3.4
Propiedades físicas de los alcanos
Una serie de alcanos no ramificados en los que los miembros sucesivos difieren en un grupo −CH2− se denomina serie homóloga, y cada alcano de esta serie es un homólogo.
Los alcanos son apolares debido a la pequeña diferencia de electronegatividad entre el carbono y el hidrógeno, lo que implica que solo existen fuerzas de dispersión débiles entre sus moléculas.
La fuerza de estas fuerzas aumenta proporcionalmente con la longitud de la cadena de carbono. Los primeros cuatro alcanos son gases a temperatura ambiente y presión atmosférica; las cadenas de carbono moderadas, desde C5 hasta C17, son líquidas. Los homólogos más allá de C17 son sólidos.
Las fuerzas de dispersión también influyen en las diferentes propiedades físicas de los alcanos.
Dentro de una serie homóloga, a medida que aumenta el área de superficie, también aumentan las fuerzas de dispersión entre las moléculas. Debido a que se requiere más energía para separar las moléculas, los puntos de ebullición de los alcanos no ramificados aumentan con cada carbono adicional.
A diferencia de los alcanos de cadena lineal, los alcanos ramificados son compactos y más esféricos, lo que reduce el área de interacción y la fuerza de las fuerzas intermoleculares. Por lo tanto, en comparación con la forma no ramificada, los isómeros ramificados hierven a temperaturas más bajas.
Mientras que los puntos de ebullición de los alcanos de cadena lineal aumentan gradualmente con el número de carbonos, sus puntos de fusión no aumentan de manera constante. En cambio, la tendencia alterna entre los miembros pares e impares de la serie homóloga.
En el estado cristalino, incluso los alcanos se agrupan estrechamente en una disposición en zig-zag. En consecuencia, las moléculas experimentan atracciones más fuertes, lo que conduce a puntos de fusión más altos.
En comparación, los alcanos impares se empaquetan menos debido a su disposición paralela, lo que resulta en interacciones más débiles y puntos de fusión más bajos.
Los puntos de fusión de los alcanos ramificados están dictados por sus simetrías moleculares.
Los alcanos ramificados con simetría sustancial se funden a temperaturas más altas que el hidrocarburo no ramificado. En comparación, la ramificación asimétrica conduce a un punto de fusión más bajo.
Los alcanos son insolubles en agua debido a su incapacidad para formar enlaces de hidrógeno, además, como sus densidades son inferiores a 1 g/cm3, flotan en el agua.
Los alcanos son moléculas apolares debido a la presencia únicamente de átomos de carbono e hidrógeno. La diferencia de electronegatividad entre el car…
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