Alkener, Alkyner och Alkaner
Hej!
Jag undrar varför alkener och alkyner är mer reaktiva än alkaner? Jag vet att det beror på att dem har dubbel och trippel bindningar (vilket alkanerna inte har) men jag skulle gärna vilja få det förklarat för mig varför ämnen med dubbel och trippelbindningar är mer reaktiva än de ämnen men enkelbindningar.
Tack på förhand!
Om ett ämne med en dubbelbindning i har möjlighet att reagera med något så att det bildas två enkelbindningar istället, så har ämnet med enkelbindingarna lägre entalpi än ämnet med dubbelbindningen. Det funkar likadant med trippelbindningar.
Okej, så om jag har förstått det rätt vill ett ämne alltså helst ha enkelbindingar före dubbel och- trippel bindningar?
Ett ämne har ingen vilja.
Men förstod jag det rätt?
karisma skrev:Men förstod jag det rätt?
Ingen aning, jag förstår inte vad du menade.
Enkelbindningarna i en alkan har, som Smaragdalena skrev, en lägre entalpi, vilket motsvarar en lägre energinivå hos denna molekyl, jämfört med en alken/alkyn. Det förklarar varför alkener/alkyner är lättare att få att reagera. Så istället för att säga att ämnen vill eller strävar efter en viss typ av bindning, kan du motivera varför alkener/alkyner är mer reaktionsbenägna utifrån entalpiskillnaden mellan de olika molekylerna.
En del av förklaringen till den ökade reaktionsbenägenheten hos alkener/alkyner ligger i att elektronerna i dubbel/trippelbindningen (pi-binding) skiljer sig ifrån enkelbindningen (sigma-bindning), och elektroner i pi-bindningar är generellt enklare att få att reagera. Dessa elektroner kan ganska lätt fås att skapa en ny bindning till en elektrofil atom, för att då ersätta t.ex. en dubbelbinding med två nya enkelbindning, som då resulterar i en lägre entalpi i molekylen efter reaktionen (men detaljer om detta kommer först på universitetsnivå).
En 'vanlig' kolatom har 4 valenselektroner i L-skalet vilket innebär att den gärna "samlar" på sig fler elektroner pga. önskan att få valensskalet fullt. En alken eller alkyn, har på vissa av sina kolatomer inte bindning till 4 (max) andra atomer, och inte då heller 4 elektronparbindningar, och vill som sagt gärna ha det. Detta medför att de kolvätena med dubbelbindning(alken) eller trippelbindning(alkyn) är mer reaktionsbenägna än alkaner. De är ostabila, omättade och vill gärna bli mättade (fullt valensskal)
(Med valensskal menas det ytterska skalet (vet inte om det är riktigt begrepp - bäst att klargöra för att undvika förvirring)).
Nilsson skrev:En 'vanlig' kolatom har 4 valenselektroner i L-skalet vilket innebär att den gärna "samlar" på sig fler elektroner pga. önskan att få valensskalet fullt. En alken eller alkyn, har på vissa av sina kolatomer inte bindning till 4 (max) andra atomer, och inte då heller 4 elektronparbindningar, och vill som sagt gärna ha det. Detta medför att de kolvätena med dubbelbindning(alken) eller trippelbindning(alkyn) är mer reaktionsbenägna än alkaner. De är ostabila, omättade och vill gärna bli mättade (fullt valensskal)
(Med valensskal menas det ytterska skalet (vet inte om det är riktigt begrepp - bäst att klargöra för att undvika förvirring)).
Nej inte riktigt. I en omättad bindning, hos t.ex. alken, så bidrar alla elektroner ytterst till att fylla det som kallas valensskalet (för kol L-skalet). I och med att en dubbelbindning bildas, bidrar en kolatom med hälften av elektronerna i bindningen (2st) och den andra kolatomen som delar dubbelbindningen bidrar med andra hälften av elektronerna (2st).
Så genom dubbelbindningen får var och en av dessa kolatomer tillgång till 4 elektroner. Precis lika många som de respektive kolatomerna skulle fått om de bildat två enkelbindningar, med två elektroner vardera (d.v.s. 2 + 2 elektroner).
mag1 skrev:Enkelbindningarna i en alkan har, som Smaragdalena skrev, en lägre entalpi, vilket motsvarar en lägre energinivå hos denna molekyl, jämfört med en alken/alkyn. Det förklarar varför alkener/alkyner är lättare att få att reagera. Så istället för att säga att ämnen vill eller strävar efter en viss typ av bindning, kan du motivera varför alkener/alkyner är mer reaktionsbenägna utifrån entalpiskillnaden mellan de olika molekylerna.
Hur kommer det sig att enkelbindningar har lägre entalpi?
mag1 skrev:Nilsson skrev:En 'vanlig' kolatom har 4 valenselektroner i L-skalet vilket innebär att den gärna "samlar" på sig fler elektroner pga. önskan att få valensskalet fullt. En alken eller alkyn, har på vissa av sina kolatomer inte bindning till 4 (max) andra atomer, och inte då heller 4 elektronparbindningar, och vill som sagt gärna ha det. Detta medför att de kolvätena med dubbelbindning(alken) eller trippelbindning(alkyn) är mer reaktionsbenägna än alkaner. De är ostabila, omättade och vill gärna bli mättade (fullt valensskal)
(Med valensskal menas det ytterska skalet (vet inte om det är riktigt begrepp - bäst att klargöra för att undvika förvirring)).
Nej inte riktigt. I en omättad bindning, hos t.ex. alken, så bidrar alla elektroner ytterst till att fylla det som kallas valensskalet (för kol L-skalet). I och med att en dubbelbindning bildas, bidrar en kolatom med hälften av elektronerna i bindningen (2st) och den andra kolatomen som delar dubbelbindningen bidrar med andra hälften av elektronerna (2st).
Så genom dubbelbindningen får var och en av dessa kolatomer tillgång till 4 elektroner. Precis lika många som de respektive kolatomerna skulle fått om de bildat två enkelbindningar, med två elektroner vardera (d.v.s. 2 + 2 elektroner).
Tack så hjärtligt för korrigeringen. Jag gjorde lite anspråk på kunskap där kan man säga.
karisma skrev:mag1 skrev:Enkelbindningarna i en alkan har, som Smaragdalena skrev, en lägre entalpi, vilket motsvarar en lägre energinivå hos denna molekyl, jämfört med en alken/alkyn. Det förklarar varför alkener/alkyner är lättare att få att reagera. Så istället för att säga att ämnen vill eller strävar efter en viss typ av bindning, kan du motivera varför alkener/alkyner är mer reaktionsbenägna utifrån entalpiskillnaden mellan de olika molekylerna.
Hur kommer det sig att enkelbindningar har lägre entalpi?
För att få grepp om detta behövs kemi på universitetsnivå, och fler begrepp behöver kännas till.
Ett sätt att illustrera skillnaden är att titta på bindningsenergierna t.ex. för kolväten med samma längd, som har enkel-, dubbel- respektive trippelbindning i din formelsamling.
mag1 skrev:karisma skrev:mag1 skrev:Enkelbindningarna i en alkan har, som Smaragdalena skrev, en lägre entalpi, vilket motsvarar en lägre energinivå hos denna molekyl, jämfört med en alken/alkyn. Det förklarar varför alkener/alkyner är lättare att få att reagera. Så istället för att säga att ämnen vill eller strävar efter en viss typ av bindning, kan du motivera varför alkener/alkyner är mer reaktionsbenägna utifrån entalpiskillnaden mellan de olika molekylerna.
Hur kommer det sig att enkelbindningar har lägre entalpi?
För att få grepp om detta behövs kemi på universitetsnivå, och fler begrepp behöver kännas till.
Ett sätt att illustrera skillnaden är att titta på bindningsenergierna t.ex. för kolväten med samma längd, som har enkel-, dubbel- respektive trippelbindning i din formelsamling.
Är det endast enkelbindningar i alkaner som har lägre entalpi eller är det eneklbindingar i alla ämnen som har lägre energi än dubbel och trippel bindningar?
Att bindningsenergin minskar från trippel-, via dubbel, till enkelbindning gäller generellt (men undantag kan finnas).
mag1 skrev:Att bindningsenergin minskar från trippel-, via dubbel, till enkelbindning gäller generellt (men undantag kan finnas).
Okej, så man behöver alltså inte veta varför det är så när man går på gymnasiet, utan man behöver alltså bara veta att det är så, om jag har förstått det rätt?
Det stämmer som du har skrivit.
Har du funderat på att läsa kemi eller kemiteknik efter gymnasiet? Du verkar ha rätt sorts nyfikenhet för detta.
Smaragdalena skrev:Har du funderat på att läsa kemi eller kemiteknik efter gymnasiet? Du verkar ha rätt sorts nyfikenhet för detta.
Faktiskt inte (kemi är faktu med det skolämne jag gillar minst av alla hehehe...), men när jag lär mig någonting nytt har jag en tendens att fördjupa mig inom det och övertänka det ibland. I just detta fall trodde jag bara det var någonting man behövde kunna i gymnasiet då jag har för mig att vi i åk 1 har gått igenom vad som avgör om ett ämne har låg eller hög entalpi.
I Ke1 lär man sig att väldigt reaktiva ämnen har hög entalpi (t ex metalliskt natrium, olika bränslen) och att "avgaserna" (natriumjoner, koldioxid och vatten) har låg entalpi. Man brukar också lära sig lite om hur man slår upp de värden man behöver i lämpliga tabeller (i alla fall förr, nu är det kanske Wikipedia som gäller - Wikipedia brukar vara bra på den sortens fakta).
Smaragdalena skrev:I Ke1 lär man sig att väldigt reaktiva ämnen har hög entalpi (t ex metalliskt natrium, olika bränslen) och att "avgaserna" (natriumjoner, koldioxid och vatten) har låg entalpi. Man brukar också lära sig lite om hur man slår upp de värden man behöver i lämpliga tabeller (i alla fall förr, nu är det kanske Wikipedia som gäller - Wikipedia brukar vara bra på den sortens fakta).
Kan man inte med Gibbs fria energi också räkna ut om ett ämne har låg eller hög entalpi, eller minns jag fel?
karisma skrev:Smaragdalena skrev:I Ke1 lär man sig att väldigt reaktiva ämnen har hög entalpi (t ex metalliskt natrium, olika bränslen) och att "avgaserna" (natriumjoner, koldioxid och vatten) har låg entalpi. Man brukar också lära sig lite om hur man slår upp de värden man behöver i lämpliga tabeller (i alla fall förr, nu är det kanske Wikipedia som gäller - Wikipedia brukar vara bra på den sortens fakta).
Kan man inte med Gibbs fria energi också räkna ut om ett ämne har låg eller hög entalpi, eller minns jag fel?
Om man vet entalpi och entropi (och temperatur) så kan man räkna fram Gibbs fria energi, och när man vet om Gibbs fria energi är positiv, negativ eller 0 för en viss reaktion vid en viss temperatur kan man se om reaktionen spontant går åt höger eller vänster eller om det är jämvikt.
Karisma skrev:
Okej, så man behöver alltså inte veta varför det är så när man går på gymnasiet, utan man behöver alltså bara veta att det är så, om jag har förstått det rätt?
Smaragdalena skrev:Det stämmer som du har skrivit.
Har du funderat på att läsa kemi eller kemiteknik efter gymnasiet? Du verkar ha rätt sorts nyfikenhet för detta.
Jag skrev nyss till min lärare och frågade vad vi behövde kunna angående detta och hen skickade nyss en detaljerad förklaring till mig…Så jag antar att vi behöver lära oss utöver gymnasienivån trots allt.
