra angliavandeniliai, kurių cheminė formulė CnH2n + 2. Visi anglies atomai yra hibridizuoti SP3 ir sudaro sigmos ryšius, nukreiptus link tetraedro kampų. Tiek virimo temperatūra, tiek lydymosi temperatūra padidėja molekulinės masės atžvilgiu. Grandinės šakos turi didelį poveikį tiek lydymosi, tiek virimo temperatūrai, tačiau priešingai. Alkanų padalinimas sumažina virimo temperatūrą, priešingai, alkanų šakėjimasis padidina lydymosi temperatūrą. N-alkano serijos virimo temperatūros ir lydymosi taško pokyčiai rodo į viršų nukreiptą grafiką. Nepaisant to, lydymosi taškų grafikas neturi sklandžios formos.

Alkanai yra chemiškai stabilūs ir paprastai nesusiję su cheminėmis reakcijomis. Jie yra netirpūs poliariniuose tirpikliuose ir tirpsta ne poliniuose arba silpnai poliniuose organiniuose tirpikliuose. Alkanai yra mažiau tankūs nei vanduo.

Alkanai rodo izomerizmą; yra kelios molekulinės struktūros vienai molekulinei formulei. Jų fizinės ir cheminės savybės keičiasi su struktūra.

KAS YRA ALKENŲ SAVYBĖS