الخواص الفيزيائية للألكانات Physical properties of Alkanes

الخواص الفيزيائية للألكانات Physical properties of Alkanes

– كنا قد تناولنا فى الموضوعات السابقة شرح مفصل مع الأمثلة والتمارين عن تسمية الألكانات وأيضا شرح عن طرق تحضير الألكانات وفي هذا الموضوع أن شاء الله سوف نتكلم عن الخواص الفيزيائية للألكانات.

– لمتابعة الدروس السابقة أضغط أدناه على الموضوع الذى تريده للوصول الى صفحة الشرح كما يلي:

(1) تسمية الألكانات Nomenclature of Alkanes

(2) طرق تحضير الألكانات Synthesis of Alkanes

– وفى هذا الدرس عن (الخواص الفيزيائية للألكانات) سوف نشرح النقاط الآتية كما يلي:

• درجة الغليان Boiling point
•  درجة الانصهار Melting point
• الحالة الفيزيائية Physical state
• الذوبانية Solubility
• الكثافة Density
  

(1) الخواص الفيزيائية للألكانات: درجة الغليان Boiling point 

  – تزداد درجة الغليان تزايد منتظم بزيادة الوزن الجزيئي بغض النظر عن التركيب البنائي للجزئ كما يلي: 

عند التساوي في الوزن الجزيئي فأن درجة الغليان تعتمد على التركيب البنائي للجزئ كما يلي :-

(أ) تقل درجة الغليان بزيادة التفرع على السلسلة حيث تعمل هذه التفرعات على إبعاد الجزئيات عن بعضها فتقل بذلك قوى فاندرفال.

– فمثلاً تكون درجات غليان متشكلات الصيغة الجزيئية C₅H₁₂ هي كما يلي:- 

(ب) تزداد درجة الغليان بزيادة تماثل جزئ المركب بسبب انتظام شكل جزيئاته.

– مثال : الصيغة الجزيئية C₆H₁₄

(جـ) درجة غليان الألكانات الحلقية أعلى من درجة غليان الألكانات غير الحلقية

– مثال: درجة غليان الهكسان الحلقلي أعلى من درجة غليان الهكسان العادى كما يلي:

(د) تقل درجة غليان الألكانات الحلقية بوجود مجموعات ألكيل مستبدلة.

(هـ) درجة غليان المتشكل الهندسي Cis أعلي من درجة غليان المتشكل Trans

– مثال: الصيغة الجزيئية C₇H₁₄ 

(2) الخواص الفيزيائية للألكانات: درجة الانصهار Melting point

– تزداد درجة انصهار الألكانات غير الحلقية ذات السلاسل المستقيمة بزيادة الوزن الجزيئي تزيداً غير منتظماً كما يظهر من القيم في الجدول التالي :- 

– نلاحظ من القيم السابقة إن الألكانات ذات العدد الزوجي من ذرات الكربون وكذلك ذات العدد الفردي لها تزايد منتظم مع زيادة الوزن الجزيئي كما بالجدول الآتي:

 – الألكانات ذات العدد الزوجي من ذرات الكربون تنتظم بتراص أكبر في الحالة البلورية وبالتالي تكون قوى التجاذب أكبر فترتفع درجة الانصهار.

– أما بالنسبة للألكانات الحلقية فلها درجات انصهار أعلى من الألكانات غير الحلقية المقابلة لها في الوزن الجزيئي وذلك بسبب تناظرها الأعلى الذي يؤدي إلى تراصها بشكل أكبر في الشبكة البلورية.

– ولدرجة تماسك أطراف الجزئ تأثير على درجة انصهار المركبات العضوية حيث أن الجزيئات ذات التماثل العالي تنتظم بسهولة في الشبكة البلورية وبالتالي تكون ذات درجة انصهار أعلى. 

تتواجد الألكانات على حالات المادة الثلاثة (صلبة – سائلة – غازية) كما يلي:

•  الألكانات الأربعة الأولى C₁ – C₄ تكون فى الحالة الغازية.
• والألكانات التى تحتوي على عدد ذرات كربون من C₅ – C₁₇ تكون سوائل.
• والأكبر من ذلك  > C₁₇ مواد صلبة.

(4) الذوبانية Solubility

– جميع الألكانات الحلقية وغير الحلقية لا تذوب في المذيبات القطبية مثل الماء بسبب ضعف قطبيتها ولكنها تذوب فى المذيبات ذات القطبية المنخفضة البنزين ورابع كلوريد الكربون ( الشبيه يذيب الشبيه )

– وتمتزج الألكانات السائلة فيما بينها بأى نسبة ولها ميل تجاه الدهون والزيوت بسبب احتواء الزيوت والدهون على سلسلة هيدروكربونية طويلة لذا تستخدم الألكانات في التنظيف الجاف وإزالة الدهون . 

(5) الكثافة Density 

كثافة الألكانات أقل من كثافة الماء فهي أقل المواد العضوية كثافة.

المراجع : الخواص الفيزيائية للألكانات – الفصل الثاني ” الهيدروكربونات ” من كتاب أسس الكيمياء العضوية. Foundations of Organic Chemistry” للمؤلفين وائل غالب محمد – وليد محمد السعيطي “