Kemiska egenskaperna hos alkaner

Metan och dess homologer kallas gräns (mättad) paraffiniska kolväten eller alkaner. De sistnämnda organiska ämnen (har den allmänna kemiska formeln CnH2n + 2, som återspeglar mättnad av molekylerna, atomer som är kopplade genom kovalenta bindningar enkla kol-väte eller kol-kol) tilldelas i enlighet med den internationella nomenklaturen av kemiska föreningar. De har två huvudsakliga källor: råolja och naturgas. Egenskaper hos alkaner i en homolog serie med ökning av molekyl antal kolatomer ändras regelbundet.

De första fyra medlemmar av den homologa serien har historiskt etablerade namn. Kolväten, bakom dem betecknas med grekiska siffror som slutar -an. Den relativa molekylvikten av varje successiv kolväte som skiljer sig från den föregående genom 14 amu Fysikaliska egenskaper av alkaner, såsom smältpunkt (stelning) och kokning (kondensation), densiteten och brytningsindex ökar med ökande molekylvikt. Med metan butan - gaser med pentan vid pentadekan-vätska, följt av de fasta ämnena. Alla vaxer är lättare än vatten och löser sig inte i den. För alkaner inkluderar:

• CH4 - metan;
• C2H6 - etan;
• C3H8 - propan;
• C4H10 - butan;
• C5H12 - pentan;
• C6H14 - hexan;
• C7H16 - heptan;
• C8H18 - oktan;
• C9H20 - nonan;
• C10H22 - Dean;
• C11H24 - undekan;
• C12H26 - dodekan;
• C13H28 - tridekan;
• C14H30 - tetradekan;
• C15H32 - pentadekan;
• C16H34 - hexadekan;
• C17H36 - heptadekan;
• C18H38 - oktadekan;
• C19H40 - nonadecan;
• C20H42 - eikosan och så vidare.

Kemiska egenskaperna hos alkaner har låg aktivitet. Detta beror på att den relativa styrkan av de icke-polära C-C och låg-C-H-bindningar, och mättnad av molekylerna. Alla atomerna är förbundna genom enkla a-bindningar som är svåra att förstöra på grund av deras låga polariserbarhet. Bristning av dem kan endast realiseras under vissa villkor, är radikalerna bildas, vilket är namnen på de paraffiniska föreningar med ersättningsförslutning. Exempelvis propån - propyl (C3H7-), etan - etyl- (C2H5-), metan - metyl (CH3-) och så vidare.

Kemiska egenskaper hos alkaner säga om tröghet av dessa föreningar. De är inte i stånd att additionsreaktioner. Typiska för dessa är en substitutionsreaktion. Oxidation (förbränning) sker endast paraffiniska kolväten vid förhöjd temperatur. De kan oxideras till alkoholer, aldehyder och syror. Som ett resultat kreginga (process termisk spjälkning av kolväten) högre alkaner vid en temperatur av 450 till 550 ° C kan bilda mättade kolväten med en lägre molekylvikt. Med ökningen av den termiska sönderdelningstemperaturen kallas pyrolys.

Kemiska egenskaperna hos alkaner beror inte bara på antalet kolatomer i molekylen, utan även på strukturen. Alla normala paraffiner kan separeras (en C-atom kan vara ansluten med inte mer än två kolatomer) och iso-struktur (C-atom kan vara anslutna till fyra andra C-atomer genom denna molekyl har en rumslig struktur). Till exempel, pentan, 2,2-dimetylpropan har samma molekylvikt och den kemiska formeln C5H12, men de kemiska och fysikaliska egenskaperna skiljer de sig: smältpunkten minus 129,7 ° C och minus 16,6 ° C, 36,1 ° C Kokpunkt och 9,5 ° C, respektive. Isomerer lättare att träda i kemiska reaktioner än den normala strukturen av kolvätena med samma antal atomer C.

Typiska kemiska egenskaper hos alkaner - en substitutionsreaktion, som innefattar halogenering eller sulfonering. Reaktionen av klor med paraffin med en radikal mekanism under påverkan av värme eller ljus som genereras klorerad metan: klormetan CH3Cl, diklormetan CH2CI2, CHCI3 triklormetan och koltetraklorid CCI4. När sulfonering alkaner under UV-ljus, är sulfonylklorider erhölls: R-H + SO2 + Cl2 → R-SO2-Cl + HCl. Dessa ämnen används i ytaktivt produktion.