Quais são as propriedades dos alcanos - Diferença Entre

Quais são as propriedades dos alcanos

Este artigo apresenta ao leitor uma resposta completa para a pergunta quais são as propriedades de Alcanos. Dá a descrição das propriedades químicas e físicas dos alcanos. Os alcanos variam com o peso molecular e a estrutura molecular. Existem dois arranjos moleculares principais em Alcanos; nomeadamente, alcanos acíclicos (CnH2n + 2) e alcanos cíclicos (CnH2n). Este artigo enfoca principalmente os alcanos acíclicos e suas propriedades, e explica as diferenças nas propriedades dos alcanos ramificados e não ramificados. Os alcanos ramificados e os alcanos não ramificados possuem diferentes propriedades químicas e físicas que descrevem sua reatividade química, natureza de ligação, densidade e solubilidade, razões para as variações no ponto de ebulição e no ponto de fusão. Em geral, este artigo responde: "como" e "por que" as propriedades físicas dos alcanos mudam ao longo da série de alcanos.

O que são alcanos?

Os alcanos contêm apenas átomos de carbono e hidrogênio. Eles têm apenas ligações simples entre átomos de carbono (ligações C-C). Eles são chamados de “hidrocarbonetos saturados”. Moléculas orgânicas que são formadas apenas com átomos de carbono e hidrogênio são chamadas de “hidrocarbonetos”. De acordo com o modelo de hibridização orbital, todos os átomos de carbono em alcanos têm a hibridação SP3. Eles formam ligações sigma com átomos de hidrogênio, resultando na geometria molecular como um tetraedro.

Fórmula molecular geral de alcanos

Os alcanos possuem a fórmula molecular geral CnH2n + 2. O menor alcano é o metano (CH4).


Estrutura Molecular de Alcanos

Alcanos acíclicos: Não há formação de anel na estrutura. No entanto, pode ter arranjos moleculares ramificados ou não ramificados. Alcanos não ramificados às vezes são chamados n-alcanos.


Cicloalcanos: Existe um arranjo molecular circular na estrutura. Cicloalcanos têm a fórmula geral CnH2n.

Propriedades químicas de alcanos

Reatividade

Os alcanos são inertes para muitos reagentes químicos. "Parafina" é um nome antigo para hidrocarbonetos. É derivado da palavra latina “parumaffinis”, que significa “com pouca afinidade”. A razão é que as ligações Carbono-Carbono (C-C) e Carbono-Hidrogênio (C-H) são bastante fortes. É muito difícil quebrar suas ligações, a menos que os alcanos sejam aquecidos a temperaturas razoavelmente altas. As ligações C-H também são fortes, porque os átomos de carbono e hidrogênio têm quase os mesmos valores de eletronegatividade.

Combustão

Os alcanos podem prontamente queimar no ar. A reação entre alcanos com excesso de oxigênio é chamada de "combustão". Nesta reação, os alcanos se convertem em dióxido de carbono (CO2) e água.


As reações de combustão são exotérmicas, o que significa que elas emitem calor. Portanto, os alcanos podem ser usados ​​como fonte de energia.

Propriedades Físicas dos Alcanos

Os alcanos existem em todas as três formas: como gases, líquidos e sólidos. Metano, Etano, propano e butano são gases em temperatura ambiente. As estruturas não ramificadas de pentano, hexano e heptano são líquidos. Alcanos com maior peso molecular são sólidos.

CH4 C4H10 Gases

C5H12 C17H36 Líquidos

Alcanos com maior peso molecular Sólidos macios

Solubilidade

Os alcanos são um composto orgânico não polar. A água é um solvente polar, de modo que os alcanos não se dissolvem na água. Dizem que são compostos “hidrofóbicos” (significa ‘water hating’). Eles são dissolvidos em solventes orgânicos não polares ou fracamente polares. Os alcanos são usados ​​como bons lubrificantes e conservantes para os metais porque protegem a superfície do metal de atingir a água; Previne a corrosão.

Densidade

As densidades de alcanos são menores que a densidade da água. Seu valor de densidade é de quase 0,7 g mL-1, considerando a densidade da água como 1,0 g mL-1. Por exemplo, se misturarmos um alcano com água, a camada de alcano se separa no topo da água, uma vez que os alcanos são menos densos em comparação com a água e são insolúveis em água.

Pontos de ebulição

Para alcanos não ramificados, o ponto de ebulição aumenta suavemente à medida que o número de átomos de carbono e o peso molecular aumentam. As moléculas maiores têm uma área de superfície maior, proporcionando uma maior capacidade de formar interações de van der waals (interações de forças de Londres). Embora estas sejam forças intermoleculares fracas, elas aumentam os pontos de ebulição e, assim, evitam a vaporização.

Em geral, os alcanos ramificados têm pontos de ebulição mais baixos em comparação com os mesmos alcanos não ramificados, possuindo o mesmo número de átomos de carbono. As diferenças nos pontos de ebulição surgem, uma vez que os alcanos ramificados são mais compactos, é uma pequena área de superfície e, assim, facilita menos área de superfície para as interações de forças de Londres. Isto reduz os pontos de ebulição em alcanos ramificados.


Pontos de fusão

Para n-alcanos, isto segue a mesma variação que os pontos de fusão; ponto de fusão aumenta com o peso molecular. No entanto, existe uma ligeira diferença nos pontos de fusão entre os alcanos com um número par de átomos de carbono e um número ímpar de átomos de carbono.Alcanos com número par de átomos de carbono têm pontos de fusão mais altos, porque são bem compactados em uma estrutura sólida. Portanto, uma temperatura mais alta ao longo da série de alcanos é necessária para fundi-los. Portanto, a variação dos pontos de fusão não mostra uma curva suave ao longo da série de alcanos.

Em geral, os alcanos ramificados têm pontos de fusão mais elevados do que o n-alcano com o mesmo número de átomos de carbono. A estrutura ramificada oferece uma estrutura 3D mais compacta. Ele facilmente se encaixa em uma estrutura sólida com um alto ponto de fusão.

Propriedades dos Alcanos - Resumo

Os alcanos são hidrocarbonetos com a fórmula química CnH2n + 2. Todos os átomos de carbono são hibridizados com SP3 e formam ligações sigma direcionadas para os cantos de um tetraedro. Tanto o ponto de ebulição como o ponto de fusão aumentam com o peso molecular. A ramificação da cadeia tem um grande efeito para ambos, ponto de fusão e ponto de ebulição, mas de maneiras opostas. A ramificação de alcanos baixa o ponto de ebulição, ao contrário, a ramificação de alcanos eleva o ponto de fusão. Para uma série de n-alcanos, a variação do ponto de ebulição e do ponto de fusão mostra um gráfico de tendência ascendente. No entanto, o gráfico para os pontos de fusão, não tem uma forma suave.

Os alcanos são quimicamente estáveis ​​e geralmente não envolvem reações químicas. São insolúveis em solventes polares e solúveis em solventes orgânicos não polares ou fracamente polares. Os alcanos são menos densos que a água.

Alcanos mostram isomerismo; Existem várias estruturas moleculares para uma fórmula molecular. Suas propriedades físicas e químicas mudam com a estrutura.

QUAIS SÃO AS PROPRIEDADES DE ALKENES