Alcanos Y Alquenos

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALCANOS

Las propiedades físicas de los alcanos siguen el mismo patrón establecido por el metano, siendo concordantes con las estructuras de los alcanos. La molécula de un alcano sólo presenta enlaces covalentes, que enlazan dos átomos iguales, por lo que no son polares; o bien, unen dos átomos cuyas electronegatividades apenas difieren, por lo que son escasamente polares. Además, estos enlaces son direccionales de un modo muy simétrico, lo que permite que dichas polaridades débiles se cancelen; como resultado, un alcano es no polar o ligeramente polar.

Las fuerzas que mantienen unidas las moléculas no polares que son lasfuerzas de Van der Waals son débiles y de alcance muy limitado; solamente actúan entre partes de moléculas diferentes en contacto íntimo; es decir, entre las superficies moleculares. Dentro de una familia esperaríamos que cuanto mayor sea una molécula y por consiguiente su superficie-, más intensa son las fuerzas intermoleculares.

La siguiente tabla registra algunas constantes físicas para unas pocas n-alcano. Podemos apreciar que los puntos de ebullición y fusión aumentan a medida que crece el número de carbonos. Los procesos de ebullición y fusión requieren vencer las fuerzas intermoleculares de un líquido y un sólido; los puntos de ebullición y fusión suben porque dichas fuerzas se intensifican a medida que aumenta el tamaño molecular.

Salvo para los alcanos muy pequeños, el punto de ebullición aumenta de 20 a 30 grados por cada carbono que se agrega a la cadena; veremos que este incremento de 20 a 30 grados por carbono.

El aumento del punto de fusión no es tan regular, debido a que en un cristal las fuerzas intermoleculares no sólo dependen del tamaño de las moléculas, sino también de su ajuste en el retículo cristalino.

Los cuatro primeros n-alcanos son gases; como resultado del aumento del punto de ebullición y punto de fusión con la longitud creciente de la cadena, los trece siguientes (C5-C17) son líquidos, y los de 18 átomos de carbono o más, sólidos.

Los alcanos son hidrocarburos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Formas de obtención: reacción de un alqueno con dihidrógeno en presencia de un catalizador; reacción de un alquino con dos moles de dihidrógeno en presencia de un catalizador; reacción de acoplamiento de un haluro de alquilo en presencia de un catalizador metálico, y reacción de un reactivo de Grignard con agua para dar la forma R-H, donde R es el grupo alquilo. Por otro lado la fuente principal de los alcanos es el petróleo. Los alcanos derivan principalmente del petróleo, son subproductos del mismo. El primer paso para refinar el petróleo consiste en una destilación fraccionada cuidadosa. Los productos de esa destilación no son alcanos puros sino mezclas de alcanos con un intervalo de puntos de ebullición adecuado.

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ALCANOS

La poca reactividad química de los alcanos a temperatura ambiente dió origen al nombre de parafinas, derivado del latín PARUM AFFINIS que significa poca afinidad. Los alcanos no son atacados por ácidos o bases fuertes, tampoco por agentes oxidantes o reductores. Sin embargo, los alcanos si reaccionan en condiciones severas y constituyen productos de gran utilidad comercial.

Las principales reacciones de los alcanos son:

Combustión

Los alcanos reaccionan con el oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y calor. Así el metano combuste según la reacción:

calor

La reacción de combustión del etano se representa así:

calor

La energía que se desprende se debe al exceso de ésta durante el rompimiento o formación del enlace.

Los alquenos son compuestos insaturados que contienen en su estructura cuando menos un doble enlace carbono-carbono.

Fórmula general: CnH2n

Por lo tanto, los alquenos sin sustituyentes tienen el doble de hidrógenos que carbonos.

La terminación sistémica de los alquenos es ENO.

El más sencillo de los alquenos es el eteno, conocido más ampliamente como etileno, su nombre común.

La mayor parte de los alquenos se obtienen del petróleo crudo y mediante la deshidrogenación de los alcanos.

Propiedades y usos

* Los primeros tres compuestos, eteno (etileno), propeno y buteno, son gaseosos atemperatura ambiente; los siguientes son líquidos hasta los que tienen más de 16 carbonos que son sólidos.

* Sonrelativamente poco solubles en agua, pero solubles en ácido sulfúrico concentrado y en solventes no polares.

* Su densidad, punto de fusión y de ebullición se elevan conforme aumenta el peso molecular.

* El uso más importante de los alquenos es como materia prima para la elaboración de plásticos.

Alquenos de importancia.-

El etileno o eteno es un gas incoloro, insípido y de olor etéreo cuya fórmula es CH2=CH2. Se usan grandes cantidades de etileno (eteno) para la obtención del polietileno, que es un polímero. (sustancia formada por miles de moléculas más pequeñas que se conocen como monómeros). Por ejemplo del polietileno el monómero es el etileno. El polietileno es un compuesto utilizado en la fabricación de envolturas, recipiente, fibras, moldes, etc..

El etileno es utilizado en la maduración de frutos verdes como piñas y tomates. En la antigüedad se utilizó como anestésico (mezclado con oxígeno) y en la fabricación del gas mostaza (utilizado como gas de combate).

El propeno,(nombre común propileno), se utiliza para elaborar polipropilenoy otros plásticos, alcohol isopropílico (utilizado para fricciones) y otros productos químicos.

Varias feromonas u hormonas sexuales de insectos, son alquenos.

Los carotenos y la vitamina A, constituyentes de los vegetales amarillos como la zanahoria, y que son utilizados por los bastoncillos visuales de los ojos, también son alquenos. El licopeno, pigmento rojo del jitomate, es un alqueno. Las xantinas colorantes amarillos del maíz y la yema de huevo, también son alquenos.

El teflón es muy resistente a las acciones químicas y a las temperaturas altas, se elabora a partir de tetrafluoroetileno utilizando peróxido de hidrógeno como catalizador.

Alquenos: Propiedades químicas

Los alquenos son hidrocarburos que en su estructura tienen un doble enlace uniendo carbonos, por lo cual se encuentran dentro del grupo de los hidrocarburos insaturados, pudiendo también explicarse su estructura como la de un alcano que ha perdido dos hidrógenos, por lo cual se forma un enlace doble. Los alquenos siguen la fórmula CnH2n.

Los alquenos no se pueden clasificar dentro del grupo de los ácidos, pero se debe destacar que las propiedades ácidas de éstos son muchísimo mayor que las que puedan tener los alcanos.

En las reacciones químicas de los alquenos, se suele ver un desplazamiento hacia la derecha del equilibrio debido a la pérdida de protones que sufre el etileno, si lo comparamos con el etano.

CH3-CH2-H ↔ CH3CH2 + H^+

En el caso del etileno, su reactividad permite la preparación de entorno a 50 derivados de tipo simple, que poseen mucha importancia en la industria, produciéndose gran parte de ellos en cantidades de miles de toneladas anuales.

Propiedades físicas de Alquenos Los alquenos presentan puntos de fusión y ebullición próximos a los alcanos correspondientes.

Momento dipolar en alquenos.

El carbono sp2 tiene más carácter s que el carbono sp3, los electrones en el orbital s están más próximos al núcleo y son atraídos fuertemente por éste, de modo que un carbono sp2 tiene tendencia a atraer hacia si electrones, lo que genera momentos dipolares.

En alquenos trans los momentos dipolares se restan, llegando a anularse en el caso de que ambos carbonos tengan cadenas iguales. En los alquenos cis los momentos dipolares se suman dando lugar a un momento dipolar total distinto de cero (molécula polar)

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