Verschil tussen Alkanen en Alkenes

Belangrijkste verschil - Alkanes vs Alkenes

Koolwaterstoffen zijn verbindingen die zijn samengesteld uit C- en H-atomen. Deze koolwaterstofmoleculen hebben verschillende combinaties van C- en H-atomen en hebben verschillende geometrieën volgens de ruimtelijke rangschikking van de moleculen. Aangezien er tot nu toe duizenden koolwaterstoffen zijn ontdekt, zijn er verschillende classificaties voor deze verbindingen. Alkanen en alkenen zijn dergelijke twee categorieën. Beide soorten koolwaterstoffen zijn samengesteld uit vertakte, onvertakte en cyclische koolwaterstoffen. Het belangrijkste verschil tussen alkanen en alkenen is dat alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen, terwijl alkenen onverzadigde koolwaterstoffen zijn.

Key Areas Covered

1. Wat zijn Alkanes
      - Definitie, nomenclatuur, eigenschappen en reacties
2. Wat zijn Alkenes
      - Definitie, nomenclatuur, eigenschappen en reacties
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen Alkanes en Alkenes
      - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen Alkanen en Alkenen
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: alifatisch, alkanen, alkenen, vertakte alkanen, ruwe olie, cyclische alkanen, koolwaterstoffen, lineaire alkanen, aardgas, verzadigde koolwaterstoffen, onverzadigde koolwaterstoffen

Wat zijn Alkanes

Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen met de chemische formule C_nH_{2n + 2} (waarbij n een geheel getal is). Alkanen worden koolwaterstoffen genoemd omdat ze zijn samengesteld uit C- en H-atomen. Al deze atomen zijn via afzonderlijke covalente bindingen met elkaar verbonden. Aangezien er geen dubbele of drievoudige bindingen zijn, worden alkanen verzadigde koolwaterstoffen genoemd.

Alkanen zijn een brede groep van organische moleculen. Ze worden genoemd naar het aantal koolstofatomen en de zijgroepen waaruit ze bestaan. De kleinste alkaan is methaan. In methaan is een centraal koolstofatoom gebonden aan 4 waterstofatomen. De IUPAC-nomenclatuur van alkanen is gebaseerd op Griekse prefixen. Enkele voorbeelden worden gegeven in de onderstaande tabel.

Chemische formule	Koolstofatomen in een molecuul	Grieks voorvoegsel gebruikt	Naam van de Alkane
CH4	1	meth-	methaan
C2H6	2	eth-	ethaan
C3H8	3	stutten-	Propaan
C4H10	4	Maar-	Butaan
C5H12	5	luifel-	pentaan

Volgens de structuur van alkanen zijn er drie hoofdtypen van alkanen. Zij zijn;

• Lineaire alkanen
• Vertakte alkanen
• Cyclische alkanen

Lineaire alkanen zijn alkanen met een rechte keten zonder aan het alkaanmolecuul gebonden zijgroepen. Vertakte alkanen zijn moleculen met alkylgroepen als zijgroepen, maar het zijn verzadigde moleculen. Alkylgroepen zijn alkanen zonder één waterstofatoom, en hebben dus een leeg punt om gehecht te raken aan een koolstofatoom. Cyclische alkanen zijn ringstructuren.

Figuur 1: Verschillende vormen van alkanen

De belangrijkste bronnen van alkanen zijn ruwe olie en natuurlijke gassen. Deze brandstoffen zijn voornamelijk samengesteld uit alkaanmoleculen. Daarom kunnen we alkanen verkrijgen door aardolieraffinage. Een proces genaamd fractionele destillatie scheidt deze alkanen.

Alle alkanen zijn kleurloos en geurloos. De smeltpunten en kookpunten nemen toe met de toename van het aantal koolstofatomen. Onder standaardtemperatuur- en drukomstandigheden zijn sommige alkanen vloeistoffen en sommige zijn gasvormige verbindingen. Dit verschil is te wijten aan hun verschillende kookpunten. Alkanen vertonen isomerie. Een alkaanmolecuul kan structurele isomerie of stereoisomerie hebben volgens zijn structuur en ruimtelijke rangschikking van het molecuul.

Een van de belangrijkste reacties die alkanen ondergaan, is de verbrandingsreactie. De verbranding van alkanen omvat de reactie tussen alkaan en moleculaire zuurstof. Deze reactie produceert koolstofdioxide, water en warmte. Bovendien kunnen alkanen halogeneringsreacties ondergaan. Daar moleculen zoals Cl₂ reageren met alkanen wanneer voldoende energie wordt geleverd. Deze reactie produceert alkylhalogeniden.

Wat zijn Alkenes

Alkenen zijn onverzadigde koolwaterstoffen met de chemische formule C_nH_2n. Dit worden koolwaterstoffen genoemd omdat alkenen alleen uit C- en H-atomen bestaan. Ze worden onverzadigd genoemd omdat ze zijn samengesteld uit ten minste één dubbele C = C-binding. Daarom kan er geen alkeen zijn met slechts één koolstofatoom. De eenvoudigste alkeen is C₂H₄. Kleine alkenen zijn gassen bij kamertemperatuur. Andere alkenen zijn vloeistoffen. Maar alkenen met een zeer groot aantal koolstofatomen bevinden zich in een wasachtige vaste toestand.

Figuur 2: Algemene structuur van alkenen

In bovenstaande afbeelding zijn R1, R2, R3 en R4 alkylgroepen die identiek of verschillend van elkaar kunnen zijn.

Een alkeen kan een of meer dubbele bindingen hebben. Meestal zijn deze dubbele bindingen op een alternatieve manier gerangschikt. Alkenen zijn kleurloos en niet-polair. Alkenen worden beschouwd als reactieve moleculen vanwege de aanwezigheid van een dubbele binding. Deze dubbele binding bestaat uit een sigma-binding en een pi-binding. Deze pi-binding kan worden afgebroken; dit wordt het openen van de dubbele band genoemd. Vervolgens kunnen elektrofielen worden bevestigd aan deze koolstofatomen die zich in een dubbele binding bevonden. Dit worden additiereacties van alkenen genoemd.

Bovendien is polymerisatie een belangrijke reactie die alkenen kunnen ondergaan. Het openen van de dubbele binding maakt het mogelijk dat alkenen polymerisatie ondergaan. Hier wordt één alkeenmolecuul een monomeer genoemd. Dit leidt tot de productie van zeer belangrijke polymeren.

Alkenen vertonen geometrische isomerie. Dit wordt ook cis-trans-isomerie genoemd. Bij het benoemen van een alkeen moet ook de cis-trans-geometrie van deze moleculen in overweging worden genomen.

Overeenkomsten tussen Alkanes en Alkenes

• Alkanen en alkenen zijn koolwaterstoffen.
• Kleine alkaanmoleculen en kleine alkeenmoleculen zijn gassen bij kamertemperatuur.
• De atomen in alkanen en alkenen zijn aan elkaar gebonden via covalente bindingen.
• Beide zijn niet-polaire moleculen.
• Daarom zijn beide onoplosbaar in water en andere polaire oplosmiddelen.
• Zowel alkanen als alkenen kunnen worden verbrand om samen met kooldioxide en waterdamp warmte te vormen.

Verschil tussen Alkanen en Alkenes

Definitie

alkanen: Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen met de chemische formule C_nH_{2n + 2.}

alkenen: Alkenen zijn onverzadigde koolwaterstoffen met de chemische formule C_nH_2n.

Chemische binding

alkanen: Alkanen zijn samengesteld uit slechts enkele bindingen.

alkenen: Alkenen zijn samengesteld uit dubbele bindingen en enkele bindingen.

Chemische formule

alkanen:  De chemische formule voor alkanen is C_nH_{2n + 2}.

alkenen: De chemische formule voor alkenen is C_nH_2n.

polymerisatie

alkanen: Alkanen kunnen geen polymerisatie ondergaan.

alkenen: Alkenen kunnen polymerisatie ondergaan.

Pi-obligaties

alkanen: Alkanen hebben geen pi-bindingen.

alkenen: Alkenen zijn samengesteld uit pi-bindingen.

Conclusie

Alkanen en alkenen zijn belangrijke koolwaterstoffen. Hoewel er overeenkomsten zijn tussen alkanen en alkenen, zoals niet-polair gedrag en onoplosbaarheid in water, hebben ze veel verschillende kenmerken. Het belangrijkste verschil tussen alkanen en alkenen is dat alkanen verzadigde koolwaterstoffen zijn, terwijl alkenen onverzadigde koolwaterstoffen zijn.

Referenties:

1. "Alkanes: definitie, eigenschappen, formule en voorbeelden." Study.com, hier beschikbaar. Betreden op 21 augustus 2017.
2. Libretexts. "Reactiviteit van Alkenes." Chemie LibreTexts, Libretexts, 28 feb. 2017, hier beschikbaar. Betreden op 21 augustus 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Verzadigde C4 koolwaterstoffen bal-en-stick" door Fvasconcellos - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia

2. "Alkene General Formula V.1" door Jü - Eigen werk (CC0) via Commons Wikimedia