Idrocarburi – Maxi riassunto alcani, alcheni, alchini, benzene

Grandi Guys, in questo paragrafo del corso di chimica vediamo insieme le principali differenze tra alcani, alcheni, alchini e benzene.

Benvenuta/o alle prime lezioni di questo corso di chimica.

Ti chiedo di avere un po’ di pazienza…si tratta delle prime lezioni realizzate e quindi, in alcuni casi, potresti trovare qualche “difetto” tecnico…ma vedrai che nei prossimi capitoli troverai tutto decisamente migliorato.

Ora iniziamo subito con l’argomento del paragrafo!

Idrocarburi

Gli idrocarburi sono composti organici contenenti solo carbonio e idrogeno, come si deduce dal termine idro+carburo ;).

Alcani

Gli alcani sono idrocarburi che impiegano solo legami singoli (legami di tipo sigma σ). 

La formula generale degli alcani è CnH2n+2, dove n = 1, 2, 3, 4, ecc.

Pertanto:

per n = 1 CH4 (metano) 

per n = 2 C2H6 (etano)

per n = 3 C3H8 (propano)

per n = 4 C4H10 (butano)

per n = 5 C5H12 (pentano) 

ecc.

Gli alcani sono anche chiamati idrocarburi saturi perché, NON contengono doppi legami carbonio carbonio.

Il carbonio negli alcani ha sempre una ibridazione sp3 e sono presenti solo singoli legami , perciò la configurazione di questa classe di composti è quella tetraedrica.

 

Nel metano, ad esempio, ci sono 4 legami sigma ( σ ), nati dalla sovrapposizione dei 4 orbitali ibridi sp3 del carbonio con 4 orbitali di tipo s dell’idrogeno. 

alcani

Struttura del metano

 

Proprietà fisiche

Gli alcani a catena lineare dal metano al butano sono gassosi ed inodori, dal pentano al pentadecano (C15) sono liquidi ed i restanti sono solidi ed inodori. 

Le caratteristiche fisiche (punto di ebollizione, punto di fusione, densità e viscosità) di questa classe omologa, variano con il peso molecolare. Gli isomeri lineari bollono a temperatura più alta di quelli ramificati. Così, ad esempio il n-butano, visto in precedenza, bolle a temperatura più alta dell’isobutano. 

Gli alcani sono sostanze non polari e quindi insolubili in acqua ma sono buoni solventi per numerose sostanze organiche non polari. Hanno un lieve ma caretteristico odore di benzina. Hanno densità massima pari a 0,8 g/mL per cui galleggianosul’acqua.

Tra molecole non polari (come quelle degli alcani) si esercitano deboli forze attrattive note come forze di London. L’intesità di queste forze cresce al crescere delle dimensioni molecolari: è per questo motivo che lo stato fisico degli alcani passa gradualmente – al crecere del numero di atomi di C – da gassoso a liquido a infine solido.

Alcheni

Gli alcheni sono idrocarburi insaturi, poichè contengono doppi legami carbonio carbonio.

La formula generale è CnH2n dove n=1, 2, 3, ecc.sono caratterizzati dalla presenza di un doppio legame. 

A parità di atomi di carbonio, hanno un minore numero di atomi di idrogeno rispetto agli alcani, infatti, la presenza del doppio legame, fa diminuire di due unità gli atomi di idrogeno presenti. 

Questi e tutti gli idrocarburi con un numero di idrogeni minore del massimo possibile vengono definiti idrocarburi insaturi.

I primi termini della serie omologa sono: 

per n = 2 C2H4 (etene)
per n = 3 C3H6 (propene)
per n = 4 C4H8 (butene)
per n = 5 C5H10 (pentene) 
ecc.

Eliminando un idrogeno dagli alcheni, si ottiene un residuo il cui nome conserva la stessa radice dell’alchene da cui deriva ma la cui desinenza viene cambiata da -ene in -enile. 

I nomi dei residui degli alcheni saranno pertanto: etenile, propenile, butenile, pentenile, ecc.

Proprietà fisiche

Le proprietà fisiche degli alcheni sono molto simili alle proprietà fisiche degli alcani. 

I composti che contengono meno di cinque atomi di carbonio sono gas incolori e quelli con più di cinque sono, salvo rare eccezioni, liquidi incolori. 

Gli alcheni insaturi hanno di solito un forte odore, qualche volta sgradevole.

Alchini

Gli alchini sono idrocarburi con formula generale CnH2n-2, pertanto confrontati con gli alcheni, a parità di atomi di carbonio, hanno due atomi di idrogeno in meno; sono caratterizzati dalla presenza del triplo legame carbonio-carbonio.

I primi termini della serie omologa degli alchini sono: 

per n = 2 C2H2 (etino o acetilene)
per n = 3 C3H4 (propino)
per n = 4 C4H6 (butino)
per n = 5 C5H8 (pentino) 

 

I punti di ebollizione, di fusione e i pesi specifici degli alchini semplici sono di norma un po’ più alti di quelli dei corrispondenti alcani e alcheni aventi lo stesso scheletro di atomi di carbonio. 

Ciò è dovuta al fatto che gli alchini, a causa della presenza del triplo legame, sono molecole compatte e lineari.

Esse possono essere impaccate le une vicine alle altre sia allo stato solido che liquido, e ciò determina maggiori attrazioni di Van der Waals fra le singole molecole.

Gli alchini hanno basse polarità e sono insolubili in acqua, mentre sono altamente solubili in solventi a bassa polarità come tetracloruro di carbonio, benzene ed etere.

Benzene

Il benzene è un composto chimico che a temperatura ambiente e pressione atmosfericasi presenta sotto forma di liquido volatile incolore altamente infiammabile, dall’odorecaratteristico.

Dal punto di vista chimico, il benzene è un idrocarburo aromatico monociclico avente formula bruta C6H6.

Le distanze di legametra gli atomi che compongono il benzene misurano 139 pm per il legame C-C e 110 pmper il legame C-H.

Il gruppo funzionale che deriva dal benzene è dovuto alla perdita di un atomo di idrogeno (C6H5-), prende il nome di fenile e si indica come Ph (da non confondere con pH).

È un costituente naturale del petrolio, ma viene anche sintetizzato a partire da altri composti chimici presenti nel petrolio stesso.

Possiede notevoli proprietà solventi: è miscibilein tutte le proporzioni con molti altri solventi organici, mentre è molto poco solubile in acqua(0,18% a 25 °C).

La sua molecola è planare, i sei atomi di carbonio hanno ibridazione sp2 e sono disposti ai vertici di una struttura a esagono regolare; a ognuno di essi è legato un atomo di idrogeno. Ogni atomo di carbonio condivide con gli altri un elettrone spaiato nel proprio orbitale p non coinvolto nell’ibridazione e perpendicolare al piano della molecola. La lunghezza del legameC-C è 1,39 Å, intermedia tra quella tipica di un legame singolo carbonio-carbonio (1,54 Å) e quella tipica di un legame doppio carbonio-carbonio (1,34 Å).

Per poter meglio rappresentare la natura delocalizzata del legame, spesso l’anello benzenico viene rappresentato da un esagono (ogni vertice è un atomo di carbonio, gli idrogeni sono omessi) con all’interno un cerchio.

Bene, ora che abbiamo visto gli argomenti del paragrafo tocca a te!

Sei pronto per entrare nel mondo degli idrocarburi con questo corso di chimica? Bene, allora togli ogni distrazione, spegni il cellulare e riguarda i video più volte finchè tutto non sarà chiaro.

Qui hai tutto quello che ti serve per iniziare bene il tuo percorso nel mondo della chimica e andare a the next level più velocemente.

Ora non perdere altro tempo e guarda questa lezione fondamentale.

Al tuo successo.

Un abbraccio,

Jessica

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Idrocarburi – riassunto supersonico alcani, alcheni, alchini, benzene
34 minuti

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iscritti: 71 studenti
durata: 34 minuti
livello: scuole superiori