Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen, die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome enthalten. Diese Atome sind durch verschiedene Arten chemischer Bindungen in molekularer Form miteinander verbunden. Es gibt drei Haupttypen von Kohlenwasserstoffen – Alkane, Alkene und Alkine.
Alkane gegen Alkene gegen Alkine
Der Hauptunterschied zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen besteht darin, dass Alkane eine Einfachbindung zwischen Kohlenstoffatomen bilden, während Alkene eine Doppelbindung bilden, während Alkine eine Dreifachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen bilden.
Alkane werden auch als Paraffin bezeichnet. Die Valenzen des Vier-Kohlenstoff-Atoms werden von Wasserstoffatomen ausgefüllt. Die einfachsten Alkane sind Methan, Ethan und sogar Propan. Es wird häufig für verschiedene industrielle Prozesse verwendet.
Während Alkene Dien genannt werden. Sie sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe, da eine Doppelbindung vorhanden ist. Sie können in alle Größen von Ringen eingebaut werden, die als Cycloalkene bezeichnet werden. Die einfachsten Alkene sind Ethen, Propen und andere und können im Labor hergestellt werden.
Andererseits werden Alkine als Triene bezeichnet. Alkine sind leicht brennbar und die einfacheren Alkine liegen in gasförmigem Zustand vor und wenn die Verbindung größer wird, kann die Verbindung als Flüssigkeit oder sogar als Feststoff gefunden werden.
Vergleichstabelle zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen
| Vergleichsparameter | Alkane | Alkene | Alkine |
| Die Bindung zwischen Kohlenstoffatomen | Einfachanleihe | Doppelbindung | Dreifachbindung |
| Physikalische Eigenschaften | Farblos, niedriges Molekulargewicht, hoher Siedepunkt, und kann als Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase vorliegen | Farblos, unpolar, brennbar, stark riechend, bei Raumtemperatur gasförmig vorhanden und haben mehr Molekülmasse | Geruchlos und farblos (Ausnahme – Alkine haben einen ausgeprägten Geruch) und haben einen hohen Siede- und Schmelzpunkt mit einer größeren Molekülstruktur |
| Chemische Eigenschaften | Reagieren nicht mit anderen chemischen Verbindungen oder freien Radikalen, sind schwache Säuren, reagieren mit elektrophilen Reagenzien und reagieren mit Sauerstoff und Wasserstoff | In Wasser weniger löslich, die längere Molekülkette der Alkene hat einen hohen Siedepunkt, die Polarität der Alkane hängt von funktionellen Gruppen ab | Leicht sauer und elektronegativ und brennbar |
| Anwendung | Wird zum Kochen, Heizen, Flüssiggas (LPG), Erdgas, Aerosolsprays, in Verbrennungsmotoren und anderen verwendet | Wird bei der Synthese von Kunststoff, Alkohol, Kraftstoffen, Vinylchlorid, Ethanol, Acrylsäuren, Glycerinester, synthetischen Kautschuken und bei der Produktion von Erdöl und Erdgas und anderen verwendet | Wird in Arzneimitteln, Pharmazeutika und anderen Anwendungen zur Arzneimittelzubereitung, Polymer-, PVC- und Kautschuksynthese verwendet. Es wird häufig und in der Industrie zum Reifen von Früchten und anderen Prozessen verwendet |
| Beispiel | Methan, Ethan | Ethen, Propen | Ethin, Propin |
Was ist Alkan?
Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, bei denen Wasserstoff- und Kohlenstoffatome in einer Baumstruktur angeordnet sind. Die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in Alkanen sind einfach. Die Definition von Alkanen der IUPAC (International Union Od Pure and Applied Chemistry) lautet „acyclische verzweigte oder unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit der allgemeinen Formel Cn H (2n+2)“.
Die Hybridisierung von Alkanen ist sp3. Es enthält vier Bindungszeichen und ist durch Kohlenstoffatome verbunden. Die längste Kette von Kohlenstoffatomen, die miteinander verbunden sind, wird als Kohlenstoffgerüst bezeichnet und wird verwendet, um die Größe des Alkans zu bestimmen.
Alkane werden auch als Paraffin bezeichnet, da sie bei bestimmten Standardumgebungstemperaturen und -drücken (SATP) wachsähnliche Eigenschaften aufweisen. Alkane können je nach Struktur weiter klassifiziert werden – lineare verzweigte oder zyklische Alkane.
Besitzt das Alkan mehr als drei Kohlenstoffatome, kann es in verschiedenen Strukturen angeordnet sein und dies bildet die Grundlage für Strukturisomere. Alkane werden häufig in Erdöl, Rohöl und Erdgas verwendet. Die verschiedenen Beispiele für Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Oktan und andere verschiedene Typen.
Was ist Alken?
Alkene sind eine Art ungesättigter Kohlenwasserstoffe mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung. Sie sind unpolare Verbindungen und sehr reaktiv. Die Doppelbindung der Kohlenstoffatome ist durch eine Sigma-Bindung und eine Pi-Bindung verbunden. Die Bindung ist sehr stark und stabil als die meisten kovalenten Einfachbindungen.
Die Doppelbindung ist kürzer. Die Bindungslänge von Alkenen beträgt 133 pm oder 1.33 Å. Die Hybridisierung von Alkenen ist sp2. Die Alkene rotieren wegen der Energiekosten für das Brechen nicht frei. Die Bindungswinkel eines Alkens betragen etwa 120° voneinander.
Alkene sind stabile Verbindungen, durchlaufen jedoch mehrere Reaktionen wie Additionsreaktion, Hydrierungsreaktion, Hydratation, Halogenierung, Hydrohalogenierung, Oxidation, Halogenhydrinbildung, Polymerisation, Metallkomplexierung, Alkylierung und zahlreiche andere Reaktionen.
Alkine werden häufig bei der Synthese von Kunststoff, Alkohol, Kraftstoffen, Vinylchlorid, Ethanol, Acrylsäuren, Glycerinester, synthetischen Kautschuken und bei der Produktion von Rohöl und Erdgas sowie in mehreren anderen industriellen Prozessen verwendet. Beispiele für Alkene sind Ethen, Propen, Buten, Penten, Hexen, Hepten, Octen, Nonen und andere Isomere.
Was ist Alkin?
Alkine sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die eine Kohlenstoff-Dreifachbindung enthalten. Alkine waren ursprünglich als Acetylene bekannt. Der Bindungswinkel zwischen den Kohlenstoffatomen beträgt 180°. Die Alkine haben eine stabförmige Struktur. Sie werden auch als Olefine bezeichnet.
Die Bindungslänge zwischen den C-Atomen ist sehr kurz und beträgt 121 pm. Die Dreifachbindung hat eine starke Bindungsstärke, die etwa 839 kJ/mol beträgt. Es hat eine sp-Hybridisierung, bei der sich die s- und p-Orbitale überlappen und die drei Bindungen bilden.
Alkine werden nach dem Suffix „ene“ benannt. Alkine können durch verschiedene Verfahren wie Cracken oder Dehydrohalogenierung synthetisiert werden. Alkine sind eine reaktive funktionelle Gruppe und können die folgenden Reaktionen wie Hydrierung, Halogenaddition, Hydratation, Tautomerie, Cycloaddition, Oxidation oder Trimerisierung aufweisen.
Alkine werden häufig in Arzneimitteln, Pharmazeutika und anderen Anwendungen zur Arzneimittelzubereitung verwendet. Wird auch für die Polymer-, PVC- und Kautschuksynthese verwendet. Es wird häufig in der Industrie verwendet, um Früchte zu reifen. Beispiele für Alkine sind Propin, Butin, Pentin, Hexin und andere.
Hauptunterschiede zwischen Alkanen, Alkenen und Alkinen
Abschluss
Alkane, Alkene und Alkine sind Kohlenwasserstoffarten und haben keine funktionellen Gruppen. Sie scheinen ähnliche Verbindungen zu haben, weisen jedoch deutliche Unterschiede auf. Unter jedem Typ gibt es weitere Untertypen und werden unter dem Fach ausführlich untersucht.
Alkane, Alkene und Alkine werden in täglichen Prozessen verwendet. Sie spielen in verschiedenen Industrien und Herstellungsprozessen eine große Rolle. Die Eigenschaften und Funktionen aller Verbindungen sind unterschiedlich und daher ist ihre Anwendung unterschiedlich und vielfältig.
