物理的特性:
* 沸点と融点: 小さな炭化水素は、大きな炭化水素よりも沸点と融点が低くなっています。これは、表面積が小さく、偏光が少ないため、より弱い分子の間に弱いファンデルワールスの力が存在するためです。鎖の長さが増加すると、ファンデルワールスの力が強くなり、沸騰と融点が高くなります。
* 粘度: 小さな炭化水素は、大きな炭化水素よりも粘性が少ない(簡単に)、大きな炭化水素よりも少ない(簡単に)。これは、より小さな分子の分子間力が弱いためです。
* 可燃性: より小さな炭化水素は、より簡単に蒸発し、空気とより揮発性の混合物を作成するため、一般に大きな炭化水素よりも可燃性です。
* 溶解度: 炭化水素は一般に非極性です。つまり、水に溶けないことを意味します。より小さな炭化水素は、水への溶解度が限られている可能性がありますが、鎖の長さが増加すると溶解度が低下します。
化学的性質:
* 反応性: より小さな炭化水素は、一般に大きな炭化水素よりも反応的です。サイズが小さく、より小さな分子の表面積が高いほど、それらをより速く反応させることができます。
* 燃焼: より小さな炭化水素は、より大きな炭化水素よりも速く、より完全に燃焼し、単位質量あたりのエネルギーをより多く放出します。これが、天然ガス(主にメタン)が灯油(大きな炭化水素の混合物)よりも熱い炎で燃える理由です。
* 異性体: より大きな炭化水素は、より大きな異性性(同じ分子の異なる構造配置)を示します。これは、チェーンの長さが増加するにつれて、分岐構造や環状構造にはより多くの可能性があるためです。
例:
* 小さな炭化水素: メタン(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8) - 室温でのガス、非常に可燃性。
* 大きな炭化水素: オクタン(C8H18)、デカン(C10H22) - 室温での液体、可燃性が低い。
使用:
* 小さな炭化水素: 化学産業の燃料(天然ガス、プロパン)、原料として使用されます。
* 大きな炭化水素: 燃料(ガソリン、ディーゼル)、潤滑剤、ワックス、およびその他の工業製品として使用されます。
要約すると、小炭化水素と大型炭化水素の重要な違いは、物理的および化学的特性に直接影響を与え、最終的にその用途に影響を与える炭素原子の数にあります。