Le Differenze Tra le Proprietà Fisiche Degli Alcani e Alcheni
Gli alcani e gli alcheni presentano diverse proprietà fisiche, una delle principali è che i primi sono gassosi a pressione atmosferica e temperatura ambiente se hanno un basso peso molecolare, mentre gli alcheni con peso molecolare simile sono liquidi o solidi. Questo comportamento può essere spiegato considerando che in una molecola apolare, come un idrocarburo, la distribuzione simmetrica degli elettroni è statistica, e in un istante preciso la molecola può acquisire carattere polare. Questa polarizzazione istantanea genera forze di attrazione tra le molecole, chiamate forze di dispersione.
Con l’aumentare del numero di atomi di carbonio nelle molecole degli idrocarburi, aumentano le forze di dispersione e, di conseguenza, i punti di fusione e di ebollizione. Le proprietà fisiche degli alcani ramificati variano grazie alla differente geometria molecolare: presentano punti di ebollizione inferiori rispetto agli alcani lineari a causa della minore forza delle dispersioni dovuta alla maggiore distanza tra gli atomi della catena. L’area superficiale minore delle molecole ramificate comporta una minore forza di dispersione e quindi una temperatura di ebollizione inferiore rispetto alle molecole lineari.
L’aumento del peso molecolare conduce all’incremento della densità degli alcani fino a diventare pressoché costante per gli alcani con oltre 19 atomi di carbonio. Inoltre, le differenze di densità tra due composti adiacenti sono più ridotte negli idrocarburi ad alto peso molecolare rispetto a quelli con basso peso molecolare.
Proprietà Fisiche di Alcani e Alcheni
Di seguito sono riportate le temperature di fusione, di ebollizione e la densità di tre isomeri aventi formula C5H12:
| Composto | Temperatura di Fusione | Temperatura di Ebollizione | Densità (g/cm3) |
|————-|————————|—————————-|—————————–|
| n-pentano | -129.7 °C | 36.1 °C | 0.626 |
| isopentano | -159.9 °C | 27.9 °C | 0.620 |
| neopentano | -16.5 °C | 9.5 °C | 0.614 |
Gli isomeri degli alcheni non presentano variazioni significative nelle proprietà fisiche come gli alcani. Si riportano le proprietà di alcheni con formula C5H12:
| Composto | Temperatura di Fusione | Temperatura di Ebollizione | Densità (g/cm3) |
|—————|————————|—————————-|—————————–|
| 1-pentene | -138 °C | 30.0 °C | 0.641 |
| Cis-2-pentene | -151 °C | 36.9 °C | 0.656 |
| Trans-2-pentene| -136 °C | 36.3 °C | 0.648 |
Tutti e tre gli isomeri presentano temperature di ebollizione simili, ma l’isomero cis mostra una temperatura di fusione significativamente più bassa rispetto agli altri due, a causa della sua struttura incompatibile con l’impaccettamento in cristalli, tipico dell’isomero trans.
In conclusione, le proprietà fisiche degli alcani e degli alcheni variano in base al peso molecolare, alla geometria molecolare e alla presenza di ramificazioni molecolari.