Kemijske lastnosti alkanov

Metan in njegovih homologov imenovana meja (nasičenim), parafinski ogljikovodiki ali alkanov. Nazadnje omenjenih organskih snovi (imajo splošno kemijsko formulo CnH2n + 2, ki odraža nasičenost molekul, atomov, ki so povezani s kovalentnimi vezmi preprostimi ogljik-vodik ali ogljik-ogljik) dodeljen v skladu z Mednarodno nomenklaturo kemičnih spojin. Imajo dva glavna izvora: surovo nafto in zemeljski plin. Lastnosti alkanov v homologne serije s povečanjem molekule se število atomov ogljika seveda spremeni.

Prve štiri predstavnike homologne serije imajo zgodovinsko oblikovana imena. Ogljikovodike, ki so za njimi, so označeni z grškimi številkami s koncem -an. Relativna molekulska masa Vsak naslednji ogljikovodik se od prejšnjega razlikuje za 14 amu. Fizične lastnosti alkani, kot so točka taljenja (vrelišče) in vrelišče (kondenzacija), gostota in refrakcijski indeks, rastejo z naraščajočo molekulsko maso. Od metana do butana so plini, od pentana do pentadekana-tekočine, nato pa sledijo trdne snovi. Vsi parafini so lažji od vode in se ne raztopijo v njej. Alkani vključujejo:

• CH4 je metan;
• C2H6-etan;
• C3H8-propan;
• C4H10 je butan;
• C5H12-pentan;
• C6H14-heksan;
• C7H16-heptan;
• C8H18-oktan;
• C9H20-nonan;
• C10H22-dekan;
• C11H24-undekana;
• C12H26-dodekan;
• C13H28-tridekan;
• C14H30-tetradekana;
• C15H32-pentadekan;
• C16H34-heksadekan;
• C17H36-heptadekan;
• C18H38-oktadekan;
• C19H40-nonadekan;
• C20H42 - eikozan in tako naprej.

Za kemijske lastnosti alkanov je značilna nizka aktivnost. To pojasnjuje relativna moč nepolarnih C-C in nizko-polarnih vezi C-H, kot tudi nasičenost molekul. Vsi atomi so povezani z enojnim sigma - vezi, ki jih je težko uničiti zaradi svoje nizke polarizabilnosti. Njihova ruptura se lahko uresniči le pod določenimi pogoji, z nastankom radikalov, ki nosijo imena ustreznih parafinskih spojin z zamenjavo končnice. Na primer, propan-propil (C3H7-), etan-etil (C2H5-), metan-metil (CH3-) in tako naprej.

Kemijske lastnosti alkanov kažejo na inertnost teh spojin. Ne morejo se pridružiti reakcijam. Za njih so značilne nadomestne reakcije. Oksidacija (zgorevanje) parafinskih ogljikovodikov se zgodi samo pri povišani temperaturi. Oksidirajo jih lahko v alkohole, aldehide in kisline. Zaradi registracije (procesa termičnega razkroja ogljikovodikov) višjih alkanov pri temperaturi od 450 do 550 ° C lahko nastanejo nasičeni ogljikovodiki z nižjo molekulsko maso. S povečano temperaturo se termična razgradnja imenuje piroliza.

Kemične lastnosti alkanov odvisna le od števila ogljikovih atomov v molekuli, temveč tudi na strukturo. Vsi normalnih parafinov lahko ločimo (en atom C lahko povezan z največ dvema atomoma ogljika) in izo-struktura (C atom lahko povezan s štirimi C atomi skozi te molekule ima prostorsko strukturo). Na primer, pentan, 2,2-dimetilpropana imajo enako molekulsko maso in kemijsko formulo C5H12, temveč kemične in fizikalne lastnosti pa se razlikujejo: tališče minus 129,7 ° C in minus 16,6 ° C, 36,1 ° C Vrelišče in 9,5 ° C. Izomeri zlahka vstopajo kemijske reakcije, kot ogljikovodiki normalne strukture z enakim številom atomov C.

Značilne kemijske lastnosti alkanov so nadomestne reakcije, ki vključujejo halogeniranje ali sulfoniranje. Reakcijsko klora s parafina z ostankom mehanizma pod vplivom toplote ali svetlobe generira klorirano metan: klorometan CH3Cl, diklorometan CH2CI2, CHCI3 triklorometan ogljikov tetraklorid CCI4. Ko sulfonacijske alkanov pod UV svetlobo, dobimo kloride sulfonske kisline: R-H + SO2 + Cl2 → R-SO2-Cl + HCI. Te snovi se uporabljajo pri proizvodnji površinsko aktivnih snovi.