propyn vs propadien

Propadien (H2C=C=CH2) ligger i jämvikt med propyn (H3C-C#CH) (# ska föreställa en trippelbindning).
Jämvikten är vid normalt tryck o temperatur förskjuten åt propyn.
Skulle gissa att propadien är mest reaktiv då det är den man vill ha när man svetsar med sk. MAPP-gas.
Men jag kan ha fel, ngn som vet?

Väldigt svår fråga för att höra till kemi 2, är den från någon lärobok? Jag har försökt leta efter svaret men inte hittat något som verkar trovärdigt. Som matstnilsson skriver står de i jämvikt med varandra, men eftersom jämviktskonstanten ligger nära 1 tyder det på att de är någorlunda lika stabila.

Jag skulle gissa att trippelbindningen är stabilare än dubbelbindningarna. Sedan skulle jag också gissa att det där enkla (terminala) vätet i propyn kan vara relativt ”surt” i en syrabasmiljö. Det är nog inte vad som avses med frågan?

Kort sagt: egentligen ingen aning, fast i några fler meningar. 

Kolväten saknar i princip helt syrabasegenskaper.

Alltså, detta var ingen fråga från läroboken, men i läroboken stod det att det krävs mer energi frö att bryta dubbel- och trippelbindningar jämfört med en enkelbindning, men att detta inte betyder att dubbel- och trippelbindningar är mer stabila. Utan att dessa är mer reaktiva. Jag undrar då vilken av dessa två som är mest reaktiv/stabil?

Det jag själv har förstått är att dubbel- och trippelbindningar är mer reaktiva eftersom att de har en respektive två pi-bindningar som är svagare att bryta. Så när dessa reagerar med ett annat ämne är det dessa pi-bindningar som bryts, med att den kovalenta bindningen står kvar. Stämmer detta? Och, återigen vilken av propyn och propadien är mest reaktiv/stabil?

Lutar även jag åt att propyn är mindre reaktiv. Att motivera varför på Ke2 nivån är svårt. Det är även lite knepigt på högre nivåer. Skillnader i ämnenas energi brukar ofta användas som ett sätt att termodynamiskt förklara varför ett ämne är mer reaktivt än ett annat. Men energiskillnaden mellan de ämnen du frågar är inte så stor, vilket gör det svårare att motivera vilket ämne som är mest reaktivt. 

Strukturen hos ämnena skiljer sig åt, där propadienen är helt linjär/rak, medans propyn är mer formad som ett V. Ämnenas struktur och hur bindningselektronerna fördelas över ämnet påverkar även det hur pass reaktiv en del av ett ämne är. 

När två dubbelbindningar ligger bredvid varandra, som i propadien, påverkar dubbelbindningarna varandra, och diener är därför oftast reaktiva. 

Jag vet inte hur mycket ni pratat om molekylorbitaler i kemin, men du skrev själv om pi-orbitaler. Och Molekylorbitaler kan användas för att motivera varför endera isomer är mer reaktiv. Dienerna kan betraktas som att de har två separata pi-orbitalssystem (ett per dubbelbindning), och båda dessa system måste samsas på det centrala kolet. Förenklat får de två orbitalssystemen det trängre kring det centrala kolet, jämfört med i propyn där samtliga pi-orbitalsystem endast finns mellan två kolatomer. Mer trängsel brukar innebära mer energi, och mer energi brukar innebära högre reaktivitet (en större chans eller strävan efter att sänka energin genom att reagera och bilda nytt ämne med lägre energi). 

I propyn finns det även en chans till en rotation längs med enkelbindningen mellan två av kolatomerna, och detta saknas helt i propyn (p.g.a. de två dubbelbindningarna). Rotationer och vibrationer längs med bindningar ger en möjlighet att omfördela energi. Och detta kan föreslås som ett sätt att sprida ut lite av energin i en molekyl, och på så vis minska reaktiviteten.

Ett sätt att uppskatta reaktiviteten hos ämnen är att titta på hur mycket energi som frigörs när ämnet deltar i en kemisk reaktion. Både propyn och propadien är omättade kolväten, som kan fås att reagera med vätgas och i ditt fall bilda propan. Hydrogenering kallas denna typ av reaktion, och de siffror jag såg (hos NIST) efter lite sökande gav hydrogeneringsenergierna för propyn till -291 kJ *mol^-1 , och -300 kJ *mol^-1 för propadien. Så när propadien reagerar frigörs lite mer energi, vilket då innebär på att propadiene är mer reaktivt utifrån dessa siffror.

Det ska också nämnas att termodynamiskt stabil är ett lite mystiskt begrepp. Jag har läst många trådar på Stackexchange där folk beklagar sig över att frågor är dåligt ställda då de berör termodynamisk stabilitet.

Ja, "stabil" är ett ganska diffust begrepp som bör undvikas även fast det är lättsamt att använda. Ta ett ämne som koldioxid, det är väldigt termodynamiskt "stabilt" i betydelse att dess bildande leder till stor sänkning av Gibbs energi. Samtidigt är koldioxid ganska reaktivt, t.ex. reagerar det lätt med basiska ämnen.

Kul reflektion!

Jag håller med om att anvädandet av "stabil" eller "reaktiv" är relativa och beskrivande, vilket nog skaver i ögat på en del av oss. Samtidigt blir det svårt med jämförelser utan liknande begrepp. I detta sammanhang är frågan om reaktivitet generellt, vi har t.ex. inte ens bestämt oss för en specifik reaktion att beskriva. 

De beräknade värdena för ämnena i denna tråd är just beräknade i ett av system definerat av den som gjort beräkningen, vilket är en bra approximation för en enstaka reaktion i en egen miljö.

Men när ett ämne som t.ex. propyn reagerar får i alla fall jag ett sammanhang där många molekyler reagerar i ett gemensamt system, troligtvis med parallella rekationer under mer kaotiska förhållanden.