Чтобы понять, какой из углеводородов — алкан или алкен — имеет меньшую плотность по отношению к воздуху, рассмотрим их основные свойства и состав.
Шаг 1: Определение терминов
Алканы — это предельные углеводороды, которые имеют только одинарные связи между атомами углерода. Общая формула алканов — CₙH₂ₙ₊₂. Примеры: метан (CH₄), этан (C₂H₆), пропан (C₃H₈).
Алкены — это непредельные углеводороды, которые содержат хотя бы одну двойную связь между атомами углерода. Общая формула алкенов — CₙH₂ₙ. Примеры: этен (C₂H₄), пропен (C₃H₆).
Шаг 2: Сравнение плотности
Плотность вещества может быть рассчитана по формуле:
[
\text{Плотность} = \frac{\text{масса}}{\text{объем}}
]
Обычно плотность газа по отношению к воздуху определяется по отношению к его молярной массе. Плотность воздуха составляет примерно 1.29 г/л при нормальных условиях.
Молярная масса алкана:
- Для простых алканов (на примере этана C₂H₆):
- Молярная масса = 2(12) + 6(1) = 30 г/моль.
Молярная масса алкена:
- Для простых алкенов (на примере этена C₂H₄):
- Молярная масса = 2(12) + 4(1) = 28 г/моль.
Шаг 3: Сравнение плотностей
Сравнив молярные массы:
- Этан (алкан) = 30 г/моль.
- Этен (алкен) = 28 г/моль.
Из этого видно, что алкены имеют меньшую молярную массу по сравнению с алканами, если число атомов углерода одинаково.
Заключение
Таким образом, алкен с тем же числом атомов углерода, что и алкан, будет иметь меньшую плотность по отношению к воздуху. Например, этен (алкен) будет легче воздуха, чем этан (алкан).
Это означает, что ответ на ваш вопрос: алкен имеет меньшую плотность по отношению к воздуху, чем алкан с тем же числом атомов углерода.