Предельные углеводороды. Алканы.
Предельные углеводороды, это алканы.
Самое простое из органики.
Алканы- это углеводороды, в молекуле которых присутствуют только сигма связи.
Ну формула C2H2n+2
Гомологический ряд алканов.
Гомологи - это вещества, сходные по своему строению и свойствам и отличаются друг от друга на одну или несколько групп CH2.
По простому, каждый алкан отличается от другого на одну группу CH2.
Ещё, это CH2, называют гомологической разностью.
А где берут алканы? Из природного газа, нефти, попутного газа.
Строение алканов.
Ну как бы это было... В химических связях.
Но вся углеродная цепь расположена под углом 109°28’, то есть в реале цепочка зигзаговая, не такая как пишем её мы, т.е по прямой. Или нам просто лень писать её зигзагово?
В пространстве молекулы алканов не прямоугольные, а зигзагообразные.
Физические свойства.
Тут прям все разделились по группам, как кучки друзей.
Первые четыре друга( с метана по бутан)- это газы
Следующая группа друзей( с пятого по пятнадцатый)- жидкости
Ну и остальной народ, начиная с 16- это твердые вещества.
Получение алканов.
Реакции из не органики помним?
Реакция гидрирования - прибавление водорода.
Так же метан можно получить при сплавлении ацетата натрия со щелочью.
CH3COONa+ NaOH-----> CH4+ Na2CO3
Есть тут такой Синтез Вюрца.
- это получение алканов из более длинных цепочек.
Идёт в два этапа.
1 этап.
Взаимодействие алканов с галогенами.
CH4+Cl2----->CH3Cl+ HCl
2 этап.
Получившийся вещество в первом этапе взаимодействует с натрием. И мы получили алкан.
2CH3Cl+2Na---->C2H6+2NaCl
Вот так всё просто. Так получают алканы в промышленности.
В лаборатории же получают гидролизом карбида алюминия.
Переходим к Химическим свойства.
Почему их больше чем физических? Мы всегда так много пишем их на паре...
Ну ладно...
Они есть и это мне надо знать.
Алканы, во первых, мало активные вещества, т.к содержат только сигма связи, поэтому для них типичными являются реакции замещения.
Их называют предельными, потому что в молекулах все валентности углеродных атомов до предела насыщенны.
В их молекулах можно последовательно замещать водороды на заместители.
И если вы думали, что тут всё так просто,то тут нифига не просто.
Все эти реакции замещения проходят по особому механизму, который так и называется -механизм реакции замещения.
Это реакция замещения является цепной реакцией, т.к каждая предыдущая стадия вызывает начало последующей стадии протекает по свободно-радикальному механизму.
Радикалы - это частицы не спаренного электрона. Химически мало активны и существуют доли секунды.
По простому... каждая реакция оставляет после себя новую реакцию.
Вот реакция... и после у нас остаётся хлорметан
CH4+Cl2----->CH3Cl+ HCl
CH3Cl2+Cl2---->CH2Cl2+HCl
И так далее, думаю смысл вы поняли.
чуть не забыла эти реакция идёт с дневным светом.
Идём дальше.
Алканы могут вступать в реакции с замещением с азотной кислотой. И эта реакция называется реакцией Коновалова.
Термическое разложение алканов.
Под определённой температурой , алканы разлагаются на углерод и водород.
CH4--->t° C+2H2
Реакция горения
Взаимодействие алканов с кислородом.
CH4+2O2---->CO2+2H2O и выделяется энергия.
Реакция изомеризации.
Получение изомеров.
Например: бутан - под действием температуры и катализатора превращается в 2-метилпропан.
Ну и где же применяют алканы...( применение алканов)
Газообразные алканы - источник энергии. Прям , как некоторые люди, которые иногда светятся как лампочки.
Пропан и бутан - используются, как двигательное топливо.
Жидкие углеводы, выделяют из нефти и используются в виде нефтепродуктов: бензин, керосин, дизельное топливо.
Твердые углеводороды вместе с жидкими используются,как смазывающие материалы.
Углеводороды с числом больше 15, кличат вазелиновыми маслами. Их используют в медицине и фармацевтике, вместе с вазилином для получения мазей.