Alquenos: Fórmula y propiedades

¿Qué es un compuesto de alqueno?

¿Qué es un alqueno? La definición de alqueno describe una clase específica de hidrocarburos , que son compuestos orgánicos hechos exclusivamente de átomos de carbono e hidrógeno. La característica única de los alquenos es la presencia de al menos un doble enlace carbono-carbono C = C en la estructura esquelética del compuesto. Los átomos de carbono en los alquenos , conocidos alternativamente como olefinas, no se enlazan con el número máximo de hidrógenos debido a la presencia del doble enlace carbono-carbono. La deficiencia de hidrógeno en los alquenos es la razón por la que esta clase de compuestos orgánicos se clasifica como hidrocarburos insaturados.. Recuerde la valencia de los átomos de carbono. Los carbonos pueden formar un máximo de cuatro enlaces covalentes; los carbonos tienen cuatro electrones de valencia en su capa más externa. La figura 1 muestra una cadena de carbono incompleta. Los átomos de carbono terminales pueden unirse con un total de tres átomos de hidrógeno cada uno (se conserva un enlace para el átomo de carbono adyacente). El átomo de carbono central solo puede unirse con dos átomos de hidrógeno. La figura 2 muestra una cadena de carbono incompleta con un enlace C = C. El carbono terminal de la izquierda solo puede unirse con dos hidrógenos, mientras que el carbono central puede unirse solo con un hidrógeno. El número total de átomos de hidrógeno con los que pueden unirse los carbonos se ha visto significativamente comprometido debido a la presencia del doble enlace C = C.

Un ejemplo conocido de un compuesto de alqueno es el eteno, también conocido como etileno. Es el alqueno más simple; está compuesto por dos átomos de carbono y cuatro átomos de hidrógeno, como se muestra en la figura 3. Este alqueno encuentra la mayoría de sus aplicaciones condensadas en la industria de los polímeros; más notablemente en la producción de polietileno, plásticos, fibras y más.

Los alquenos no siempre son hidrocarburos lineales y de cadena abierta; sus átomos de carbono pueden formar cadenas cerradas. Los hidrocarburos cíclicos que contienen al menos un doble enlace carbono-carbono se denominan cicloalquenos . El ciclopenteno es un ejemplo de alqueno cíclico.

Los alquenos también pueden estar ramificados; pueden tener diferentes grupos alquilo unidos a la cadena de carbono principal, como se muestra en la figura 5. Un ejemplo de tal compuesto es 4-metilhex-1-eno; el grupo metilo se une al cuarto carbono de la cadena parental.

Propiedades del alqueno

Los alquenos son hidrocarburos insaturados con al menos un doble enlace carbono-carbono. Estos compuestos son altamente hidrófobos ; no se disuelven en agua. En cambio, se disuelven en solventes orgánicos como el hexano. La razón principal por la que no son solubles en agua se debe a su naturaleza no polar y a que no contienen átomos que puedan formar enlaces de hidrógeno con los hidrógenos de las moléculas de agua. Los alquenos son moléculas orgánicas apolares porque la distribución de carga es casi simétrica; las discrepancias de electronegatividad entre los carbonos y los hidrógenos son insignificantes. La polaridad solo ocurre cuando un átomo electronegativo acerca a los electrones compartidos; otorgando al átomo electronegativo una carga negativa parcial y al átomo adyacente una carga positiva parcial.

Los alquenos tienen puntos de ebullición y fusión relativamente pequeños; las fuerzas intermoleculares en los hidrocarburos son relativamente fáciles de superar, por lo que el requisito de entrada de energía es modesto. Sin embargo, cabe señalar que existe una tendencia entre el peso molecular y los puntos de ebullición y fusión. A medida que el alqueno se vuelve más voluminoso (aumenta su peso molecular), aumenta la energía necesaria para superar sus fuerzas intermoleculares. En consecuencia, aumenta los puntos de ebullición y fusión del alqueno. Esto se debe a que las moléculas grandes tienen más fuerzas de atracción (intermoleculares) que las más pequeñas.

Los alquenos no conducen electricidad porque no se disocian en iones cargados. Generalmente son menos densos que el agua, con densidades específicas relativamente bajas.

Diferentes estados de la materia

Los alquenos pueden existir como gas, líquido o sólido en condiciones normales; El estado de la materia de los alquenos depende del número de átomos de carbono presentes en la cadena de alquenos, como se muestra en la tabla. Los alquenos con más de 20 átomos de carbono aparecen como sólidos cerosos.

Explicación de la fórmula del alqueno

La fórmula general del alqueno es CnH2n, donde n es un número entero que muestra el número de átomos presentes en un compuesto químico. La fórmula es bastante sencilla de usar; simplemente ingrese el valor de ny resuelva las ecuaciones en el subíndice.

Ejemplo: encontrar la fórmula molecular del octeno. El prefijo oct- muestra que hay ocho átomos de carbono en la cadena de alqueno, lo que hace que n = 8. Reemplazando el valor de n en la fórmula de alqueno:

{eq}C(8 H {2 * 8} \rightarrow C_8H_{16} {/eq}

La fórmula molecular del octeno es {eq} C_8H_16 {/eq}. Los alquenos son compuestos reactivos a pesar de ser estables; esto se debe principalmente a la reactividad del doble enlace carbono-carbono. El doble enlace (enlace pi) es bastante débil y fácil de romper, por lo que el alqueno tiende a sufrir muchas reacciones de adición . Tales reacciones implican romper el doble enlace y agregar un nuevo elemento a la cadena. Los siguientes son ejemplos de tales reacciones:

• Reacciones de halogenación.
• Reacciones de hidrohalogenación.
• Adición de diclorocarbeno.
• Hidrogenación catalítica.

Recuerde los ejemplos de alquenos anteriores discutidos anteriormente. Eteno, ciclopenteno y 4-metilhex-1-eno tienen todos una cosa en común, además de la presencia del enlace C = C, todos terminan con el sufijo -eno . Este sufijo es un indicador suficiente de la presencia de un grupo alqueno, que es el doble enlace carbono-carbono.

Ejemplos de usos de alquenos

Los alquenos tienen varios usos; se utilizan a nivel industrial y a nivel comercial. Los siguientes ejemplos de alquenos se enumeran junto con sus usos:

• El eteno {eq} C_2H_4 {/eq} y el propeno {eq} C_3H_6 {/eq} son pequeñas moléculas de alqueno que se utilizan ampliamente en la industria de los polímeros. Más específicamente, en la producción de los ingredientes primarios de los plásticos, como el cloruro de polivinilo (PVC).
• Algunos alquenos se utilizan para producir aditivos que mejoran el octanaje del vehículo , que es una medida de la resistencia del combustible a la ignición prematura (detonación). Uno de estos alquenos es isobutileno {eq} (CH_3) _2C = CH_2 {/eq}; se utiliza para producir MTBE (metil terciario-butil éter), que es un aditivo de gasolina que mitiga la probabilidad de daños en el motor al mejorar el índice de octanaje.
• El 1-hexeno {eq} C_6H_12 {/eq} se usa para sintetizar polietileno, que encuentra la mayoría de sus usos en bolsas de basura plásticas, juguetes y aislamiento de cables.
• El but-2-eno {eq} C_4H_8 {/eq} se usa para producir butadieno, gasolina y el solvente butanona.

Resumen de la lección

Los hidrocarburos son compuestos que están formados estrictamente solo por átomos de carbono e hidrógeno. Los alquenos son un tipo de hidrocarburos insaturados ; contienen al menos un doble enlace carbono-carbono C = C. La estructura de los alquenos varía; algunos alquenos son perfectamente lineales, algunos son ramificados y otros son cíclicos. Los cicloalquenos son hidrocarburos cíclicos que contienen un doble enlace carbono-carbono dentro del anillo. Los alquenos siempre terminan con el sufijo -ene sin importar su estructura. Este sufijo sirve como indicador de la presencia de un enlace C = C. Ejemplos de estos son 3-metilciclohexeno, 1-hexeno y 2-buteno. Los alquenos son hidrofóbicos y apolarescompuestos que son insolubles en agua. Sin embargo, son solubles en disolventes orgánicos apolares. Los puntos de ebullición y fusión de los alquenos aumentan a medida que los alquenos se vuelven más voluminosos. Los alquenos pueden existir en los siguientes estados de la materia:

• Como gases si el número de átomos de C en la cadena estuviera dentro del rango de 2 a 4 átomos.
• Como líquidos, si el número de átomos de C estuviera dentro del rango de 5 a 16 átomos.
• Como sólidos, si el número de átomos de C fuera de 17 átomos o más. Los alquenos con más de 20 carbonos son sólidos cerosos.

La fórmula general de alquenos es {eq} C_nH_ {2n} {/eq}. Los alquenos experimentan reacciones de adición , que implican romper el enlace pi (C = C) y agregar nuevos átomos. Los alquenos se utilizan en diversas áreas; algunos alquenos se utilizan para fabricar aditivos que mejoran el octanaje del vehículo , que es la capacidad de la gasolina para resistir la ignición prematura. Muchos alquenos se utilizan para sintetizar otros productos químicos utilizados en la industria de los polímeros, que se utilizan para fabricar plásticos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador