ఆల్కనేస్ నామకరణం మరియు ఐసోమెరిజం. ఆల్కనేస్: భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు, అప్లికేషన్

పరమాణువులు ఒకే బంధాల ద్వారా అనుసంధానించబడిన హైడ్రోకార్బన్‌లు మరియు సాధారణ ఫార్ములా C n H 2 n +2కి అనుగుణంగా ఉంటాయి.
ఆల్కేన్ అణువులలో, అన్ని కార్బన్ అణువులు sp 3 హైబ్రిడైజేషన్ స్థితిలో ఉంటాయి. దీని అర్థం కార్బన్ అణువు యొక్క నాలుగు హైబ్రిడ్ కక్ష్యలు ఆకారం, శక్తిలో ఒకేలా ఉంటాయి మరియు సమబాహు త్రిభుజాకార పిరమిడ్ - టెట్రాహెడ్రాన్ యొక్క మూలలకు దర్శకత్వం వహించబడతాయి. కక్ష్యల మధ్య కోణాలు 109° 28′.

ఒకే కార్బన్-కార్బన్ బంధం చుట్టూ దాదాపు ఉచిత భ్రమణం సాధ్యమవుతుంది మరియు ఆల్కేన్ అణువులు టెట్రాహెడ్రల్ (109° 28′)కి దగ్గరగా ఉన్న కార్బన్ అణువుల వద్ద కోణాలతో అనేక రకాల ఆకృతులను తీసుకోవచ్చు, ఉదాహరణకు, అణువులో n-పెంటనే.

ఆల్కేన్ అణువులలోని బంధాలను గుర్తుకు తెచ్చుకోవడం ప్రత్యేకంగా విలువైనది. సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ల అణువులలోని అన్ని బంధాలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి. అతివ్యాప్తి అక్షం వెంట సంభవిస్తుంది,
అణువుల కేంద్రకాలను కలుపుతుంది, అనగా ఇవి σ బంధాలు. కార్బన్-కార్బన్ బంధాలు నాన్-పోలార్ మరియు పేలవంగా పోలరైజేబుల్. ఆల్కనేస్‌లోని C-C బంధం పొడవు 0.154 nm (1.54 10 - 10 m). C-H బంధాలు కొంత తక్కువగా ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత కొంచెం ఎక్కువ ఎలక్ట్రోనెగటివ్ కార్బన్ అణువు వైపుకు మార్చబడుతుంది, అనగా C-H బంధం బలహీనంగా ధ్రువంగా ఉంటుంది.

సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ల అణువులలో ధ్రువ బంధాలు లేకపోవడం వలన అవి నీటిలో పేలవంగా కరిగేవి మరియు చార్జ్డ్ కణాలతో (అయాన్లు) సంకర్షణ చెందవు. ఆల్కేన్‌లకు అత్యంత లక్షణమైన ప్రతిచర్యలు ఫ్రీ రాడికల్స్‌తో కూడినవి.

మీథేన్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్

హోమోలాగ్స్- నిర్మాణం మరియు లక్షణాలలో సారూప్యమైన పదార్థాలు మరియు ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ CH 2 సమూహాలకు భిన్నంగా ఉంటాయి.

ఐసోమెరిజం మరియు నామకరణం

ఆల్కనేలు స్ట్రక్చరల్ ఐసోమెరిజం అని పిలవబడే లక్షణం కలిగి ఉంటాయి. కార్బన్ అస్థిపంజరం నిర్మాణంలో స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్‌లు ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి. స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్ల ద్వారా వర్గీకరించబడిన సరళమైన ఆల్కేన్ బ్యూటేన్.

నామకరణ బేసిక్స్

1. ప్రధాన సర్క్యూట్ ఎంపిక.హైడ్రోకార్బన్ పేరు ఏర్పడటం ప్రధాన గొలుసు యొక్క నిర్వచనంతో ప్రారంభమవుతుంది - అణువులోని కార్బన్ అణువుల పొడవైన గొలుసు, ఇది దాని ఆధారం.
2. ప్రధాన గొలుసు యొక్క అణువుల సంఖ్య.ప్రధాన గొలుసు యొక్క పరమాణువులు సంఖ్యలు కేటాయించబడ్డాయి. ప్రధాన గొలుసు యొక్క పరమాణువుల సంఖ్య చివరి నుండి ప్రారంభమవుతుంది, దానికి ప్రత్యామ్నాయం దగ్గరగా ఉంటుంది (నిర్మాణాలు A, B). ప్రత్యామ్నాయాలు గొలుసు చివర నుండి సమాన దూరంలో ఉన్నట్లయితే, వాటిలో ఎక్కువ (నిర్మాణం B) ఉన్న చివరి నుండి నంబరింగ్ ప్రారంభమవుతుంది. వేర్వేరు ప్రత్యామ్నాయాలు గొలుసు చివర్ల నుండి సమాన దూరంలో ఉన్నట్లయితే, సీనియర్ ఒకటి దగ్గరగా ఉన్న చివరి నుండి నంబరింగ్ ప్రారంభమవుతుంది (నిర్మాణం D). హైడ్రోకార్బన్ ప్రత్యామ్నాయాల సీనియారిటీ వారి పేరు ప్రారంభమయ్యే అక్షరం వర్ణమాలలో కనిపించే క్రమం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది: మిథైల్ (-CH 3), తర్వాత ఇథైల్ (-CH 2 -CH 3), ప్రొపైల్ (-CH 2 -CH 2 -CH 3) మొదలైనవి.
ప్రత్యయం -an ప్రత్యయంతో భర్తీ చేయడం ద్వారా ప్రత్యామ్నాయం పేరు ఏర్పడిందని దయచేసి గమనించండి - సిల్ట్సంబంధిత ఆల్కనే పేరులో.
3. పేరు యొక్క నిర్మాణం. పేరు ప్రారంభంలో, సంఖ్యలు సూచించబడతాయి - ప్రత్యామ్నాయాలు ఉన్న కార్బన్ అణువుల సంఖ్యలు. ఇచ్చిన పరమాణువు వద్ద అనేక ప్రత్యామ్నాయాలు ఉంటే, పేరులోని సంబంధిత సంఖ్య కామాతో (2,2-) రెండుసార్లు వేరు చేయబడుతుంది. సంఖ్య తర్వాత, ప్రత్యామ్నాయాల సంఖ్య హైఫన్‌తో సూచించబడుతుంది ( di- రెండు, మూడు- మూడు, టెట్రా- నాలుగు, పెంట- ఐదు) మరియు ప్రత్యామ్నాయం పేరు (మిథైల్, ఇథైల్, ప్రొపైల్). అప్పుడు, ఖాళీలు లేదా హైఫన్లు లేకుండా, ప్రధాన గొలుసు పేరు. ప్రధాన గొలుసును హైడ్రోకార్బన్ అని పిలుస్తారు - మీథేన్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్ సభ్యుడు ( మీథేన్ CH 4, ఈథేన్ C 2 H 6, ప్రొపేన్ C 3 H 8, C 4 H 10, పెంటనే C 5 H 12, హెక్సేన్ C 6 H 14, హెప్టేన్ C 7 H 16, ఆక్టేన్ C 8 H 18, నాన్ S 9 H 20, పీఠాధిపతిసి 10 హెచ్ 22).

ఆల్కనేస్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు

మీథేన్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్ యొక్క మొదటి నాలుగు ప్రతినిధులు వాయువులు. వాటిలో సరళమైనది మీథేన్ - రంగులేని, రుచిలేని మరియు వాసన లేని వాయువు (“గ్యాస్” వాసన, మీరు వాసన చూసినప్పుడు, మీరు 04కి కాల్ చేయాలి, మెర్కాప్టాన్‌ల వాసన ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది - సల్ఫర్ కలిగిన సమ్మేళనాలు మీథేన్‌కు ప్రత్యేకంగా జోడించబడతాయి. గృహ మరియు పారిశ్రామిక గ్యాస్ ఉపకరణాలలో, వారి పక్కన ఉన్న వ్యక్తులు వాసన ద్వారా లీక్‌ను గుర్తించగలరు).
C 4 H 12 నుండి C 15 H 32 వరకు కూర్పు యొక్క హైడ్రోకార్బన్లు ద్రవాలు; భారీ హైడ్రోకార్బన్లు ఘనపదార్థాలు. పెరుగుతున్న కార్బన్ గొలుసు పొడవుతో ఆల్కనేస్ యొక్క మరిగే మరియు ద్రవీభవన బిందువులు క్రమంగా పెరుగుతాయి. అన్ని హైడ్రోకార్బన్‌లు నీటిలో బాగా కరుగవు; ద్రవ హైడ్రోకార్బన్‌లు సాధారణ సేంద్రీయ ద్రావకాలు.

ఆల్కనేస్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు

ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలు.
ఆల్కేన్‌లకు అత్యంత విలక్షణమైన ప్రతిచర్యలు ఫ్రీ రాడికల్ ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలు, ఈ సమయంలో హైడ్రోజన్ అణువు హాలోజన్ అణువు లేదా కొన్ని సమూహంతో భర్తీ చేయబడుతుంది. లక్షణ ప్రతిచర్యల సమీకరణాలను ప్రదర్శిస్తాము హాలోజనేషన్:


అదనపు హాలోజన్ విషయంలో, క్లోరినేషన్ మరింత ముందుకు సాగుతుంది, అన్ని హైడ్రోజన్ పరమాణువులను క్లోరిన్‌తో పూర్తిగా భర్తీ చేసే వరకు:

ఫలితంగా వచ్చే పదార్థాలు సేంద్రీయ సంశ్లేషణలలో ద్రావకాలు మరియు ప్రారంభ పదార్థాలుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.
డీహైడ్రోజనేషన్ ప్రతిచర్య(హైడ్రోజన్ సంగ్రహణ).
అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద (400-600 ° C) ఆల్కనేలు ఉత్ప్రేరకం (Pt, Ni, Al 2 0 3, Cr 2 0 3) దాటినప్పుడు, ఒక హైడ్రోజన్ అణువు తొలగించబడుతుంది మరియు ఆల్కెన్ ఏర్పడుతుంది:


కార్బన్ గొలుసు నాశనంతో కూడిన ప్రతిచర్యలు.
అన్ని సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని ఏర్పరుస్తాయి. నిర్దిష్ట నిష్పత్తిలో గాలితో కలిపిన వాయు హైడ్రోకార్బన్‌లు పేలవచ్చు.
1. సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ల దహనంఫ్రీ రాడికల్ ఎక్సోథెర్మిక్ రియాక్షన్, ఇది ఆల్కేన్‌లను ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు చాలా ముఖ్యమైనది:

సాధారణంగా, ఆల్కనేస్ యొక్క దహన ప్రతిచర్యను ఈ క్రింది విధంగా వ్రాయవచ్చు:

2. హైడ్రోకార్బన్ల థర్మల్ విభజన.

ప్రక్రియ ఫ్రీ రాడికల్ మెకానిజం ద్వారా జరుగుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల కార్బన్-కార్బన్ బంధం యొక్క హోమోలిటిక్ చీలిక మరియు ఫ్రీ రాడికల్స్ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

ఈ రాడికల్స్ ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందుతాయి, హైడ్రోజన్ అణువును మార్పిడి చేసుకుంటాయి, ఆల్కేన్ అణువు మరియు ఆల్కెన్ అణువును ఏర్పరుస్తాయి:

హైడ్రోకార్బన్ క్రాకింగ్ యొక్క పారిశ్రామిక ప్రక్రియలో ఉష్ణ కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలు ఆధారమవుతాయి. ఈ ప్రక్రియ చమురు శుద్ధి యొక్క అతి ముఖ్యమైన దశ.

3. పైరోలిసిస్. మీథేన్‌ను 1000 °C ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసినప్పుడు, మీథేన్ పైరోలిసిస్ ప్రారంభమవుతుంది - సాధారణ పదార్థాలుగా కుళ్ళిపోవడం:

1500 °C ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసినప్పుడు, ఎసిటిలీన్ ఏర్పడటం సాధ్యమవుతుంది:

4. ఐసోమెరైజేషన్. లీనియర్ హైడ్రోకార్బన్‌లను ఐసోమైరైజేషన్ ఉత్ప్రేరకం (అల్యూమినియం క్లోరైడ్)తో వేడి చేసినప్పుడు, శాఖలుగా ఉన్న కార్బన్ అస్థిపంజరంతో పదార్థాలు ఏర్పడతాయి:

5. సుగంధీకరణ. గొలుసులోని ఆరు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువులు కలిగిన ఆల్కనేలు ఒక ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో బెంజీన్ మరియు దాని ఉత్పన్నాలను ఏర్పరుస్తాయి:

ఆల్కనేలు ఫ్రీ రాడికల్ మెకానిజం ప్రకారం కొనసాగే ప్రతిచర్యలలోకి ప్రవేశిస్తాయి, ఎందుకంటే ఆల్కనే అణువులలోని అన్ని కార్బన్ అణువులు sp 3 హైబ్రిడైజేషన్ స్థితిలో ఉంటాయి. ఈ పదార్ధాల అణువులు సమయోజనీయ నాన్‌పోలార్ C-C (కార్బన్-కార్బన్) బంధాలు మరియు బలహీనంగా ధ్రువమైన C-H (కార్బన్-హైడ్రోజన్) బంధాలను ఉపయోగించి నిర్మించబడ్డాయి. అవి పెరిగిన లేదా తగ్గిన ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత కలిగిన ప్రాంతాలను కలిగి ఉండవు, లేదా సులభంగా ధ్రువణ బంధాలను కలిగి ఉండవు, అనగా, ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత బాహ్య కారకాల ప్రభావంతో మారగల అటువంటి బంధాలు (అయాన్ల ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ క్షేత్రాలు). పర్యవసానంగా, ఆల్కనేలు చార్జ్ చేయబడిన కణాలతో ప్రతిస్పందించవు, ఎందుకంటే ఆల్కేన్ అణువులలోని బంధాలు హెటెరోలైటిక్ మెకానిజం ద్వారా విచ్ఛిన్నం కావు.

సరళమైన కర్బన సమ్మేళనాలు హైడ్రోకార్బన్లు, కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ కలిగి ఉంటుంది. హైడ్రోకార్బన్‌లలోని రసాయన బంధాల స్వభావం మరియు కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ మధ్య నిష్పత్తిపై ఆధారపడి, అవి సంతృప్త మరియు అసంతృప్త (ఆల్కీన్‌లు, ఆల్కైన్‌లు మొదలైనవి)గా విభజించబడ్డాయి.

పరిమితిహైడ్రోకార్బన్‌లు (ఆల్కేన్‌లు, మీథేన్ హైడ్రోకార్బన్‌లు) హైడ్రోజన్‌తో కార్బన్ సమ్మేళనాలు, వీటిలో ప్రతి కార్బన్ అణువు ఏదైనా ఇతర పొరుగు అణువుతో కలపడానికి ఒకటి కంటే ఎక్కువ విలువను ఖర్చు చేయదు మరియు కార్బన్‌తో కలపడానికి ఖర్చు చేయని అన్ని వేలెన్సీలు హైడ్రోజన్‌తో సంతృప్తమవుతాయి. ఆల్కనేస్‌లోని అన్ని కార్బన్ అణువులు sp 3 స్థితిలో ఉంటాయి. సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు సాధారణ ఫార్ములా ద్వారా వర్గీకరించబడిన సజాతీయ శ్రేణిని ఏర్పరుస్తాయి C n H 2n+2. ఈ శ్రేణికి పూర్వీకుడు మీథేన్.

ఐసోమెరిజం. నామకరణం.

n=1,2,3 ఉన్న ఆల్కేన్‌లు ఒక ఐసోమర్‌గా మాత్రమే ఉంటాయి

n=4 నుండి ప్రారంభించి, నిర్మాణ ఐసోమెరిజం యొక్క దృగ్విషయం కనిపిస్తుంది.

పెరుగుతున్న కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్యతో ఆల్కనేస్ యొక్క స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్‌ల సంఖ్య వేగంగా పెరుగుతుంది, ఉదాహరణకు, పెంటేన్‌లో 3 ఐసోమర్‌లు, హెప్టేన్‌లో 9 మొదలైనవి ఉన్నాయి.

సాధ్యమయ్యే స్టీరియో ఐసోమర్‌ల కారణంగా ఆల్కనేస్ ఐసోమర్‌ల సంఖ్య కూడా పెరుగుతుంది. C 7 H 16 నుండి ప్రారంభించి, చిరల్ అణువుల ఉనికి సాధ్యమవుతుంది, ఇవి రెండు ఎన్‌యాంటియోమర్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.

ఆల్కనేస్ నామకరణం.

ఆధిపత్య నామకరణం IUPAC నామకరణం. అదే సమయంలో, ఇది అల్పమైన పేర్ల యొక్క అంశాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ విధంగా, ఆల్కనేస్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్‌లోని మొదటి నలుగురు సభ్యులు చిన్న పేర్లను కలిగి ఉన్నారు.

CH 4 - మీథేన్

C 2 H 6 - ఈథేన్

C 3 H 8 - ప్రొపేన్

C 4 H 10 - బ్యూటేన్.

మిగిలిన హోమోలాగ్‌ల పేర్లు గ్రీకు లాటిన్ సంఖ్యల నుండి తీసుకోబడ్డాయి. అందువలన, సాధారణ (అన్‌బ్రాంచ్డ్) నిర్మాణం యొక్క క్రింది సభ్యుల కోసం, పేర్లు ఉపయోగించబడతాయి:

C 5 H 12 - పెంటనే, C 6 H 14 - హెక్సేన్, C 7 H 18 - హెప్టేన్,

C 14 H 30 - టెట్రాడెకేన్, C 15 H 32 - పెంటాడెకేన్, మొదలైనవి.

బ్రాంచ్డ్ ఆల్కనేస్ కోసం ప్రాథమిక IUPAC నియమాలు

ఎ) పొడవాటి శాఖలు లేని గొలుసును ఎంచుకోండి, దాని పేరు ఆధారాన్ని (రూట్) ఏర్పరుస్తుంది. ఈ కాండంకు "an" ప్రత్యయం జోడించబడింది.

బి) అతిచిన్న లోకాంట్‌ల సూత్రం ప్రకారం ఈ గొలుసును సంఖ్య చేయండి,

సి) ప్రత్యామ్నాయం స్థానాన్ని సూచించే అక్షర క్రమంలో ఉపసర్గ రూపంలో సూచించబడుతుంది. అసలు నిర్మాణంలో అనేక సారూప్య ప్రత్యామ్నాయాలు ఉంటే, అప్పుడు వాటి సంఖ్య గ్రీకు సంఖ్యలచే సూచించబడుతుంది.

ప్రశ్నలోని కార్బన్ అణువు నేరుగా బంధించబడిన ఇతర కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్యపై ఆధారపడి, ప్రాథమిక, ద్వితీయ, తృతీయ మరియు చతుర్భుజ కార్బన్ పరమాణువులు ఉంటాయి.

ఆల్కైల్ సమూహాలు లేదా ఆల్కైల్ రాడికల్స్ బ్రాంచ్డ్ ఆల్కనేస్‌లో ప్రత్యామ్నాయాలుగా కనిపిస్తాయి, ఇవి ఆల్కనే అణువు నుండి ఒక హైడ్రోజన్ అణువును తొలగించడం వల్ల పరిగణించబడతాయి.

ఆల్కైల్ సమూహాల పేరు సంబంధిత ఆల్కనేస్ పేరు నుండి "an" ప్రత్యయం "yl" ప్రత్యయంతో భర్తీ చేయడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది.

CH 3 - మిథైల్

CH 3 CH 2 - ఇథైల్

CH 3 CH 2 CH 2 - కట్

బ్రాంచ్డ్ ఆల్కైల్ సమూహాలకు పేరు పెట్టడానికి, చైన్ నంబరింగ్ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది:

ఈథేన్ నుండి ప్రారంభించి, ఆల్కనేలు నిరోధిత ఆకృతికి అనుగుణంగా ఉండే కన్ఫార్మర్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. గ్రహణం ద్వారా ఒక నిరోధిత ఆకృతి నుండి మరొకదానికి మారే అవకాశం భ్రమణ అవరోధం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. నిర్మాణం యొక్క నిర్ణయం, కన్ఫార్మర్ల కూర్పు మరియు భ్రమణ అడ్డంకులు కన్ఫర్మేషనల్ విశ్లేషణ యొక్క పనులు.

2. ఆల్కనేస్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు (మీథేన్, ఈథేన్): దహన, ప్రత్యామ్నాయం, కుళ్ళిపోవడం, డీహైడ్రోజనేషన్.

ఆల్కనేస్‌లోని అన్ని బంధాలు తక్కువ-ధ్రువంగా ఉంటాయి, అందుకే అవి రాడికల్ ప్రతిచర్యల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. పై బంధాలు లేకపోవడం వల్ల అదనపు ప్రతిచర్యలు అసాధ్యం.

ఆల్కనేలు ప్రత్యామ్నాయం, తొలగింపు మరియు దహన ప్రతిచర్యల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి.

1. ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలు

ఎ) హాలోజన్‌లతో(తో క్లోరిన్ Cl 2 - కాంతిలో, Br 2 - వేడి చేసినప్పుడు) ప్రతిచర్య కట్టుబడి ఉంటుంది మార్కోవ్నిక్ నియమం (మార్కోవ్నికోవ్ నియమాలు) - అన్నింటిలో మొదటిది, కనీసం హైడ్రోజనేటెడ్ కార్బన్ అణువు వద్ద హైడ్రోజన్‌ను హాలోజన్ భర్తీ చేస్తుంది. ప్రతిచర్య దశల్లో జరుగుతుంది - ఒక దశలో ఒకటి కంటే ఎక్కువ హైడ్రోజన్ అణువులు భర్తీ చేయబడవు.

అయోడిన్ చాలా కష్టంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది మరియు అంతేకాకుండా, ప్రతిచర్య పూర్తికాదు, ఉదాహరణకు, మీథేన్ అయోడిన్‌తో చర్య జరిపినప్పుడు, హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ ఏర్పడుతుంది, ఇది మిథైల్ అయోడైడ్‌తో చర్య జరిపి మీథేన్ మరియు అయోడిన్ (రివర్సిబుల్ రియాక్షన్):

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl (క్లోరోమీథేన్)

CH 3 Cl + Cl 2 → CH 2 Cl 2 + HCl (డైక్లోరోమీథేన్)

CH 2 Cl 2 + Cl 2 → CHCl 3 + HCl (ట్రైక్లోరోమీథేన్)

CHCl 3 + Cl 2 → CCL 4 + HCl (కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్)

బి) నైట్రేషన్ (కోనోవలోవ్ రియాక్షన్)

ఆల్కనేలు 140° ఉష్ణోగ్రత మరియు అల్పపీడనం వద్ద గ్యాస్ దశలో నైట్రిక్ యాసిడ్ లేదా నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్ N 2 O 4 యొక్క 10% ద్రావణంతో చర్య జరిపి నైట్రో ఉత్పన్నాలను ఏర్పరుస్తాయి. ప్రతిచర్య మార్కోవ్నికోవ్ నియమాన్ని కూడా పాటిస్తుంది. హైడ్రోజన్ అణువులలో ఒకటి NO 2 అవశేషాల (నైట్రో సమూహం) ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది మరియు నీరు విడుదల చేయబడుతుంది

తొలగింపు ప్రతిచర్యలు

ఎ) డీహైడ్రోజనేషన్- హైడ్రోజన్ తొలగింపు. ప్రతిచర్య పరిస్థితులు: ఉత్ప్రేరకం - ప్లాటినం మరియు ఉష్ణోగ్రత.

CH 3 - CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2

బి) పగుళ్లుహైడ్రోకార్బన్‌ల యొక్క ఉష్ణ కుళ్ళిపోయే ప్రక్రియ, ఇది చిన్న గొలుసుతో సమ్మేళనాలను రూపొందించడానికి పెద్ద అణువుల కార్బన్ గొలుసును విభజించే ప్రతిచర్యలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. 450-700 o C ఉష్ణోగ్రత వద్ద, C-C బంధాల చీలిక కారణంగా ఆల్కనేలు కుళ్ళిపోతాయి (ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద బలమైన C-H బంధాలు అలాగే ఉంటాయి) మరియు తక్కువ సంఖ్యలో కార్బన్ పరమాణువులు కలిగిన ఆల్కేన్‌లు మరియు ఆల్కెన్‌లు ఏర్పడతాయి.

C 6 H 14 C 2 H 6 + C 4 H 8

బి) పూర్తి ఉష్ణ కుళ్ళిపోవడం

CH 4 C + 2H 2

ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలు

ఎ) దహన ప్రతిచర్యమండించినప్పుడు (t = 600 o C), ఆల్కనేలు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరుపుతాయి మరియు అవి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటికి ఆక్సీకరణం చెందుతాయి.

C n H 2n+2 + O 2 ––>CO 2 + H 2 O + Q

CH 4 + 2O 2 ––>CO 2 + 2H 2 O + Q

బి) ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ- సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరియు ఉత్ప్రేరకాల వాడకంతో, ఇది అణువు మరియు C-H మధ్యలో సుమారుగా C-C బంధాలలో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే చీల్చడంతో పాటు విలువైన ఉత్పత్తులను పొందేందుకు ఉపయోగించబడుతుంది: కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాలు, కీటోన్లు, ఆల్డిహైడ్లు, ఆల్కహాల్స్.

ఉదాహరణకు, బ్యూటేన్ యొక్క అసంపూర్ణ ఆక్సీకరణతో (C 2 –C 3 బాండ్ యొక్క చీలిక), ఎసిటిక్ ఆమ్లం పొందబడుతుంది

4. ఐసోమెరైజేషన్ ప్రతిచర్యలు అన్ని ఆల్కేన్‌లకు విలక్షణమైనవి కావు. కొన్ని ఐసోమర్‌లను ఇతరులలోకి మార్చే అవకాశం మరియు ఉత్ప్రేరకాలు ఉండటంపై దృష్టి సారిస్తారు.

C 4 H 10 C 4 H 10

5.. 6 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువుల ప్రధాన గొలుసు కలిగిన ఆల్కనేస్ కూడా ప్రతిస్పందిస్తాయి డీహైడ్రోసైక్లైజేషన్ కానీ ఎల్లప్పుడూ 6-మెంబర్డ్ రింగ్ (సైక్లోహెక్సేన్ మరియు దాని ఉత్పన్నాలు) ఏర్పరుస్తుంది. ప్రతిచర్య పరిస్థితులలో, ఈ చక్రం మరింత డీహైడ్రోజనేషన్‌కు లోనవుతుంది మరియు సుగంధ హైడ్రోకార్బన్ (అరీన్) యొక్క శక్తివంతంగా మరింత స్థిరమైన బెంజీన్ రింగ్‌గా మారుతుంది.

తేదీ: ____________

11-11

ఆల్కనేస్. ఆల్కనేస్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్. ఆల్కనేస్ యొక్క నామకరణం మరియు ఐసోమెరిజం

సబ్జెక్ట్

TARGET

విద్యార్థులకు సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌ల భావన, వాటి రసాయన, ప్రాదేశిక మరియు ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని అందించడం. హోమోలజీ భావనతో మిమ్మల్ని పరిచయం చేసుకోవడానికి, పదార్ధాలకు పేరు పెట్టడానికి మరియు ఆధునిక నామకరణం ప్రకారం సూత్రాలను రూపొందించడానికి నియమాలు. సైద్ధాంతిక భావనల ఏర్పాటును కొనసాగించండి: ప్రకృతి యొక్క అవగాహన గురించి, సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌ల కూర్పు, నిర్మాణం, లక్షణాలు మరియు ఉపయోగం మధ్య కారణం-మరియు-ప్రభావ సంబంధం.

విషయము

ఆల్కనేస్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్ మరియు వాటి నిర్మాణం

నిబంధనలు

ఆల్కనే, హోమోలాగ్స్, ఐసోమర్లు

CHEM ప్రయోగం

సామగ్రి

ఇంటరాక్టివ్ బోర్డు

ఇంటి పని

లెసన్ ప్లాన్.

హోంవర్క్ సర్వే. జ్ఞానాన్ని నవీకరిస్తోంది

ఆల్కనేస్. (సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు. పారాఫిన్లు. సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు.)

ఆల్కనేలు అణువులలో హైడ్రోకార్బన్‌లు, దీనిలో అన్ని కార్బన్ పరమాణువులు ఒకే బంధాల (-) ద్వారా అనుసంధానించబడి సాధారణ సూత్రాన్ని కలిగి ఉంటాయి:

సి n హెచ్ 2n+2

హోమోలాగ్‌లు అంటే ఏమిటి? (విద్యార్థులు ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం ఇస్తారు)

ఆల్కనేస్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్

ఆల్కనేస్, సాధారణ ఫార్ములా C కలిగి ఉంటుంది n హెచ్ 2 n +2 , ఒకే రకమైన నిర్మాణంతో సంబంధిత సమ్మేళనాల శ్రేణి, దీనిలో ప్రతి తదుపరి సభ్యుడు మునుపటి దాని నుండి స్థిరమైన అణువుల సమూహంతో విభేదిస్తారు (-CH 2 -). ఈ కనెక్షన్ల క్రమాన్ని అంటారుహోమోలాగస్ సిరీస్ (గ్రీకు నుండి హోమోలాగ్ - ఇదే), ఈ సిరీస్‌లోని వ్యక్తిగత సభ్యులు -హోమోలాగ్స్ , మరియు పొరుగు హోమోలాగ్‌లు విభిన్నమైన పరమాణువుల సమూహంహోమోలాజికల్ తేడా .

ఆల్కేన్‌ల హోమోలాగస్ సిరీస్‌ను మునుపటి గొలుసుకు ప్రతిసారీ కొత్త కార్బన్ అణువును జోడించడం ద్వారా మరియు దాని మిగిలిన వాలెన్సీలను గరిష్టంగా 4 హైడ్రోజన్ అణువులతో భర్తీ చేయడం ద్వారా సులభంగా సంకలనం చేయవచ్చు. గొలుసుకు -CH సమూహాన్ని జోడించడం మరొక ఎంపిక 2 -:

CH 4 లేదా N-CH 2 -H – హోమోలాగస్ సిరీస్‌లో మొదటి సభ్యుడు –మీథేన్

(1 కార్బన్ అణువును కలిగి ఉంటుంది);

CH 3 - CH 3 లేదా N-CH 2 -సిహెచ్ 2 -H – 2వ హోమోలాగ్ –ఈథేన్ (2 సి అణువులు);

CH 3 - CH 2 - CH 3 లేదా N-CH 2 -సిహెచ్ 2 -సిహెచ్ 2 -H – 3వ హోమోలాగ్ –ప్రొపేన్ (3 సి అణువులు);

CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 3 లేదా N-CH 2 -సిహెచ్ 2 -సిహెచ్ 2 - CH 2 - N –బ్యూటేన్ (4 సి పరమాణువులు)

ప్రత్యయం-ఒక అన్ని ఆల్కనేల పేర్ల లక్షణం. ఐదవ హోమోలాగ్ నుండి ప్రారంభించి, ఆల్కేన్ పేరు గ్రీకు సంఖ్య నుండి ఏర్పడింది, ఇది అణువులోని కార్బన్ అణువుల సంఖ్య మరియు ప్రత్యయాన్ని సూచిస్తుంది.-ఒక : పెంటనే సి 5 ఎన్ 12 , హెక్సేన్ సి 6 ఎన్ 14 , హెప్టేన్ సి 7 ఎన్ 16 , ఆక్టేన్ సి 8 ఎన్ 18 , నాన్నేన్ సి 9 ఎన్ 20 , డీన్ సి 10 ఎన్ 22 మొదలైనవి

ఆల్కనేస్ కోసం ఐసోమెరిజం రకాలు:

ఐసోమెరిజం అనేది ఒకే కూర్పు (అదే పరమాణు సూత్రం), కానీ విభిన్న నిర్మాణాలను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాల ఉనికి యొక్క దృగ్విషయం. ఇటువంటి కనెక్షన్లు అంటారుఐసోమర్లు .

పరమాణువులను అణువులలో (అంటే రసాయన నిర్మాణం) కలిపి ఉండే క్రమంలో తేడాలు ఏర్పడతాయి.నిర్మాణ ఐసోమెరిజం . స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్ల నిర్మాణం నిర్మాణ సూత్రాల ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుంది. ఆల్కనేల శ్రేణిలో, గొలుసు 4 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉన్నప్పుడు నిర్మాణాత్మక ఐసోమెరిజం కనిపిస్తుంది, అనగా బ్యూటేన్ Cతో ప్రారంభమవుతుంది. 4 ఎన్ 10 . ఒకే కూర్పు మరియు ఒకే రసాయన నిర్మాణం యొక్క అణువులలో అంతరిక్షంలో అణువుల యొక్క విభిన్న సాపేక్ష స్థానాలు సాధ్యమైతే, అప్పుడు మేము గమనిస్తాముప్రాదేశిక ఐసోమెరిజం (స్టీరియో ఐసోమెరిజం) . ఈ సందర్భంలో, నిర్మాణ సూత్రాల ఉపయోగం సరిపోదు మరియు పరమాణు నమూనాలు లేదా ప్రాదేశిక (స్టీరియోకెమికల్) సూత్రాలను ఉపయోగించాలి. ఆల్కనేస్, ఈథేన్ సితో మొదలవుతుంది 2 ఎన్ 6 , C-C s-బంధాల వెంట ఇంట్రామోలిక్యులర్ రొటేషన్ కారణంగా వివిధ ప్రాదేశిక రూపాల్లో ఉనికిలో ఉన్నాయి మరియు పిలవబడే వాటిని ప్రదర్శిస్తాయిభ్రమణ ఐసోమెరిజం .

అదనంగా, ఒక అణువులో 7 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువులు ఉంటే, రెండు ఐసోమర్లు ఒకదానికొకటి వస్తువుగా మరియు దాని అద్దం చిత్రంగా (ఎడమ చేతికి ఎలా సంబంధం కలిగి ఉందో అదే విధంగా) మరొక రకమైన ప్రాదేశిక ఐసోమెరిజం సాధ్యమవుతుంది.

అణువుల నిర్మాణంలో ఇటువంటి వ్యత్యాసాలను అంటారుఅద్దం లేదాఆప్టికల్ ఐసోమెరిజం.

అల్గోరిథం.

1. ప్రధాన సర్క్యూట్ ఎంపిక:

2. ప్రధాన గొలుసులోని పరమాణువుల సంఖ్య:

3. పేరు యొక్క నిర్మాణం:

2 - మిథైల్బుటేన్

ఆల్కనేస్ యొక్క నిర్మాణం.

అన్ని సేంద్రీయ పదార్ధాలలో కార్బన్ అణువు "ఉత్తేజిత" స్థితిలో ఉంది, అనగా, ఇది బయటి స్థాయిలో నాలుగు జత చేయని ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది.

ప్రతి ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్‌కు శక్తి నిల్వ ఉంటుంది: s-క్లౌడ్ కార్బన్ అణువులో ఉన్న శక్తి కంటే తక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది; అందువల్ల, ఒక రసాయన బంధం ఏర్పడినప్పుడు, హైబ్రిడైజేషన్ జరుగుతుంది, అనగా, శక్తి నిల్వ పరంగా ఎలక్ట్రాన్ మేఘాల అమరిక. ఇది మేఘాల ఆకారం మరియు దిశలో ప్రతిబింబిస్తుంది; ఎలక్ట్రాన్ మేఘాల పునర్నిర్మాణం (ప్రాదేశిక) జరుగుతుంది.

sp3 హైబ్రిడైజేషన్ ఫలితంగా, మొత్తం నాలుగు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ మేఘాలు హైబ్రిడైజ్ చేయబడ్డాయి: హైబ్రిడైజ్ చేయబడిన మేఘాల యొక్క ఈ అక్షాల మధ్య బంధం కోణం 109° 28", కాబట్టి అణువులు ప్రాదేశిక చతుర్భుజ ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కార్బన్ గొలుసుల ఆకారం జిగ్‌జాగ్; కార్బన్ అణువులు ఒకే సరళ రేఖలో ఉండవు, ఎందుకంటే భ్రమణ సమయంలో పరమాణువుల బంధ కోణాలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి.

అన్ని సేంద్రీయ పదార్థాలు ప్రధానంగా సమయోజనీయ బంధాల ద్వారా నిర్మించబడ్డాయి. కార్బన్-కార్బన్ మరియు కార్బన్-హైడ్రోజన్ బంధాలను సిగ్మా బంధాలుగా సూచిస్తారు - పరమాణు కేంద్రకాల గుండా వెళుతున్న రేఖ వెంట పరమాణు కక్ష్యలు అతివ్యాప్తి చెందినప్పుడు ఏర్పడే బంధం. సిగ్మా బంధాల చుట్టూ భ్రమణం సాధ్యమవుతుంది, ఎందుకంటే ఈ బంధం అక్షసంబంధ సమరూపతను కలిగి ఉంటుంది.

పదార్థాన్ని ఏకీకృతం చేయడానికి, పేరా చివరిలో ఉన్న ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వండి, అలాగే సమస్య పుస్తకంలోని పనులను పూర్తి చేయండి

ఇంటి పని: §3.1 రీటెల్లింగ్, నం. 3,4,6,8 పేజి 67

ఆల్కనేస్- సంతృప్త (సంతృప్త) హైడ్రోకార్బన్లు. ఈ తరగతికి ప్రతినిధి మీథేన్ ( CH 4) అన్ని తదుపరి సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు భిన్నంగా ఉంటాయి CH 2- ఒక సమూహాన్ని హోమోలాగస్ గ్రూప్ అని పిలుస్తారు మరియు సమ్మేళనాలను హోమోలాగ్స్ అంటారు.

సాధారణ సూత్రం - తోnహెచ్ 2 n +2 .

ఆల్కనేస్ యొక్క నిర్మాణం.

ప్రతి కార్బన్ అణువు ఉంది sp 3- హైబ్రిడైజేషన్, రూపాలు 4 σ - కమ్యూనికేషన్స్ (1 S-Sమరియు 3 S-N) అణువు యొక్క ఆకారం 109.5° కోణంతో టెట్రాహెడ్రాన్ రూపంలో ఉంటుంది.

హైబ్రిడ్ కక్ష్యల అతివ్యాప్తి ద్వారా బంధం ఏర్పడుతుంది, పరమాణు కేంద్రకాలను అనుసంధానించే సరళ రేఖపై అతివ్యాప్తి యొక్క గరిష్ట వైశాల్యం అంతరిక్షంలో ఉంటుంది. ఇది అత్యంత సమర్థవంతమైన అతివ్యాప్తి, కాబట్టి σ బంధం బలమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది.

ఆల్కనేస్ యొక్క ఐసోమెరిజం.

కోసం ఆల్కనేస్కార్బన్ అస్థిపంజరం యొక్క ఐసోమెరిజం లక్షణం. కనెక్షన్‌ల మధ్య కోణాన్ని కొనసాగించేటప్పుడు పరిమితి కనెక్షన్‌లు వేర్వేరు రేఖాగణిత ఆకృతులను తీసుకోవచ్చు. ఉదాహరణకి,

కార్బన్ గొలుసు యొక్క వివిధ స్థానాలను ఆకృతీకరణలు అంటారు. సాధారణ పరిస్థితుల్లో, C-C బంధాల భ్రమణం ద్వారా ఆల్కనేల ఆకృతీకరణలు ఒకదానికొకటి స్వేచ్ఛగా రూపాంతరం చెందుతాయి, అందుకే వాటిని తరచుగా రోటరీ ఐసోమర్‌లు అంటారు. 2 ప్రధాన ఆకృతీకరణలు ఉన్నాయి - "నిరోధిత" మరియు "గ్రహణం":

ఆల్కనేస్ యొక్క కార్బన్ అస్థిపంజరం యొక్క ఐసోమెరిజం.

పెరుగుతున్న కార్బన్ గొలుసు పెరుగుదలతో ఐసోమర్ల సంఖ్య పెరుగుతుంది. ఉదాహరణకు, బ్యూటేన్‌లో 2 ఐసోమర్‌లు ఉన్నాయి:

పెంటనే కోసం - 3, హెప్టేన్ కోసం - 9, మొదలైనవి.

ఒక అణువు అయితే ఆల్కనేఒక ప్రోటాన్ (హైడ్రోజన్ అణువు) తీసివేయండి, మీరు రాడికల్‌ని పొందుతారు:

ఆల్కనేస్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు.

సాధారణ పరిస్థితుల్లో - సి 1 -సి 4- వాయువులు , 5 నుండి 17 వరకు- ద్రవాలు, మరియు 18 కంటే ఎక్కువ కార్బన్ అణువులతో హైడ్రోకార్బన్లు - ఘనపదార్థాలు.

గొలుసు పెరిగేకొద్దీ, మరిగే మరియు ద్రవీభవన పాయింట్లు పెరుగుతాయి. బ్రాంచ్డ్ ఆల్కేన్‌లు సాధారణ వాటి కంటే తక్కువ మరిగే బిందువులను కలిగి ఉంటాయి.

ఆల్కనేస్నీటిలో కరగదు, కానీ ధ్రువ రహిత సేంద్రీయ ద్రావకాలలో కరుగుతుంది. ఒకదానితో ఒకటి సులభంగా కలపండి.

ఆల్కనేస్ తయారీ.

ఆల్కేన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి సింథటిక్ పద్ధతులు:

1. అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ల నుండి - "హైడ్రోజనేషన్" ప్రతిచర్య ఉత్ప్రేరకం (నికెల్, ప్లాటినం) ప్రభావంతో మరియు ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరుగుతుంది:

2. హాలోజన్ ఉత్పన్నాల నుండి - వర్ట్జ్ ప్రతిచర్య: సోడియం లోహంతో మోనోహలోఅల్కేన్‌ల పరస్పర చర్య, ఫలితంగా గొలుసులోని కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్య కంటే రెట్టింపు ఆల్కేన్‌లు ఏర్పడతాయి:

3. కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాల లవణాల నుండి. ఆల్కలీతో ఉప్పు చర్య జరిపినప్పుడు, అసలు కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్‌తో పోలిస్తే 1 తక్కువ కార్బన్ అణువును కలిగి ఉండే ఆల్కనేలు లభిస్తాయి:

4. మీథేన్ ఉత్పత్తి. హైడ్రోజన్ వాతావరణంలో ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌లో:

C + 2H 2 = CH 4.

ప్రయోగశాలలో, మీథేన్ ఈ క్రింది విధంగా పొందబడుతుంది:

Al 4 C 3 + 12H 2 O = 3CH 4 + 4Al(OH) 3.

ఆల్కనేస్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు.

సాధారణ పరిస్థితులలో, ఆల్కనేలు రసాయనికంగా జడ సమ్మేళనాలు, అవి సాంద్రీకృత సల్ఫ్యూరిక్ మరియు నైట్రిక్ యాసిడ్‌తో లేదా పొటాషియం పర్మాంగనేట్‌తో ప్రతిస్పందించవు.

బంధాల బలం మరియు వాటి నాన్-పోలారిటీ ద్వారా స్థిరత్వం వివరించబడుతుంది.

సమ్మేళనాలు బంధాన్ని విచ్ఛిన్నం చేసే ప్రతిచర్యలకు గురికావు (అదనపు ప్రతిచర్యలు అవి ప్రత్యామ్నాయం ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి);

1. ఆల్కనేస్ యొక్క హాలోజెనేషన్. తేలికపాటి క్వాంటం ప్రభావంతో, ఆల్కేన్ యొక్క రాడికల్ ప్రత్యామ్నాయం (క్లోరినేషన్) ప్రారంభమవుతుంది. సాధారణ పథకం:

ప్రతిచర్య చైన్ మెకానిజంను అనుసరిస్తుంది, ఇందులో ఇవి ఉన్నాయి:

ఎ) సర్క్యూట్ ప్రారంభించడం:

బి) గొలుసు పెరుగుదల:

బి) ఓపెన్ సర్క్యూట్:

మొత్తంగా దీనిని ఇలా ప్రదర్శించవచ్చు:

2. ఆల్కనేస్ యొక్క నైట్రేషన్ (కోనోవలోవ్ రియాక్షన్). ప్రతిచర్య 140 °C వద్ద జరుగుతుంది:

ప్రైమరీ మరియు సెకండరీ వాటి కంటే తృతీయ కార్బన్ పరమాణువుతో ప్రతిచర్య చాలా సులభంగా సాగుతుంది.

3. ఆల్కనేస్ యొక్క ఐసోమెరైజేషన్. నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో, సాధారణ నిర్మాణం యొక్క ఆల్కనేలు శాఖలుగా రూపాంతరం చెందుతాయి:

4. క్రాకింగ్ ఆల్కనే. అధిక ఉష్ణోగ్రతలు మరియు ఉత్ప్రేరకాలు చర్యలో, అధిక ఆల్కనేలు వాటి బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేయగలవు, ఆల్కెన్‌లు మరియు తక్కువ ఆల్కనేలను ఏర్పరుస్తాయి:

5. ఆల్కనేస్ యొక్క ఆక్సీకరణ. వివిధ పరిస్థితులలో మరియు విభిన్న ఉత్ప్రేరకాలతో, ఆల్కనే ఆక్సీకరణ ఆల్కహాల్, ఆల్డిహైడ్ (కీటోన్) మరియు ఎసిటిక్ ఆమ్లం ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది. పూర్తి ఆక్సీకరణ పరిస్థితులలో, ప్రతిచర్య పూర్తవుతుంది - నీరు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఏర్పడే వరకు:

ఆల్కనేస్ యొక్క అప్లికేషన్.

ఆల్కనేస్ పరిశ్రమలో, చమురు, ఇంధనం మొదలైన వాటి సంశ్లేషణలో విస్తృతమైన అనువర్తనాన్ని కనుగొంది.

ఆల్కేన్ (సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు, పారాఫిన్లు)

• ఆల్కనేలు అలిఫాటిక్ (ఎసిక్లిక్) సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు, దీనిలో కార్బన్ పరమాణువులు సరళమైన (సింగిల్) బంధాల ద్వారా నేరుగా లేదా శాఖలుగా ఉండే గొలుసులతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

ఆల్కనేస్- అంతర్జాతీయ నామకరణం ప్రకారం సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ల పేరు.
పారాఫిన్స్- ఈ సమ్మేళనాల లక్షణాలను ప్రతిబింబించే చారిత్రాత్మకంగా స్థాపించబడిన పేరు (లాట్ నుండి. పర్రమ్ అఫినిస్- తక్కువ అనుబంధం, తక్కువ కార్యాచరణ).
పరిమితి, లేదా సంతృప్తమైనది, హైడ్రోజన్ అణువులతో కార్బన్ గొలుసు యొక్క పూర్తి సంతృప్తత కారణంగా ఈ హైడ్రోకార్బన్‌లకు పేరు పెట్టారు.

ఆల్కనేస్ యొక్క సరళమైన ప్రతినిధులు:

మాలిక్యూల్ మోడల్స్:

ఈ సమ్మేళనాలను పోల్చినప్పుడు, అవి సమూహం ద్వారా ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉన్నాయని స్పష్టమవుతుంది -CH 2 - (మిథిలిన్) ప్రొపేన్‌కు మరొక సమూహాన్ని జోడించడం -CH 2 -, మేము బ్యూటేన్ పొందుతాము C 4 H 10, తర్వాత ఆల్కనేస్ C 5 H 12, C 6 H 14మొదలైనవి

ఇప్పుడు మనం ఆల్కనేస్ యొక్క సాధారణ సూత్రాన్ని పొందవచ్చు. ఆల్కేన్‌ల శ్రేణిలోని కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్యను తీసుకుంటారు n , అప్పుడు హైడ్రోజన్ అణువుల సంఖ్య ఉంటుంది 2n+2 . అందువల్ల, ఆల్కనేస్ యొక్క కూర్పు సాధారణ సూత్రానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది C n H 2n+2.
అందువల్ల, కింది నిర్వచనం తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది:

ఆల్కనేస్- హైడ్రోకార్బన్లు, దీని కూర్పు సాధారణ సూత్రం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది C n H 2n+2, ఎక్కడ n - కార్బన్ అణువుల సంఖ్య.

ఆల్కనేస్ యొక్క నిర్మాణం

రసాయన నిర్మాణం(అణువులలో పరమాణువుల అనుసంధాన క్రమం) సరళమైన ఆల్కనేలు - మీథేన్, ఈథేన్ మరియు ప్రొపేన్ - సెక్షన్ 2లో ఇవ్వబడిన వాటి నిర్మాణ సూత్రాల ద్వారా చూపబడింది. ఈ సూత్రాల నుండి ఆల్కేన్‌లలో రెండు రకాల రసాయన బంధాలు ఉన్నాయని స్పష్టమవుతుంది:

S-Sమరియు S-H.

C-C బంధం సమయోజనీయ నాన్‌పోలార్. C-H బంధం సమయోజనీయంగా, బలహీనంగా ధ్రువంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోనెగటివిటీలో దగ్గరగా ఉంటాయి (కార్బన్‌కు 2.5 మరియు హైడ్రోజన్‌కు 2.1). భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్ జతల కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల కారణంగా ఆల్కేన్‌లలో సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటును ఎలక్ట్రానిక్ సూత్రాలను ఉపయోగించి చూపవచ్చు:

ఎలక్ట్రానిక్ మరియు నిర్మాణ సూత్రాలు ప్రతిబింబిస్తాయి రసాయన నిర్మాణం, కానీ గురించి ఆలోచన ఇవ్వవద్దు అణువుల ప్రాదేశిక నిర్మాణం, ఇది పదార్ధం యొక్క లక్షణాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

ప్రాదేశిక నిర్మాణం, అనగా అంతరిక్షంలో ఒక అణువు యొక్క పరమాణువుల సాపేక్ష అమరిక ఈ పరమాణువుల పరమాణు కక్ష్యల (AO) దిశపై ఆధారపడి ఉంటుంది. హైడ్రోకార్బన్‌లలో, హైడ్రోజన్ పరమాణువు యొక్క గోళాకార 1s-AO నిర్దిష్ట ధోరణిని కలిగి లేనందున, కార్బన్ యొక్క పరమాణు కక్ష్యల యొక్క ప్రాదేశిక ధోరణి ద్వారా ప్రధాన పాత్ర పోషించబడుతుంది.

కార్బన్ AO యొక్క ప్రాదేశిక అమరిక, దాని హైబ్రిడైజేషన్ రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది (పార్ట్ I, సెక్షన్ 4.3). ఆల్కనేస్‌లోని సంతృప్త కార్బన్ అణువు నాలుగు ఇతర పరమాణువులతో బంధించబడి ఉంటుంది. అందువల్ల, దాని స్థితి sp 3 హైబ్రిడైజేషన్ (పార్ట్ I, విభాగం 4.3.1)కి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్రతి నాలుగు sp 3 -హైబ్రిడ్ కార్బన్ AOలు హైడ్రోజన్ యొక్క s-AOతో లేదా మరొక కార్బన్ అణువు యొక్క sp 3 -AOతో అక్షసంబంధ (σ-) అతివ్యాప్తిలో పాల్గొంటాయి, σ-CH లేదా C-C బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి.

కార్బన్ యొక్క నాలుగు σ-బంధాలు అంతరిక్షంలో 109 సుమారు 28" కోణంలో నిర్దేశించబడతాయి, ఇది ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క అతి తక్కువ వికర్షణకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ఆల్కనేస్ యొక్క సరళమైన ప్రతినిధి యొక్క అణువు - మీథేన్ CH4 - టెట్రాహెడ్రాన్ ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మధ్యలో కార్బన్ అణువు ఉంది మరియు శీర్షాల వద్ద హైడ్రోజన్ అణువులు ఉన్నాయి:

H-C-H బాండ్ కోణం 109°28". మీథేన్ యొక్క ప్రాదేశిక నిర్మాణాన్ని వాల్యూమెట్రిక్ (స్కేల్) మరియు బాల్-అండ్-స్టిక్ మోడల్‌లను ఉపయోగించి చూపవచ్చు.

రికార్డింగ్ కోసం, ప్రాదేశిక (స్టీరియోకెమికల్) సూత్రాన్ని ఉపయోగించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది.

తదుపరి హోమోలాగ్ యొక్క అణువులో - ఈథేన్ C 2 H 6 - రెండు టెట్రాహెడ్రల్ sp 3 కార్బన్ అణువులు మరింత సంక్లిష్టమైన ప్రాదేశిక నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి:

2 కంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువులు కలిగిన ఆల్కనే అణువులు వక్ర ఆకారాల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. ఇది ఒక ఉదాహరణతో చూపవచ్చు n-బ్యూటేన్ (VRML మోడల్) లేదా n-పెంటనే:

ఆల్కనేస్ యొక్క ఐసోమెరిజం

• ఐసోమెరిజం అనేది ఒకే కూర్పు (అదే పరమాణు సూత్రం), కానీ విభిన్న నిర్మాణాలను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాల ఉనికి యొక్క దృగ్విషయం. ఇటువంటి కనెక్షన్లు అంటారు ఐసోమర్లు.

పరమాణువులను అణువులలో (అంటే రసాయన నిర్మాణం) కలిపి ఉండే క్రమంలో తేడాలు ఏర్పడతాయి. నిర్మాణ ఐసోమెరిజం. స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్ల నిర్మాణం నిర్మాణ సూత్రాల ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుంది. ఆల్కనేల శ్రేణిలో, గొలుసు 4 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉన్నప్పుడు నిర్మాణాత్మక ఐసోమెరిజం వ్యక్తమవుతుంది, అనగా. బ్యూటేన్ C 4 H 10తో ప్రారంభమవుతుంది.
ఒకే కూర్పు మరియు ఒకే రసాయన నిర్మాణం యొక్క అణువులలో అంతరిక్షంలో అణువుల యొక్క విభిన్న సాపేక్ష స్థానాలు సాధ్యమైతే, అప్పుడు మేము గమనిస్తాము ప్రాదేశిక ఐసోమెరిజం (స్టీరియో ఐసోమెరిజం). ఈ సందర్భంలో, నిర్మాణ సూత్రాల ఉపయోగం సరిపోదు మరియు పరమాణు నమూనాలు లేదా ప్రత్యేక సూత్రాలు - స్టీరియోకెమికల్ (ప్రాదేశిక) లేదా ప్రొజెక్షన్ - ఉపయోగించాలి.

ఈథేన్ H 3 C–CH 3తో ప్రారంభమయ్యే ఆల్కనేలు వివిధ ప్రాదేశిక రూపాల్లో ఉన్నాయి ( ఆకృతీకరణలు), C–C σ బంధాల వెంట ఇంట్రామోలిక్యులర్ రొటేషన్ వల్ల ఏర్పడుతుంది మరియు పిలవబడే వాటిని ప్రదర్శిస్తుంది భ్రమణ (కన్ఫర్మేషనల్) ఐసోమెరిజం.

అదనంగా, ఒక అణువు 4 వేర్వేరు ప్రత్యామ్నాయాలతో బంధించబడిన కార్బన్ అణువును కలిగి ఉంటే, మరొక రకమైన ప్రాదేశిక ఐసోమెరిజం సాధ్యమవుతుంది, రెండు స్టీరియో ఐసోమర్‌లు ఒకదానికొకటి ఒక వస్తువుగా మరియు దాని అద్దం ప్రతిబింబంగా (ఎడమ చేతికి ఎలా సంబంధం కలిగి ఉందో అదే విధంగా) . అణువుల నిర్మాణంలో ఇటువంటి వ్యత్యాసాలను అంటారు ఆప్టికల్ ఐసోమెరిజం.

ఆల్కనేస్ యొక్క స్ట్రక్చరల్ ఐసోమెరిజం

• స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్లు ఒకే కూర్పు యొక్క సమ్మేళనాలు, ఇవి అణువుల బంధం క్రమంలో విభిన్నంగా ఉంటాయి, అనగా. అణువుల రసాయన నిర్మాణం.

ఆల్కనేల శ్రేణిలో స్ట్రక్చరల్ ఐసోమెరిజం యొక్క అభివ్యక్తికి కారణం వివిధ నిర్మాణాల గొలుసులను ఏర్పరుచుకునే కార్బన్ అణువుల సామర్థ్యాన్ని ఈ రకమైన నిర్మాణ ఐసోమెరిజం అంటారు కార్బన్ అస్థిపంజరం ఐసోమెరిజం.

ఉదాహరణకు, కూర్పు C 4 H 10 యొక్క ఆల్కేన్ రూపంలో ఉండవచ్చు రెండునిర్మాణ ఐసోమర్‌లు:

మరియు ఆల్కనే C 5 H 12 - రూపంలో మూడునిర్మాణ ఐసోమర్‌లు, కార్బన్ గొలుసు నిర్మాణంలో భిన్నంగా ఉంటాయి:

అణువులలో కార్బన్ అణువుల సంఖ్య పెరుగుదలతో, గొలుసు శాఖలు పెరిగే అవకాశాలు పెరుగుతాయి, అనగా. కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్యతో ఐసోమర్ల సంఖ్య పెరుగుతుంది.

నిర్మాణ ఐసోమర్లు భౌతిక లక్షణాలలో విభిన్నంగా ఉంటాయి. తక్కువ దట్టమైన అణువుల ప్యాకింగ్ మరియు తదనుగుణంగా, చిన్న ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ ఇంటరాక్షన్‌ల కారణంగా, బ్రాంచ్డ్ స్ట్రక్చర్‌తో ఆల్కనేలు వాటి శాఖలు లేని ఐసోమర్‌ల కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉడకబెట్టబడతాయి.

ఐసోమర్‌ల నిర్మాణ సూత్రాలను రూపొందించేటప్పుడు, కింది పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి.