Unterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Verbindungen

Hauptunterschied - gesättigte versus ungesättigte Verbindungen

In der organischen Chemie kann eine chemische Verbindung basierend auf der Art der chemischen Bindung zwischen Kohlenstoffatomen entweder gesättigt oder ungesättigt sein. Diese Begriffe beschreiben Alkane, Alkene und Alkine. Eine gesättigte Verbindung besteht nur aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen. Beispielsweise bestehen Alkane aus C-C-Einfachbindungen. Ungesättigte Verbindungen können auch Doppelbindungen und Dreifachbindungen aufweisen. Alkene enthalten beispielsweise Doppelbindungen und Alkine Dreifachbindungen. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Verbindungen darin gesättigte Verbindungen haben nur Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen, während ungesättigte Verbindungen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen und Dreifachbindungen aufweisen.

Wichtige Bereiche

1. Was sind gesättigte Verbindungen?
     - Definition, Erklärung mit Beispielen
2. Was sind ungesättigte Verbindungen?
     - Definition, Erklärung mit Beispielen
3. Was ist der Unterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Verbindungen?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Alkane, Alkene, Alkine, Aromaten, Fettsäuren, Hybridisierung, gesättigte Verbindungen, ungesättigte Verbindungen

Was sind gesättigte Verbindungen?

Gesättigte Verbindungen sind organische Verbindungen, die nur Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen aufweisen. Aliphatische Alkane und Cycloalkane sind gesättigte Verbindungen. Diese Verbindungen können geradkettig sein, können Seitengruppen aufweisen und können verzweigte Strukturen oder cyclische Strukturen sein, jedoch ohne Doppelbindungen oder Dreifachbindungen.

Gesättigte Verbindungen sind sehr unreaktiv und stabiler als ungesättigte Verbindungen. Diese Verbindungen haben niedrige Schmelzpunkte und Siedepunkte relativ zu ihrer Molmasse. Alle Kohlenstoffatome in C-C-Bindungen sind sp³ hybridisierte Atome in gesättigten Verbindungen. Das einfachste Alkan ist Methan. Es hat ein Kohlenstoffatom, das an vier Kohlenstoffatome gebunden ist. Es gibt keine Doppelbindungen oder Dreifachbindungen zwischen Atomen. Das einfachste Cycloalkan ist Cyclopropan. Es hat drei Kohlenstoffatome, die miteinander verbunden sind und eine Ringstruktur bilden. Jedes Kohlenstoffatom ist an zwei Wasserstoffatome gebunden; daher gibt es auch in dieser Struktur keine Doppelbindungen oder Dreifachbindungen.

Abbildung 1: Chemische Struktur ist Cyclopropan

In gesättigten Verbindungen sind mehr Wasserstoffatome an Kohlenstoffatome gebunden, verglichen mit ungesättigten Verbindungen mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen. Neben Alkanen können Alkohole wie Butanol mit nur C-C-Bindungen und einer C-OH-Bindung vorliegen. Es liegt jedoch keine Ungesättigtheit vor. Gesättigte Fettsäuren werden im Vergleich zu ungesättigten Fettsäuren auch als gesättigte Verbindungen betrachtet. Gesättigte Fettsäuren haben gesättigte Fettsäureketten, die keine Doppelbindungen oder Dreifachbindungen aufweisen.

Was sind ungesättigte Verbindungen?

Ungesättigte Verbindungen sind organische Verbindungen, die mindestens eine Doppelbindung oder eine Dreifachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen enthalten. Diese Bindungen können entweder konjugiert sein oder nicht. Konjugiert bezieht sich auf das Vorhandensein von chemischen Bindungen in einer Verbindung, die reversibel miteinander verbunden sind. Die hauptsächlichen ungesättigten Verbindungen sind Alkene, Alkine und aromatische Verbindungen.

Alkene sind organische Verbindungen mit mindestens einer Doppelbindung. Eine Doppelbindung besteht aus einer Sigma-Bindung und einer Pi-Bindung. Eine Sigma-Bindung ist eine Art chemischer Bindung, die aufgrund der Überlappung von Atomorbitalen untereinander entsteht. Eine pi-Bindung wird aufgrund von Überlappung von p-Orbitalen gebildet. Die Kohlenstoffatome mit Doppelbindungen im Alken sind sp² hybridisiert.  

Alkine sind Verbindungen, die aus mindestens einer Dreifachbindung bestehen. Eine Dreifachbindung besteht aus einer Sigma-Bindung und zwei Pi-Bindungen. Die Kohlenstoffatome mit Dreifachbindungen in Alkinen sind hybridisiert. Eine aromatische Verbindung ist eine ungesättigte Verbindung, die aus Doppelbindungen und Einfachbindungen besteht, die abwechselnd angeordnet sind.

Abbildung 2: Alkine haben Dreifachbindungen

Ungesättigte Verbindungen sind aufgrund der Anwesenheit von Doppelbindungen und Dreifachbindungen sehr reaktiv. Die Wasserstoffatome pro Kohlenstoffatom sind geringer als in gesättigten Verbindungen. Daher sind sie instabil. Ungesättigte Verbindungen können polymerisiert werden. Die Polymerisation ungesättigter Verbindungen führt zu gesättigten Polymeren.

Unterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Verbindungen

Definition

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen sind organische Verbindungen, die nur Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen aufweisen.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen sind organische Verbindungen, die mindestens eine Doppelbindung oder Dreifachbindung zwischen Kohlenstoffatomen enthalten.

Chemische Verbindung

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen haben nur Einfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen haben mindestens eine Doppelbindung oder Dreifachbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen.

Pi-Anleihen

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen haben keine pi-Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen haben Pi-Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen; eine Pi-Bindung in Alkenen, zwei Pi-Bindung in Alkinen.

Reaktivität

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen sind weniger reaktiv.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen sind hochreaktiv.

Hybridisierung

Gesättigte Verbindungen: Die Kohlenstoffatome in gesättigten Verbindungen sind sp³ hybridisiert.

Ungesättigte Verbindungen: Die Kohlenstoffatome in ungesättigten Verbindungen sind entweder sp² oder sp³ hybridisiert (Kohlenstoffatome mit Doppelbindungen bzw. Dreifachbindungen).

Wasserstoffatome pro Molekül

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen haben mehr Wasserstoffatome pro Kohlenstoff.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen haben im Vergleich zu gesättigten Verbindungen eine geringere Anzahl von Wasserstoffatomen pro Kohlenstoffatom.

Polymerisation

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen werden nicht polymerisiert.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen werden polymerisiert.

Stabilität

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen sind stabiler.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen sind weniger stabil.

Beispiele

Gesättigte Verbindungen: Gesättigte Verbindungen schließen Alkane und Cycloalkane ein.

Ungesättigte Verbindungen: Ungesättigte Verbindungen schließen Alkene, Alkine und aromatische Verbindungen ein.

Fazit

Organische Verbindungen können aufgrund ihrer chemischen Bindung gesättigt oder ungesättigt sein. Gesättigte Verbindungen sind stabiler als ungesättigte Verbindungen. Der Hauptunterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Verbindungen besteht darin, dass gesättigte Verbindungen nur Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen aufweisen, während ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen und Dreifachbindungen aufweisen.

Referenz:

1. "Gesättigte vs. ungesättigte Kohlenwasserstoffe". Soft School, hier erhältlich.
2. „Struktur und Nomenklatur von Kohlenwasserstoffen“, Hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. "Cyclopropane-2D" (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "IUPAC-alkin" Von Fvasconcellos 20:06, 8. Januar 2008 (UTC). Originalbild von DrBob (Vortrag · Beiträge). - Vektorversion von de: Image: Iupac-alkyne.png von DrBob (Diskussion · Beiträge) (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia