Tất nhiên, carbon không thể được coi là một trong những nguyên tố hóa học phổ biến nhất. Trong lớp vỏ trái đất nó chỉ là 0,12%. Nhưng nó khác với tất cả các nguyên tố khác ở sự đa dạng đặc biệt của các hợp chất hóa học. Số lượng hợp chất carbon hiện được biết đến nhiều hơn gấp đôi số lượng hợp chất của tất cả các nguyên tố khác cộng lại.
Tính độc đáo này của carbon được giải thích bằng khả năng đặc biệt của các nguyên tử trong việc hình thành liên kết hóa học. Thông thường, cacbon có hóa trị bốn. Các nguyên tử của nó có thể liên kết với nhau để tạo thành chuỗi dài hoặc ít hơn, cũng như các vòng.
Các đơn vị hóa trị tự do còn lại dễ dàng bão hòa với hydro. Kết quả là hydrocarbon. Chúng tôi đã gặp loại đơn giản nhất trong số đó - khí mê-tan. Hydrocarbon phức tạp hơn tiếp theo được gọi là ethane. Phân tử của nó chứa hai nguyên tử carbon và sáu nguyên tử hydro. Việc bổ sung nguyên tử carbon thứ ba và bão hòa các hóa trị tự do với hydro dẫn đến sự hình thành propan có công thức C 3 H 8.
Hydrocacbon tiếp theo có bốn nguyên tử cacbon được gọi là butan và có thành phần C4H10. Bạn cũng có thể tạo ra chuỗi carbon dài hơn bao giờ hết. Các thành viên của chuỗi có hơn 100 nguyên tử carbon hiện đã được biết đến. Hydrocarbon từ metan đến butan ở thể khí trong điều kiện bình thường. Bắt đầu với pentane, có năm nguyên tử carbon, chúng là chất lỏng. Các hợp chất chứa 17 nguyên tử cacbon trở lên là chất rắn ở nhiệt độ phòng.
Hydrocarbon metan, etan, propan, butan, v.v. tạo thành một số hợp chất rất giống nhau về cấu trúc và tính chất hóa học. Bảng “Loạt các ankan” hiển thị tên và công thức của các thành phần quan trọng nhất của dãy này. Rõ ràng là mỗi chất tiếp theo có thành phần khác với chất trước đó do có thêm một nhóm CH 2. Do đó, công thức chung của hiđrocacbon có n nguyên tử cacbon là CnH 2 n+2. Như vậy, số nguyên tử hydro trong một phân tử nhiều hơn 2 lần số nguyên tử cacbon.
Chuỗi ankan
|
Số nguyên tử cacbon |
công thức tổng |
Tên |
Hai nguyên tử hydro bổ sung này được tìm thấy ở cuối chuỗi carbon. Dãy phức hợp như vậy gọi là dãy đồng đẳng. Tên của từng thành viên trong chuỗi hydrocarbon này kết thúc bằng hậu tố “an” và chúng cùng nhau được gọi là ankan.
Các ankan lỏng và rắn được tìm thấy chủ yếu trong dầu mỏ cũng như trong nhựa đường thu được từ than nâu. Các ankan, chủ yếu là những chất có từ 6 đến 10 nguyên tử cacbon, chẳng hạn như octan, được tìm thấy trong xăng. Tiếp theo trong loạt sản phẩm này là ankan lỏng - thành phần chính của nhiên liệu diesel và dầu bôi trơn. Hỗn hợp các hydrocacbon rắn thuộc dãy này được gọi là parafin.
Ankan không chỉ được biết đến với chuỗi carbon thẳng mà còn được biết đến với chuỗi carbon phân nhánh. Ví dụ, đối với hydrocarbon C 4 H 10, có thể có hai phương án cấu trúc:
Đối với hydrocarbon C5H12 tiếp theo, có thể có ba cấu trúc:
Ở các thành viên cao hơn của chuỗi, số lượng các hình thức như vậy tăng lên nhanh chóng. Tính toán cho thấy rằng đối với C 10 H 12 đã có 75 cấu trúc có thể, đối với C 13 H 28 - 802 và đối với C 20 H 42 - 366.319 cấu trúc khác nhau! Các hợp chất như vậy chỉ khác nhau về cấu trúc chứ không khác nhau về thành phần, được gọi là các đồng phân. Tuy nhiên, cả về bản chất lẫn công nghệ, các hydrocacbon có mạch cacbon thẳng thường phổ biến hơn.
Hydrocarbon trong phân tử của chúng có các nguyên tử được nối với nhau bằng liên kết đơn và tương ứng với công thức chung C n H 2 n +2.
Trong phân tử ankan, tất cả các nguyên tử cacbon đều ở trạng thái lai hoá sp3. Điều này có nghĩa là cả bốn quỹ đạo lai của nguyên tử carbon đều giống hệt nhau về hình dạng, năng lượng và hướng về các góc của một hình chóp tam giác đều - một khối tứ diện. Góc giữa các quỹ đạo là 109° 28′.
Gần như có thể quay tự do xung quanh một liên kết cacbon-cacbon đơn lẻ, và các phân tử ankan có thể có nhiều hình dạng khác nhau với các góc ở nguyên tử cacbon gần với tứ diện (109° 28′), ví dụ, trong phân tử. N-pentan.
Điều đặc biệt đáng nhớ là các liên kết trong phân tử ankan. Tất cả các liên kết trong phân tử hydrocacbon bão hòa đều là liên kết đơn. Sự chồng chéo xảy ra dọc theo trục,
kết nối hạt nhân của các nguyên tử, tức là đây là các liên kết σ. Liên kết cacbon-cacbon không phân cực và kém phân cực. Độ dài của liên kết C-C trong ankan là 0,154 nm (1,54 10 - 10 m). Liên kết C-H có phần ngắn hơn. Mật độ electron hơi dịch chuyển về phía nguyên tử carbon có độ âm điện lớn hơn, tức là liên kết C-H có độ phân cực yếu.
Việc thiếu liên kết cực trong phân tử hydrocarbon bão hòa dẫn đến chúng hòa tan kém trong nước và không tương tác với các hạt tích điện (ion). Phản ứng đặc trưng nhất của ankan là phản ứng liên quan đến gốc tự do.
Dãy đồng đẳng của metan
từ đồng âm- các chất giống nhau về cấu trúc, tính chất và khác nhau bởi một hoặc nhiều nhóm CH 2.
Đồng phân và danh pháp
Ankan được đặc trưng bởi cái gọi là đồng phân cấu trúc. Các đồng phân cấu trúc khác nhau về cấu trúc của bộ xương carbon. Ankan đơn giản nhất, được đặc trưng bởi các đồng phân cấu trúc, là butan. 
Khái niệm cơ bản về danh pháp
1. Lựa chọn mạch chính. Sự hình thành tên của hydrocarbon bắt đầu bằng định nghĩa chuỗi chính - chuỗi nguyên tử carbon dài nhất trong phân tử, vốn là cơ sở của nó.
2. Đánh số nguyên tử của mạch chính. Các nguyên tử của chuỗi chính được gán số. Việc đánh số các nguyên tử của chuỗi chính bắt đầu từ đầu mà nhóm thế gần nhất (cấu trúc A, B). Nếu các nhóm thế nằm ở khoảng cách bằng nhau tính từ đầu chuỗi thì việc đánh số bắt đầu từ đầu có nhiều nhóm thế hơn (cấu trúc B). Nếu các nhóm thế khác nhau nằm ở khoảng cách bằng nhau tính từ các đầu của chuỗi thì việc đánh số bắt đầu từ đầu mà nhóm thế cao nhất gần nhất (cấu trúc D). Độ thâm niên của các nhóm thế hydrocarbon được xác định theo thứ tự chữ cái bắt đầu tên của chúng xuất hiện trong bảng chữ cái: methyl (-CH 3), sau đó là ethyl (-CH 2 -CH 3), propyl (-CH 2 -CH 2 -CH 3 ) v.v.
Xin lưu ý rằng tên của nhóm thế được hình thành bằng cách thay thế hậu tố -an bằng hậu tố - phù sa gọi tên ankan tương ứng.
3. Sự hình thành tên. Ở phần đầu của tên, các con số được chỉ định - số lượng nguyên tử carbon nơi đặt các nhóm thế. Nếu có một số nhóm thế trong một nguyên tử nhất định thì số tương ứng trong tên được lặp lại hai lần, cách nhau bằng dấu phẩy (2,2-). Sau số, số lượng nhóm thế được biểu thị bằng dấu gạch nối ( di- hai, ba- ba, tứ giác- bốn, năm cánh- 5) và tên nhóm thế (metyl, etyl, propyl). Sau đó, không có dấu cách hoặc dấu gạch nối, tên của chuỗi chính. Chuỗi chính được gọi là hydrocarbon - một thành viên của chuỗi metan tương đồng ( khí mê-tan CH4, etan C2H6, propan C 3 H 8, C 4 H 10, pentan C 5 H 12, hexan C6H14, heptan C7H16, octan C 8 H 18, nonan S 9 H 20, trưởng khoa C 10 H 22).
Tính chất vật lý của ankan
Bốn đại diện đầu tiên của dãy tương đồng của metan là chất khí. Đơn giản nhất là metan - một loại khí không màu, không vị, không mùi (mùi "gas", khi ngửi phải gọi số 04, được xác định bằng mùi của mercaptans - hợp chất chứa lưu huỳnh được đặc biệt thêm vào metan sử dụng trong các thiết bị gas gia dụng và công nghiệp để những người đứng cạnh chúng có thể phát hiện rò rỉ bằng mùi).
Các hydrocacbon có thành phần từ C 4 H 12 đến C 15 H 32 là chất lỏng; hiđrocacbon nặng hơn là chất rắn. Điểm sôi và nóng chảy của ankan tăng dần khi tăng chiều dài chuỗi cacbon. Tất cả các hydrocacbon đều hòa tan kém trong nước; hydrocacbon lỏng là dung môi hữu cơ phổ biến.
Tính chất hóa học của ankan
Phản ứng thay thế.
Phản ứng đặc trưng nhất của ankan là phản ứng thay thế gốc tự do, trong đó nguyên tử hydro được thay thế bằng nguyên tử halogen hoặc một nhóm nào đó. Hãy trình bày các phương trình phản ứng đặc trưng halogen hóa: 
Trong trường hợp dư thừa halogen, quá trình clo hóa có thể tiến xa hơn, đến mức thay thế hoàn toàn tất cả các nguyên tử hydro bằng clo: 
Các chất thu được được sử dụng rộng rãi làm dung môi và nguyên liệu ban đầu trong tổng hợp hữu cơ.
Phản ứng khử hydro(trừu tượng hydro).
Khi cho ankan đi qua chất xúc tác (Pt, Ni, Al 2 0 3, Cr 2 0 3) ở nhiệt độ cao (400-600 ° C), một phân tử hydro bị loại bỏ và tạo thành một anken:
Phản ứng kèm theo sự phá hủy chuỗi carbon.
Tất cả các hiđrocacbon no đều cháy tạo thành cacbon đioxit và nước. Hydrocacbon dạng khí trộn với không khí theo tỷ lệ nhất định có thể phát nổ.
1. Đốt cháy hydrocarbon bão hòa là phản ứng tỏa nhiệt gốc tự do, rất quan trọng khi sử dụng ankan làm nhiên liệu:
Nói chung, phản ứng đốt cháy của ankan có thể được viết như sau:
2. Tách nhiệt hydrocarbon.
Quá trình này xảy ra thông qua cơ chế gốc tự do. Nhiệt độ tăng dẫn đến sự phân cắt đồng thể của liên kết cacbon-cacbon và hình thành các gốc tự do.
Các gốc này tương tác với nhau, trao đổi một nguyên tử hydro để tạo thành phân tử ankan và phân tử anken:
Phản ứng phân hủy nhiệt là nền tảng của quá trình công nghiệp crack hydrocarbon. Quá trình này là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình lọc dầu.
3. Nhiệt phân. Khi metan được nung nóng đến nhiệt độ 1000 °C, quá trình nhiệt phân metan bắt đầu - phân hủy thành các chất đơn giản: 
Khi đun nóng đến nhiệt độ 1500 °C, có thể tạo thành axetylen:
4. Đồng phân hóa. Khi đun nóng các hydrocacbon tuyến tính bằng chất xúc tác đồng phân hóa (nhôm clorua), các chất có bộ xương cacbon phân nhánh được hình thành: 
5. thơm hóa. Các ankan có sáu nguyên tử cacbon trở lên trong chuỗi chuyển hóa vòng với sự có mặt của chất xúc tác để tạo thành benzen và các dẫn xuất của nó: 
Các ankan tham gia vào các phản ứng diễn ra theo cơ chế gốc tự do, vì tất cả các nguyên tử cacbon trong phân tử ankan đều ở trạng thái lai hóa sp3. Các phân tử của các chất này được tạo thành bằng liên kết C-C (cacbon-cacbon) không phân cực cộng hóa trị và liên kết C-H (cacbon-hydro) phân cực yếu. Chúng không chứa các vùng có mật độ electron tăng hoặc giảm, hoặc các liên kết dễ phân cực, tức là các liên kết trong đó mật độ electron có thể dịch chuyển dưới tác động của các yếu tố bên ngoài (trường tĩnh điện của các ion). Do đó, ankan sẽ không phản ứng với các hạt tích điện, vì liên kết trong phân tử ankan không bị phá vỡ bởi cơ chế dị thể. 
Phác thảo bài giảng
1. Danh pháp và đồng phân.
2. Danh pháp.
3. Phương thức lấy.
4. Tính chất vật lý và cấu trúc.
5. Tính chất hóa học.
6. Tính chất của liên kết cộng hóa trị.
7. Lý thuyết quỹ đạo phân tử.
8. Lai tạo.
9. Phân loại phản ứng hữu cơ.
10. Phân loại hợp chất hữu cơ.
1. Danh pháp và đồng phân.
Sự định nghĩa : Hợp chất hữu cơ gồm có nguyên tử cacbon và hydro được gọi là hiđrocacbon.
Hydrocacbon bão hòa, ankan, là các hợp chất hữu cơ được tạo thành từ các nguyên tử cacbon và hydro, trong các phân tử mà mỗi nguyên tử cacbon được kết nối với một nguyên tử cacbon liền kề bằng không quá một liên kết (một hóa trị). Các hóa trị không được dùng để kết hợp với các nguyên tử cacbon sẽ bão hòa với hydro. Tất cả các nguyên tử cacbon đều ở trạng thái sp 3 -sự lai tạo.
Các hydrocacbon bão hòa tạo thành dãy đồng đẳng có công thức chung C n H 2n+2. Người sáng lập dãy tương đồng của ankan là metan. Mười thành viên đầu tiên của dãy ankan tương đồng:
Mêtan, etan, propan, butan, pentan, hexan. heptan, octan, nonan, decan .
Một nguyên tử carbon trong phân tử ankan được kết nối với không quá một nguyên tử carbon lân cận được gọi là nguyên tử bậc một. Một nguyên tử carbon trong phân tử ankan được liên kết với không quá hai nguyên tử carbon lân cận được gọi là thứ cấp. Một nguyên tử cacbon trong phân tử ankan liên kết với không quá ba nguyên tử cacbon lân cận được gọi là bậc ba. Một nguyên tử carbon trong phân tử ankan liên kết với bốn nguyên tử carbon lân cận được gọi là bậc bốn.
Ankan được đặc trưng bởi đồng phân cấu trúc. Bắt đầu với butan, thành viên thứ tư của chuỗi tương đồng, một số cấu trúc có thể tương ứng với một công thức phân tử:
Butan có thể có hai đồng phân, pentane có thể có ba, hexane có thể có năm, v.v. Số lượng đồng phân cho bất kỳ chất đồng phân nào có thể được tính bằng công thức nếu biết số lượng đồng phân trong thành phần trước của chuỗi tương đồng.
Cấu trúc của các phân tử của các hợp chất đồng phân có thể được biểu diễn dưới dạng khung carbon mà các nhóm hóa trị một hoặc phần dư của phân tử ankan được gắn vào. Những di tích như vậy có một cái tên đặc biệt.
Sự định nghĩa : Phần còn lại của phân tử ankan sau khi loại bỏ nguyên tử hydro được gọi là gốc. Trong trường hợp này, gốc alkyl hoặc alkyl.
Các gốc đơn hóa trị được đặt tên theo phân tử ankan gốc. Trong trường hợp này, hậu tố “an” của hydrocacbon bão hòa được thay thế bằng “bùn”. Ví dụ:
Tùy thuộc vào nguyên tử nào mang electron chưa ghép cặp, các gốc bậc một, bậc hai và bậc ba được phân biệt. Căn nguyên sơ cấp không phân nhánh được gọi là bình thường và được biểu thị bằng chữ thường “ N-».
Sự đa dạng về cấu trúc của các hợp chất hữu cơ được thể hiện bằng danh pháp - một hệ thống đặt tên trong đó mỗi tên chỉ tương ứng với một hợp chất.
2. Danh pháp.
Có ba danh pháp trong hóa học hữu cơ. Nhưng mỗi tên phải tương ứng.
1. Danh pháp tầm thường là một hệ thống tên gọi được thiết lập trong lịch sử nhưng vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Những tên này được đặt trong thời kỳ đầu phát triển của hóa học hữu cơ và không phản ánh cấu trúc của các phân tử. Ví dụ về những cái tên tầm thường là tên của bốn thành viên đầu tiên trong dãy ankan tương đồng.
2. Cấu trúc của phân tử được tính đến bằng danh pháp hợp lý. Tên của một hợp chất hữu cơ được đặt theo tên của chất đầu tiên trong dãy tương đồng. Các hợp chất còn lại được coi là dẫn xuất của nó, trong đó nguyên tử hydro được thay thế bằng gốc alkyl. Ví dụ:
Các gốc alkyl được liệt kê theo thứ tự khối lượng tăng dần. Gốc có cấu trúc bình thường cũ hơn gốc có cấu trúc đồng phân. Nếu có nhiều hơn một gốc thay thế thì số của chúng được biểu thị bằng tiền tố di-ba-tứ giác- .
Khi số lượng hợp chất tăng lên, việc sử dụng danh pháp hợp lý trở nên bất tiện và các nhà hóa học chuyển sang xem xét không còn là một nguyên tử hay một nhóm nguyên tử nữa mà là một cấu trúc được hình thành bởi một chuỗi các nguyên tử cacbon.
3. Việc xem xét chuỗi lớn nhất được thực hiện theo danh pháp có hệ thống. Nền tảng của danh pháp hệ thống được đặt ra tại hội nghị các nhà hóa học năm 1892 ở Geneva. Điều này đã tạo cơ sở cho tên của danh pháp - Geneva. Danh pháp hệ thống đã được cải thiện tại hội nghị năm 1930 ở Liege. Danh pháp Liege xuất hiện. Phiên bản hiện đại của danh pháp hệ thống đã được Liên minh Hóa học thuần túy và ứng dụng quốc tế (IUPAC) thông qua vào năm 1957. và được cải thiện vào năm 1965.
Để đặt tên cho một hợp chất hữu cơ bằng danh pháp hệ thống, cần phải:
Chọn chuỗi (chính) dài nhất;
Xác định thâm niên của các nhóm;
Đánh số chuỗi chính, cho nhóm cao nhất số định vị thấp nhất;
Liệt kê tiền tố;
Cung cấp tên đầy đủ của kết nối.
Hydrocacbon bão hòa thuộc dãy metan (ankan)
Ankan, hay parafin, là các hydrocacbon bão hòa béo trong phân tử của chúng, các nguyên tử cacbon được liên kết với nhau bằng một liên kết đơn giản. S - giao tiếp. Các hóa trị còn lại của nguyên tử cacbon, không dùng để liên kết với các nguyên tử cacbon khác, đã bão hòa hoàn toàn với hydro. Do đó, hydrocacbon bão hòa chứa số lượng nguyên tử hydro tối đa trong phân tử.
Hiđrocacbon của một số ankan có công thức chung C n H 2n+2. Bảng này cho thấy một số đại diện của một số ankan và một số tính chất vật lý của chúng.
|
Công thức |
Tên |
Tên cấp tiến |
xin vui lòng. 0 C |
T kip. 0 C |
|
CH 4 |
khí mê-tan |
metyl |
||
|
C2H6 |
etan |
etyl |
||
|
C 3 H 8 |
propan |
cắt qua |
||
|
C4H10 |
butan |
butyl |
||
|
C4H10 |
isobutan |
isobutyl |
||
|
C5H12 |
pentan |
pentyl |
||
|
C5H12 |
isopentan |
isopentyl |
||
|
C5H12 |
neopentan |
neopentyl |
||
|
C6H14 |
hexan |
hexyl |
||
|
C 7 H 16 |
heptan |
heptyl |
||
|
C 10 H 22 |
trưởng khoa |
thập phân |
||
|
C 15 H 32 |
pentadecan |
|||
|
C 20 H 42 |
eicosan |
Bảng cho thấy các hydrocacbon này khác nhau về số lượng nhóm - CH 2 -. Một dãy có cấu trúc giống nhau, có tính chất hóa học giống nhau và khác nhau về số lượng các nhóm này được gọi là dãy đồng đẳng. Và những chất tạo nên nó được gọi là sự tương đồng .
Trình mô phỏng số 1 - Tương đồng và đồng phân
Huấn luyện viên số 2. - Dãy đồng đẳng của hiđrocacbon no
Tính chất vật lý
Bốn thành viên đầu tiên của chuỗi tương đồng của metan là các chất khí, bắt đầu bằng pentane, chúng là chất lỏng và hydrocarbon có số lượng nguyên tử carbon từ 16 trở lên là các chất rắn (ở nhiệt độ thường). Ankan là hợp chất không phân cực và khó phân cực. Chúng nhẹ hơn nước và thực tế không hòa tan trong đó. Chúng cũng không hòa tan trong các dung môi có độ phân cực cao khác. Ankan lỏng là dung môi tốt cho nhiều chất hữu cơ. Metan và ethane, cũng như các ankan cao hơn, không có mùi. Ankan là chất dễ cháy. Khí metan cháy với ngọn lửa không màu.
Điều chế ankan
Các nguồn tự nhiên chủ yếu được sử dụng để thu được ankan.
Ankan khí thu được từ khí dầu mỏ tự nhiên và khí liên quan, còn ankan rắn thu được từ dầu. Hỗn hợp tự nhiên của các ankan rắn có trọng lượng phân tử cao là núi sáp - bitum tự nhiên.
1. Từ các chất đơn giản:
N C+2 N H2 500 °C, con mèo → VỚI N H2 N + 2
2. Tác dụng của natri kim loại đối với dẫn xuất halogen của ankan - phản ứng của A. Wurtz:
2CH 3 -Cl + 2Na → CH 3 -CH 3 + 2NaCl
Tính chất hóa học của ankan
1. Phản ứng thay thế - Halogen hóa (Giai đoạn theo giai đoạn)
CH4+Cl2 hν → CH 3 Cl (clometan) + HCl (giai đoạn 1);
khí mê-tan
CH 3 Cl + Cl 2 hν→ CH 2 Cl 2 (diclorometan) + HCl (giai đoạn 2);
C H 2 Cl 2 + Cl 2 hν → CHCl 3 (triclometan) + HCl (giai đoạn 3);
CHCl 3 + Cl 2 hν → CCl 4 (clometan) + HCl (giai đoạn 4).
2. Phản ứng cháy (đốt bằng ngọn lửa nhẹ, không có khói)
C n H 2n+2 + O 2 t → nCO 2 + (n+1)H 2 O
3. Phản ứng phân hủy
MỘT) vết nứtở nhiệt độ 700-1000°C (-C-C-) liên kết bị phá vỡ:
C 10 H 22 → C 5 H 12 + C 5 H 10
b) Nhiệt phânở nhiệt độ 1000°C mọi liên kết bị phá vỡ, sản phẩm là C (bồ hóng) và H 2:
C H 4 1000°C → C+2H2
Ứng dụng
· Hydrocacbon bão hòa được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống và hoạt động của con người.
· Sử dụng làm nhiên liệu - trong hệ thống nồi hơi, xăng, nhiên liệu diesel, nhiên liệu hàng không, xi lanh có hỗn hợp propan-butan cho bếp lò gia đình
· Vaseline được sử dụng trong y học, nước hoa, mỹ phẩm; các ankan cao hơn được tìm thấy trong dầu bôi trơn; các hợp chất ankan được sử dụng làm chất làm lạnh trong tủ lạnh gia đình
· Hỗn hợp của pentan đồng phân và hexan được gọi là ete dầu mỏ và được sử dụng làm dung môi. Cyclohexane cũng được sử dụng rộng rãi làm dung môi và tổng hợp polyme.
· Khí mê-tan được sử dụng để sản xuất lốp xe và sơn
· Tầm quan trọng của ankan trong thế giới hiện đại là rất lớn. Trong ngành hóa dầu, hydrocacbon bão hòa là cơ sở để sản xuất các hợp chất hữu cơ khác nhau, là nguyên liệu thô quan trọng trong quá trình thu được chất trung gian để sản xuất nhựa, cao su, sợi tổng hợp, chất tẩy rửa và nhiều chất khác. Nó có tầm quan trọng lớn trong y học, nước hoa và mỹ phẩm.
Nhiệm vụ tổng hợp
Số 1. Viết các phương trình phản ứng cháy của etan và butan.
№2. Viết các phương trình phản ứng sản xuất butan từ các haloalkan sau:
CH 3 - Cl (clometan) và C 2H 5 - I (iodoethane).
Số 3. Thực hiện các phép biến đổi theo sơ đồ, đặt tên cho sản phẩm:
C→ CH 4 → CH 3 Cl → C 2 H 6 → CO 2
Số 4. Giải ô chữ
Theo chiều ngang:
1. Ankan có công thức phân tử C 3 H 8.
2. Đại diện đơn giản nhất của hydrocarbon bão hòa.
3. Nhà hóa học người Pháp, người được đặt tên cho phản ứng tạo ra hydrocacbon có mạch cacbon dài hơn bằng cách cho các dẫn xuất halogen của hydrocacbon bão hòa phản ứng với natri kim loại.
4. Một hình hình học giống với cấu trúc không gian của phân tử metan.
5. Triclometan.
6. Tên gốc C 2 H 5 –.
7. Loại phản ứng điển hình nhất đối với ankan.
8. Trạng thái vật lý của 4 đại diện đầu tiên của ankan ở điều kiện thường.
Nếu bạn trả lời đúng các câu hỏi thì ở cột được đánh dấu theo chiều dọc lấy một trong các tên của hydrocarbon bão hòa. Kể tên từ này?
.
Ankan là tên của hydrocarbon bão hòa theo danh pháp quốc tế. Paraffin là tên gọi được bảo tồn trong lịch sử của hydrocarbon bão hòa.
Trong phân tử của các hợp chất này, tất cả các liên kết hóa trị của cacbon và hydro đều bão hòa hoàn toàn. Đây là lý do tại sao các hydrocacbon này không có khả năng phản ứng cộng. Về vấn đề này, loại hydrocarbon này có thể được định nghĩa như sau:
Hydrocarbon có công thức chung C n H 2n+2 không thêm hydro và các nguyên tố khác được gọi là hydrocacbon bão hòa hoặc ankan (parafin).
Đại diện đơn giản nhất của hydrocarbon bão hòa là metan.
Cấu trúc của phân tử metan.
Công thức phân tử của metan là CH4.
Vì sự lai tạo bao gồm S- electron và ba P- electron thì loại này gọi là sp 3 - lai hóa.
Góc liên kết: 109
độ.
Đồng đẳng của metan.
Có nhiều hydrocacbon tương tự như metan, tức là tương đồng metan (tiếng Hy Lạp “tương đồng” - tương tự). Các phân tử chứa hai, ba, bốn hoặc nhiều nguyên tử carbon. Mỗi hydrocarbon tiếp theo khác với hydrocarbon trước bởi một nhóm nguyên tử CH 2. Ví dụ: nếu bạn thêm một nhóm CH 2 vào phân tử metan CH 4 (nhóm CH 2 được gọi là sự khác biệt tương đồng), thì bạn sẽ nhận được hydrocarbon tiếp theo của chuỗi metan - ethane C 2 H 6, v.v.
Rad tương đồng của metan.
CH 4 - Mêtan
C 2 H 6 - Êtan
C 3 H 8 - Propane
C 4 H 10 - Butan
C5H12 - Pentan
C 6 H 14 - Hexan
C 7 H 16 - Heptan
C 9 H 20 - Nonan
Đồng phân và danh pháp.
Để tổng hợp tên của các hydrocacbon mạch nhánh bão hòa, người ta giả định rằng trong tất cả các phân tử, các nguyên tử hydro được thay thế bằng các gốc khác nhau. Để xác định tên của một hydrocacbon nhất định, phải tuân theo một trình tự nhất định:
- Chuỗi carbon dài nhất trong công thức được chọn và ký hiệu của các nguyên tử carbon được đánh số, bắt đầu từ cuối chuỗi mà nhánh gần nhất.
- Họ đặt tên cho các gốc (bắt đầu bằng đơn giản nhất) và sử dụng các con số để chỉ vị trí của các nguyên tử carbon được đánh số. Nếu cùng một nguyên tử cacbon có hai gốc giống hệt nhau thì số đó được lặp lại hai lần. Số lượng gốc giống hệt nhau được biểu thị bằng các số trong tiếng Hy Lạp ("di" - hai, "ba" - ba, "tetra" - bốn, v.v.)
- Tên đầy đủ của hydrocarbon này được đặt theo số lượng nguyên tử carbon trong chuỗi được đánh số.
Ở trong tự nhiên.
Đại diện đơn giản nhất của hydrocarbon bão hòa là khí mê-tan- được hình thành trong tự nhiên do sự phân hủy tàn dư của các sinh vật thực vật và động vật mà không được tiếp cận với không khí. Điều này giải thích sự xuất hiện của bọt khí trong vùng nước đầm lầy. Đôi khi khí mêtan được giải phóng từ các vỉa than và tích tụ trong các mỏ. Khí mê-tan chiếm phần lớn trong khí tự nhiên ( 80 -97% ). Nó cũng được tìm thấy trong khí thoát ra trong quá trình sản xuất dầu. Thành phần của khí tự nhiên và khí dầu mỏ còn bao gồm etan C 2 H 6, propan C 3 H 8, butan C 4 H 10 và một số loại khác. Các hydrocacbon bão hòa ở dạng khí, lỏng và rắn đều có trong dầu.
Tính chất vật lý.
Metan là chất khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí gần 2 lần, ít tan trong nước. Ethane, propane, butane trong điều kiện bình thường là chất khí, từ pentan đến pentadecane là chất lỏng, và các chất tương đồng sau đây là chất rắn.
Với sự gia tăng trọng lượng phân tử tương đối của hydrocacbon bão hòa, điểm sôi và điểm nóng chảy của chúng tăng lên một cách tự nhiên.