Alkaanien kemialliset ominaisuudet

Metaania ja sen homologeja kutsutaan rajoitukseksi(tyydyttyneet) parafiinihiilivedyt tai -alkaanit. Viimeksi mainittu orgaaniset aineet (on yleinen kemiallinen kaava CnH2n + 2, joka heijastaa kylläisyyttä molekyylien, atomien, jotka liittyvät kovalenttisilla sidoksilla yksinkertainen hiili-vety tai hiili-hiili) on osoitettu mukaisesti kansainvälisen nimikkeistön kemiallisia yhdisteitä. Niillä on kaksi päälähdettä: raakaöljy ja maakaasu. Ominaisuudet alkaanien homologisen sarjan molekyylissä lukumäärän kasvaessa hiiliatomien muutetaan säännöllisesti.

Ensimmäiset neljä homologian sarjan edustajaaovat historiallisesti muodostaneet nimiä. Näiden jäljessä olevat hiilivedyt on merkitty kreikkalaisilla numeroilla loppuun -an. Jokaisen seuraavan hiilivedyn suhteellinen molekyylipaino eroaa edellisestä 14 amu: lla. Alkaanien fysikaaliset ominaisuudet, kuten sulamispiste (sulamis) ja kiehumispiste (kondensaatio), tiheys ja taitekerroin, kasvavat molekyylimassan kasvaessa. Metaanista butaaniksi ovat kaasuja, pentaanista pentadekaani-nesteeseen, mitä seuraa kiinteät aineet. Kaikki parafiinit ovat kevyempiä kuin vesi ja eivät liukene siihen. Alkaanit sisältävät:

CH4 on metaani;
C2H6 - etaani;
C3H8 - propaani;
C4H10 on butaani;
C5H12 - pentaani;
C6H14 - heksaani;
C7H16 - heptaani;
C8H18 - oktaani;
C9H20 - nonaani;
C10H22-dekaani;
C11H24 - undekaanista;
C12H26 - dodekaani;
C13H28 - tridekaani;
C14H30 - tetradekaaniin;
C15H32 - pentadekaanilla;
C16H34 - heksadekaaniin;
C17H36 - heptadekaaniksi;
C18H38 - oktadekaanitrioli;
C19H40 - nonadekan;
C20H42-eikozaani ja niin edelleen.

Alkaanien kemialliset ominaisuudet ovat alhaisetaktiivisuutta. Tämä selittyy ei-polaaristen C-C- ja matala-polaaristen C-H-sidosten suhteellisella voimalla sekä molekyylien kyllästymisellä. Kaikki atomit on kytketty yksittäisillä σ-sidoksilla, joita on vaikea tuhota niiden alhaisen polarisoituvuuden vuoksi. Niiden repeytyminen voidaan toteuttaa vain tietyin edellytyksin radikaalien muodostumisella, joilla on vastaavat parafiiniyhdisteiden nimet korvaamalla pääty. Esimerkiksi propaanipropyyli (C3H7-), etaanietyyli (C2H5-), metaanimetyyli (CH3-) ja niin edelleen.

Alkaanien kemialliset ominaisuudet osoittavat inertianäistä yhdisteistä. Ne eivät kykene liittymään reaktioihin. Korvaavat reaktiot ovat tyypillisiä niille. Parafiinihiilivetyjen hapetus (polttaminen) tapahtuu vain korotetussa lämpötilassa. Ne voidaan hapettaa alkoholeihin, aldehydeihin ja happoihin. Korkean alkaanin 450 - 550 ° C: n lämpötilassa tapahtuvan rekisteröinnin (hiilivetyjen lämpöhajoamisprosessin) seurauksena voidaan muodostaa tyydyttyneitä hiilivetyjä, joiden molekyylimassa on pienempi. Lämpötilan kasvaessa lämpöhajoamista kutsutaan pyrolyysiksi.

Alkaanien kemialliset ominaisuudet eivät riipu pelkästäänmäärä hiiliatomeja molekyylissään, mutta myös rakenteeseen. Kaikki normaalit parafiinit voidaan erottaa (yksi C-atomi voidaan liittää enintään kaksi hiiliatomia) ja iso-rakenne (C-atomi voidaan kytkeä neljä muuta C-atomia kautta tämä molekyyli on avaruudellinen rakenne). Esimerkiksi pentaani, 2,2-dimetyylipropaani on sama molekyylipaino ja kemiallinen kaava C5H12, mutta kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet eroavat toisistaan: sulamispiste miinus 129,7 ° C: ssa ja miinus 16,6 ° C, 36,1 ° C Kiehumispiste ja 9,5 ° C: ssa, vastaavasti. Isomeerit helpompi tehdä kemiallisia reaktioita kuin normaali rakenne hiilivetyjen kanssa sama määrä atomeja C.

Alkaanien tyypilliset kemialliset ominaisuudet ovatsubstituutioreaktioita, joihin kuuluvat halogenointi tai sulfonointi. Reaktio kloorin kanssa parafiini radikaalilla, joka on mekanismi vaikutuksesta lämmön tai valon syntyy kloorattua metaania: kloorimetaani CH3Cl, dikloorimetaani CH2CI2, CHCI3 trikloorimetaanin ja hiilitetrakloridin CCl4. Kun sulfonoimalla alkaanit UV-valossa, Sulfonyylikloridit saadaan: R-H + SO2 + Cl2 → R-SO 2-CI + HCI: a. Näitä aineita käytetään pinta-aktiivisten aineiden tuottamiseen.

</ p>>