Этан и этилен — это два органических соединения, которые принадлежат к двум разным классам углеводородов. Этан — это алкан, а этилен — это алкен. Рассмотрим их сходства и различия по указанным признакам:
а) Состав вещества
Этан (C₂H₆):
- Молекулярная формула: C₂H₆
- Состоит из двух атомов углерода и шести атомов водорода.
Этилен (C₂H₄):
- Молекулярная формула: C₂H₄
- Состоит из двух атомов углерода и четырех атомов водорода.
Сходства:
- Оба соединения содержат два атома углерода.
- Оба состоят только из углерода и водорода.
Различия:
- Этан содержит шесть атомов водорода, тогда как этилен содержит четыре.
- Соотношение углерода к водороду в этане 1:3, а в этилене 1:2.
б) Строение молекулы
Этан:
- Алкан, насыщенный углеводород.
- Молекула имеет линейную структуру с одинарными связями между атомами углерода (C-C) и углеродами с водородами (C-H).
- Геометрия молекулы — тетраэдрическая, углы между связями примерно 109.5°.
Этилен:
- Алкен, ненасыщенный углеводород.
- Молекула имеет плоскую структуру с одной двойной связью между атомами углерода (C=C).
- Геометрия молекулы вокруг двойной связи — плоская, углы между связями примерно 120°.
Сходства:
- Оба соединения имеют ковалентные связи между атомами углерода и водорода.
Различия:
- Этан содержит только одинарные связи, а этилен имеет одну двойную связь.
- Пространственное расположение атомов различается: этан — тетраэдрическое, этилен — плоское.
в) Химические свойства
Этан:
- Химически менее реактивен, поскольку все связи насыщенные (одинарные).
- Основные реакции: горение (окисление), галогенирование (замещение).
Этилен:
- Химически более реактивен из-за наличия двойной связи.
- Основные реакции: горение, гидрирование (присоединение водорода), галогенирование (присоединение галогенов), полимеризация (образование полимеров), гидратация (присоединение воды).
Сходства:
- Оба углеводорода могут гореть, образуя углекислый газ и воду.
- Оба могут участвовать в реакциях с галогенами.
Различия:
- Этан участвует в реакциях замещения, тогда как этилен — в реакциях присоединения.
- Этилен способен к полимеризации, образуя полиэтилен, чего этан не может делать.
В итоге, несмотря на некоторые сходства, этан и этилен существенно различаются как по строению молекул, так и по химическим свойствам, что делает их применимыми в разных областях химии и промышленности.