Hva er egenskapene til Alkanes
Share
Denne artikkelen presenterer leseren et komplett svar på spørsmålet hva er egenskapene til Alkanes. Det gir beskrivelse av kjemiske og fysiske egenskaper av alkaner. Alkaner varierer med molekylvekten og molekylstrukturen. Det er to hovedmolekylære arrangementer i Alkanes; nemlig, acykliske alkaner (C-nH2n + 2) og sykliske alkaner (C-nH2n). Denne artikkelen fokuserer hovedsakelig på de acykliske alkaner og deres egenskaper, og forklarer forskjellene i egenskaper av forgrenede og uforgrenede alkaner. Forgrenede alkaner og ikke forgrenede alkaner har forskjellige kjemiske og fysiske egenskaper som beskriver deres kjemiske reaktivitet, bindingsart, tetthet og oppløselighet, årsaker til variasjonene i kokepunkt og smeltepunkt. Generelt svarer denne artikkelen, "hvordan" og "hvorfor" de fysiske egenskapene til alkaner endres langs alkan-serien.
Hva er Alkanes
Alkaner inneholder bare karbon- og hydrogenatomer. De har bare enkle bindinger mellom karbonatomer (C-C bindinger). De kalles "mettede hydrokarboner." Organiske molekyler som dannes med bare karbon- og hydrogenatomer kalles "hydrokarboner." Ifølge orbital hybridiseringsmodellen har alle karbonatomer i Alkanes SP3-hybridiseringen. De danner sigma-bindinger med hydrogenatomer som resulterer i molekylær geometri som en tetraeder.
Generell molekylær formel for Alkanes
Alkaner har den generelle molekylformelen CnH2n + 2. Den minste alkan er metan (CH4).
Molekylær struktur av alkaner
Acykliske alkaner: Det er ingen ringformasjon i strukturen. Det kan imidlertid ha forgrenede eller uforgrenede molekylære ordninger. Unbranched Alkanes kalles noen ganger n-alkaner.
sykloalkaner: Det er et sirkulært molekylært arrangement i strukturen. Sykloalkaner har den generelle formel CnH2n.
Kjemiske egenskaper Alkanes
reaktivitet
Alkaner er inerte for mange kjemiske reagenser. "Parafin" er et gammelt navn på hydrokarboner. Det er avledet fra det latinske ordet "parumaffinis", som betyr "med liten affinitet". Årsaken er karbon-karbon (C-C) og karbon-hydrogen (C-H) bindinger er ganske sterke. Det er svært vanskelig å bryte sine bindinger med mindre alkanene blir oppvarmet til ganske høye temperaturer. C-H-bindingene er også sterke, fordi karbon- og hydrogenatomer har nesten samme elektronegativitetsverdier.
forbrennings~~POS=TRUNC
Alkaner kan lett brenne i luften. Reaksjon mellom alkaner med overflødig oksygen kalles "forbrenning." I denne reaksjonen konverterer alkaner til karbondioksid (CO2) og vann.
Forbrenningsreaksjonene er eksoterme, noe som betyr at de avgir varme. Derfor kan alkaner brukes som energikilde.
Fysiske egenskaper av alkaner
Alkaner finnes i alle tre former: som gasser, væsker og faste stoffer. Metan, etan, propan og butan er gasser i romtemperatur. De uberørte strukturer av pentan, heksan og heptan er væsker. Alkaner med høyere molekylvekt er faste stoffer.
CH4 C4H10 gasser
C5H12 C17H36 væsker
Alkaner med høyere molekylvekt, myke faste stoffer
løselighet
Alkaner er en ikke-polar organisk forbindelse. Vann er et polært løsningsmiddel, slik at alkaner ikke oppløses i vann. De sies å være "hydrofobe" (betyr "vannhaterende") forbindelser. De oppløses i ikke-polare eller svakt polare organiske løsningsmidler. Alkaner brukes som gode smøremidler og konserveringsmidler for metallene fordi de beskytter metalloverflaten mot å nå vann; det forhindrer korrosjon.
tetthet
Tettheter av alkaner er lavere enn tettheten av vann. Deres tetthetsverdi er nesten 0,7 g ml-1, vurderer tettheten av vann som 1,0 g ml-1. For eksempel, hvis vi blander en alkan med vann, separerer alkanlaget på toppen av vannet, siden alkanene er mindre tette i forhold til vann og de er uoppløselige i vann.
Kokepunkt
For ubrente alkaner øker kokpunktet jevnt som antall karbonatomer og molekylvekten øker. Større molekyler har et større overflateareal som gir større evne til å danne van der waals interaksjoner (London Force Interactions). Selv om disse er svake intermolekylære krefter, øker de kokpunktene og forhindrer dermed fordampning.
Generelt har forgrenede alkaner lavere kokepunkter sammenlignet med de samme uforgrenede alkaner, som har det samme antall karbonatomer. Forskjellene i kokepunkter oppstår siden forgrenede alkaner er mer kompakte, er et lite overflateareal, og dermed letter mindre overflateareal for London-kraftinteraksjoner. Dette senker kokpunktene i forgrenede alkaner.
Smeltepunkt
For n-alkaner følger dette samme variasjon som smeltepunktene; smeltepunktet øker med molekylvekten. Det er imidlertid en liten forskjell i smeltepunkter mellom alkanene med jevnt antall karbonatomer og ulik antall karbonatomer. Alkaner med jevnt antall karbonatomer har høyere smeltepunkt, fordi de er pakket godt inn i en solid struktur. Derfor kreves en høyere temperatur langs alkan-serien for å smelte dem. Derfor viser variasjonen av smeltepunktene ikke en jevn kurve langs alkan-serien.
Generelt har forgrenede alkaner høyere smeltepunkt enn n-alkan med det samme antall karbonatomer. Forgrenet struktur gir en mer kompakt 3D-struktur. Den pakker lett inn i en solid struktur med høyt smeltepunkt.
Egenskaper av Alkanes - Sammendrag
Alkaner er hydrokarboner med kjemisk formel CnH2n + 2. Alle karbonatomer er SP3-hybridiserte, og danner sigma-bindinger rettet mot hjørner av en tetraeder. Både kokepunkt og smeltepunkt øker med molekylvekten. Forgrening av kjeden har stor effekt for både smeltepunkt og kokepunkt, men på motsatte måter. Forgrening av alkaner senker kokepunktet, omvendt forgrening av alkaner øker smeltepunktet. For en n-alkan-serie viser variasjonen av kokepunkt og smeltepunkt en oppadgående trendgraf. Likevel har grafen for smeltepunktene ikke en jevn form.
Alkaner er kjemisk stabile og involverer vanligvis ikke kjemiske reaksjoner. De er uoppløselige i polare løsningsmidler og oppløselige i ikke-polare eller svakt polare organiske løsningsmidler. Alkaner er mindre tette enn vann.
Alkanes viser isomerisme; Det er flere molekylære strukturer for en molekylær formel. Deres fysiske og kjemiske egenskaper endres med strukturen.
HVA ER EGENSKAPETS EGENSKAPER
