Хімічні властивості алканів
Відео: 1.3. Алкани: Хімічні властивості. Підготовка до ЗНО з хімії
Метан і його гомологи називаються граничними (насиченими) парафінові вуглеводнями або алканами. Остання назва органічних речовин (мають загальну хімічну формулу CnH2n + 2, яка відображатиме насиченість молекул, атоми в яких пов`язані простими ковалентними зв`язками вуглець-водень або вуглець-вуглець) присвоєно відповідно до міжнародної номенклатурою хімічних сполук. У них є два основних джерела: сира нафта і природний газ. Властивості алканів в гомологічної ряду з підвищенням в молекулі числа вуглецевих атомів закономірно змінюються.
Перші чотири представники гомологічного ряду мають історично сформовані назви. Вуглеводні, що стоять за ними позначаються грецькими числівниками з закінченням -а. Відносна молекулярна маса кожного наступного вуглеводню відрізняється від попереднього на 14 а.е.м. Фізичні властивості алканів, такі як температура плавлення (застигання) і кипіння (конденсації), щільність і показник заломлення, ростуть зі збільшенням молекулярної маси. З метану по бутан - це гази, з пентана по пентадекан -рідина, потім слідують тверді речовини. Все парафіни легше води і не розчиняються в ній. До алканами відносяться:
Відео: Алкани 2 урок
- CH4 - метан;
- C2H6 - етан;
- C3H8 - пропан;
- C4H10 - бутан;
- C5H12 - пентан;
- C6H14 - гексан;
- C7H16 - гептан;
- C8H18 - октан;
- C9H20 - нонан;
- C10H22 - декан;
- C11H24 - ундекан;
- C12H26 - додекан;
- C13H28 - тридекан;
- C14H30 - тетрадекан;
- C15H32 - пентадекан;
- C16H34 - гексадекан;
- C17H36 - гептадекан;
- C18H38 - октадекан;
- C19H40 - нонадекан;
- C20H42 - ейкозан і так далі.
Хімічні властивості алканів відрізняються низькою активністю. Це пояснюється відносною міцністю неполярних C-C і малополярних C-H зв`язків, а також насиченістю молекул. Всі атоми з`єднані одинарними &sigma - зв`язками, які складно зруйнувати через їхню малу поляризуемости. Розрив їх може здійснитися тільки за певних умов, при цьому утворюються радикали, які носять назви відповідних парафінових сполук з заміною закінчення. Наприклад, пропан - пропив (C3H7-), етан - етил (C2H5-), метан - метил (CH3-) і так далі.
Відео: Хімічні властивості і способи отримання граничних вуглеводнів
Хімічні властивості алканів говорять про інертність цих з`єднань. Вони не здатні до реакцій приєднання. Типовими для них є реакції заміщення. Окислення (горіння) парафінових вуглеводнів протікає тільки при підвищеній температурі. Вони можуть окислюватися до спиртів, альдегідів і кислот. В результаті крегінга (процес термічного розщеплення вуглеводнів) вищих алканів при температурі від 450 до 550 ° С можуть утворюватися насичені вуглеводні з меншою молекулярною масою. З підвищенням температури термічний розклад називають піролізом.
Хімічні властивості алканів залежать не тільки від числа в молекулі вуглецевих атомів, але також і від будови. Все парафіни можна розділити нормального (кожен атом C може з`єднуватися не більше ніж з двома вуглецевим атомами) і з-будови (атом C може бути з`єднаний з чотирма іншими C-атомами, за рахунок цього молекула має просторове будова). Наприклад, пентан і 2,2-Діметілпропан мають однакову молекулярну масу і хімічну формулу C5H12, але за хімічними та фізичними властивостями вони будуть відрізнятися: температура плавлення мінус 129,7 ° С і мінус 16,6 ° С, кипіння 36,1 ° С і 9,5 ° С відповідно. Ізомери легше вступають в хімічні реакції, ніж вуглеводні нормальної будови з однаковим числом атомів C.
Характерні хімічні властивості алканів - це реакції заміщення, до яких відносяться галогенирование або сульфування. В результаті взаємодії з хлором парафіну по радикальному механізму під дією температури або світла утворюються хлорпохідні метану: хлорметан CH3Cl, дихлорметан CH2Cl2, тріхлорметан CHCl3 і Тетрахлорметан CCl4. При сульфірованіі алканів під дією УФ-світла, виходять сульфонілхлоріди: R-H + SO2 + Cl2 R-SO2-Cl + HCl. Ці речовини використовуються у виробництві ПАР.
