Proprietăți chimice ale alcanilor

Metanul și omologii săi se numesc hidrocarburi sau alcani parafini saturați (saturați). Ultimul tip de substanțe organice (au formula chimică generală CnH2n + 2, care reflectă saturația moleculelor, atomii care sunt legați prin legături covalente simple de carbon-hidrogen sau carbon-carbon) i se atribuie în conformitate cu nomenclatorul internațional al compușilor chimici. Acestea au două surse principale: țiței și gaze naturale. Proprietățile alcanilor din serii de omologie cu creșterea moleculei numărul atomilor de carbon se schimbă în mod natural.

Primii patru reprezentanți ai seriei omoloage au creat nume istoric. Hidrocarburile din spatele lor sunt desemnate prin cifre grecești cu sfârșitul -an. Greutatea moleculară relativă Fiecare hidrocarbură ulterioară diferă de cea anterioară cu 14 amu. Proprietăți fizice alcani, cum ar fi punctul de topire (punct de fierbere) și punctul de fierbere (condensare), densitatea și indicele de refracție, cresc cu creșterea greutății moleculare. De la metan la butan sunt gaze, de la pentan la pentadecan-lichid, apoi urmați solide. Toate parafinele sunt mai ușoare decât apa și nu se dizolvă în ea. Alcanii includ:

• CH4 este metan;
• C2H6 - etan;
• C3H8 - propan;
• C4H10 este butan;
• C5H12 - pentan;
• C6H14 - hexan;
• C7H16 - heptan;
• C8H18 - octan;
• C9H20 - nonan;
• C10H22-decan;
• C11H24 - undecan;
• C12H26 - dodecan;
• C13H28 - tridecan;
• C14H30 - tetradecan;
• C15H32 - pentadecanul;
• C16H34 - hexadecanoic;
• C17H36 - heptadecai;
• C18H38 - octadecan;
• C19H40 - nonadecan;
• C20H42 - eikozan și așa mai departe.

Proprietățile chimice ale alcanilor sunt caracterizate de activitate scăzută. Acest lucru se explică prin rezistența relativă a legăturilor C-C nepolar și C-H cu polaritate scăzută, precum și a saturației moleculelor. Toți atomii sunt conectați prin singură sigma - legături care sunt greu de distrus datorită polarizabilității lor scăzute. Ruptura lor poate fi realizată numai în anumite condiții, cu formarea de radicali, care poartă numele compușilor parafinici corespunzători cu înlocuirea sfârșitului. De exemplu, propan-propil (C3H7-), etan-etil (C2H5-), metan-metil (CH3-) și așa mai departe.

Proprietățile chimice ale alcanilor indică inerția acestor compuși. Ei nu sunt capabili să se alăture reacțiilor. Reacțiile de substituție sunt tipice pentru ele. Oxidarea (arderea) hidrocarburilor parafinice apare numai la temperaturi ridicate. Ele pot fi oxidate în alcooli, aldehide și acizi. Ca urmare a înregistrării (procesului de descompunere termică a hidrocarburilor) a alcanelor superioare la o temperatură de 450 până la 550 ° C, se pot forma hidrocarburi saturate cu o masă moleculară mai mică. Cu o temperatură în creștere, descompunerea termică se numește piroliză.

Proprietățile chimice ale alcanilor depind nu numai de numărul atomilor de carbon din moleculă, ci și de structura lor. Toate parafine normale pot fi separate (un atom de C poate fi conectat cu nu mai mult de doi atomi de carbon) și izo-structura (atom C poate fi conectat la patru alți atomi de C, prin aceasta molecula are o structură spațială). De exemplu, pentan, 2,2-dimetilpropan au aceeași greutate moleculară și formula chimică C5H12, dar proprietățile chimice și fizice sunt diferite: punctul de topire minus 129,7 ° C și minus 16,6 ° C, 36,1 ° C fierbere și 9,5 ° C, respectiv. Izomerii intră cu ușurință în reacțiile chimice, decât hidrocarburile cu structură normală cu același număr de atomi de C.

Caracteristicile chimice caracteristice ale alcanilor sunt reacțiile de substituție, care includ halogenarea sau sulfonarea. Reacția clorului cu parafină printr-un mecanism radical sub influența căldurii sau a luminii generate de metan clorurate: clormetan CH3Cl, diclormetan CH2CI2, CHCI3 triclormetan și tetraclorură de carbon CCI4. La sulfonarea alcanilor sub lumină UV, se obțin cloruri de sulfonil: R-H + S02 + Cl2-R-S02-Cl + HCI. Aceste substanțe sunt utilizate în producția de surfactanți.