Unterschied zwischen Alkanen und Alkenen

Hauptunterschied - Alkane vs Alkenes

Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen aus C- und H-Atomen. Diese Kohlenwasserstoffmoleküle weisen unterschiedliche Kombinationen von C- und H-Atomen auf und haben unterschiedliche Geometrien entsprechend der räumlichen Anordnung der Moleküle. Da bisher Tausende von Kohlenwasserstoffen entdeckt wurden, gibt es unterschiedliche Klassifizierungen für diese Verbindungen. Alkane und Alkene sind solche zwei Kategorien. Beide Arten von Kohlenwasserstoffen setzen sich aus verzweigten, unverzweigten und cyclischen Kohlenwasserstoffen zusammen. Der Hauptunterschied zwischen Alkanen und Alkenen ist das Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, während Alkene ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind.

Wichtige Bereiche

1. Was sind Alkane?
      - Definition, Nomenklatur, Eigenschaften und Reaktionen
2. Was sind Alkene?
      - Definition, Nomenklatur, Eigenschaften und Reaktionen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Alkanen und Alkenen?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Alkanen und Alkenen?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aliphatische, Alkane, Alkene, verzweigte Alkane, Rohöl, cyclische Alkane, Kohlenwasserstoffe, lineare Alkane, Erdgas, gesättigte Kohlenwasserstoffe, ungesättigte Kohlenwasserstoffe

Was sind Alkane?

Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit der chemischen Formel C_nH_{2n + 2} (wobei n eine ganze Zahl ist). Alkane werden Kohlenwasserstoffe genannt, da sie aus C- und H-Atomen bestehen. Alle diese Atome sind über einzelne kovalente Bindungen miteinander verbunden. Da es keine Doppel- oder Dreifachbindungen gibt, werden Alkane als gesättigte Kohlenwasserstoffe bezeichnet.

Alkane sind eine breite Gruppe organischer Moleküle. Sie werden nach der Anzahl der Kohlenstoffatome und den Seitengruppen, aus denen sie bestehen, benannt. Das kleinste Alkan ist Methan. In Methan ist ein zentrales Kohlenstoffatom an 4 Wasserstoffatome gebunden. Die IUPAC-Nomenklatur von Alkanen basiert auf griechischen Präfixen. Einige Beispiele sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Chemische Formel	Kohlenstoffatome in einem Molekül	Griechisches Präfix verwendet	Name des Alkans
CH₄	1	meth-	Methan
C₂H₆	2	eth-	Ethan
C₃H₈	3	Stütze-	Propan
C₄H₁₀	4	Aber-	Butan
C₅H₁₂	5	Pent-	Pentan

Entsprechend der Struktur von Alkanen gibt es drei Haupttypen von Alkanen. Sie sind;

Lineare Alkane
Verzweigte Alkane
Cyclische Alkane

Lineare Alkane sind geradkettige Alkane ohne an das Alkanmolekül gebundene Seitengruppen. Verzweigte Alkane sind Moleküle mit Alkylgruppen als Seitengruppen, aber sie sind gesättigte Moleküle. Alkylgruppen sind Alkane, denen ein Wasserstoffatom fehlt, und haben daher einen freien Punkt, um an ein Kohlenstoffatom gebunden zu werden. Cyclische Alkane sind Ringstrukturen.

Abbildung 1: Verschiedene Formen von Alkanen

Die Hauptquellen für Alkane sind Erdöl und Erdgase. Diese Kraftstoffe bestehen hauptsächlich aus Alkanmolekülen. Daher können wir Alkane durch Erdölraffination erhalten. Ein Vorgang, der fraktionierte Destillation genannt wird, trennt diese Alkane.

Alle Alkane sind farblos und geruchlos. Die Schmelzpunkte und Siedepunkte nehmen mit der Anzahl der Kohlenstoffatome zu. Unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen sind einige Alkane Flüssigkeiten und einige gasförmige Verbindungen. Dieser Unterschied ist auf ihre unterschiedlichen Siedepunkte zurückzuführen. Alkane zeigen Isomerie. Ein Alkanmolekül kann gemäß seiner Struktur und räumlichen Anordnung des Moleküls strukturelle Isomerie oder Stereoisomerie aufweisen.

Eine der Hauptreaktionen, die Alkane durchlaufen, ist die Verbrennungsreaktion. Die Verbrennung von Alkanen umfasst die Reaktion zwischen Alkan und molekularem Sauerstoff. Diese Reaktion erzeugt Kohlendioxid, Wasser und Wärme. Darüber hinaus können Alkane Halogenierungsreaktionen eingehen. Dort Moleküle wie Cl₂ reagieren mit Alkanen, wenn ausreichend Energie bereitgestellt wird. Diese Reaktion erzeugt Alkylhalogenide.

Was sind Alkene?

Alkene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit der chemischen Formel C_nH_2n. Diese werden als Kohlenwasserstoffe bezeichnet, da Alkene nur aus C- und H-Atomen bestehen. Sie werden ungesättigt genannt, weil sie aus mindestens einer C = C-Doppelbindung bestehen. Daher kann es kein Alken mit nur einem Kohlenstoffatom geben. Das einfachste Alken ist C₂H₄. Kleine Alkene sind Gase bei Raumtemperatur. Andere Alkene sind Flüssigkeiten. Alkene mit einer sehr großen Anzahl von Kohlenstoffatomen befinden sich jedoch in einem wachsartigen festen Zustand.

Abbildung 2: Allgemeine Struktur von Alkenen

In der obigen Abbildung sind R 1, R 2, R 3 und R 4 Alkylgruppen, die entweder identisch oder voneinander verschieden sein können.

Ein Alken kann eine oder mehrere Doppelbindungen aufweisen. Meist sind diese Doppelbindungen alternativ angeordnet. Alkene sind farblos und unpolar. Alkene werden aufgrund der Anwesenheit einer Doppelbindung als reaktive Moleküle betrachtet. Diese Doppelbindung besteht aus einer Sigma-Bindung und einer Pi-Bindung. Diese Pi-Bindung kann abgebaut werden. Dies wird als Öffnung der Doppelbindung bezeichnet. Dann können Elektrophile an diese Kohlenstoffatome gebunden werden, die sich in einer Doppelbindung befanden. Diese Reaktionen werden als Additionsreaktionen von Alkenen bezeichnet.

Darüber hinaus ist die Polymerisation eine Hauptreaktion, die Alkene durchlaufen können. Die Öffnung der Doppelbindung ermöglicht die Polymerisation von Alkenen. Ein Alkenmolekül wird hier Monomer genannt. Dies führt zur Herstellung sehr wichtiger Polymere.

Alkene zeigen geometrische Isomerie. Dies wird auch als cis-trans-Isomerie bezeichnet. Bei der Benennung eines Alkens sollte auch die cis-trans-Geometrie dieser Moleküle berücksichtigt werden.

Ähnlichkeiten zwischen Alkanen und Alkenen

Alkane und Alkene sind Kohlenwasserstoffe.
Kleine Alkanmoleküle und kleine Alkenmoleküle sind bei Raumtemperatur Gase.
Die Atome in Alkanen und Alkenen sind durch kovalente Bindungen miteinander verbunden.
Beide sind unpolare Moleküle.
Daher sind beide unlöslich in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln.
Sowohl Alkane als auch Alkene können zusammen mit Kohlendioxid und Wasserdampf zu Wärme verbrannt werden.

Unterschied zwischen Alkanen und Alkenen

Definition

Alkane: Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit der chemischen Formel C_nH_{2n + 2.}

Alkene: Alkene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit der chemischen Formel C_nH_2n.

Chemische Verbindung

Alkane: Alkane bestehen nur aus Einfachbindungen.

Alkene: Alkene bestehen aus Doppelbindungen sowie Einfachbindungen.

Chemische Formel

Alkane: Die chemische Formel für Alkane lautet C_nH_{2n + 2}.

Alkene: Die chemische Formel für Alkene lautet C_nH_2n.

Polymerisation

Alkane: Alkane können nicht polymerisiert werden.

Alkene: Alkene können polymerisiert werden.

Pi-Anleihen

Alkane: Alkane haben keine Pi-Bindungen.

Alkene: Alkene bestehen aus Pi-Bindungen.

Fazit

Alkane und Alkene sind wichtige Kohlenwasserstoffe. Obwohl zwischen Alkanen und Alkenen Ähnlichkeiten bestehen, wie unpolares Verhalten und Unlöslichkeit in Wasser, weisen sie viele unterschiedliche Merkmale auf. Der Hauptunterschied zwischen Alkanen und Alkenen besteht darin, dass Alkane gesättigte Kohlenwasserstoffe sind, während Alkene ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind.

Verweise:

1. "Alkane: Definition, Eigenschaften, Formel & Beispiele". Study.com, hier verfügbar. Abgerufen am 21. August 2017.
2. Texttexte. „Reaktivität von Alkenen“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 28. Februar 2017, hier verfügbar. Abgerufen am 21. August 2017.

Bildhöflichkeit:

1. "Gesättigte C4-Kohlenwasserstoffe" von Fvasconcellos - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia

2. "Alkene General Formula V.1" von Jü - Eigene Arbeit (CC0) über Commons Wikimedia

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