Описать химические свойства алканов на примере этана

Рады представить вашему вниманию магазин, который уже удивил своим качеством!

И продолжаем радовать всех!)

Мы - это надежное качество клада, это товар высшей пробы, это дружелюбный оператор!

Такого как у нас не найдете нигде!

Наш оператор всегда на связи, заходите к нам и убедитесь в этом сами!

Наши контакты:

Telegram:

https://t.me/stufferman

ВНИМАНИЕ!!! В Телеграмм переходить только по ссылке, в поиске много фейков!

В молекулах алканов все атомы углерода находятся в состоянии sр 3 -гибридизации. Это означает, что все четыре гибридные орбитали атома углерода одинаковы по форме, энергии и направлены в углы равносторонней треугольной пирамиды — тетраэдра. Вокруг одинарной углерод-углеродной связи возможно практически свободное вращение, и молекулы алканов могут приобретать самую разнообразную форму. Особо стоит напомнить о связях, при помощи которых построены молекулы алканов. Все связи в молекулах алканов одинарные. Перекрывание происходит по оси, соединяющей ядра атомов, т. Связи углерод—углерод являются неполярными и плохо поляризуемыми. Длина С—С связи в алканах равна 0, нм. Связи С—Н несколько короче. Электронная плотность немного смещена в сторону более электроотрицательного атома углерода, т. Отсутствие в молекулах предельных углеводородов полярных связей приводит к тому, что они плохо растворяются в воде, не вступают во взаимодействие с заряженными частицами ионами. Наиболее характерными для алканов являются реакции, протекающие с участием свободных радикалов. Как вы уже знаете, гомологи — это вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп СН2. Предельные углеводороды составляют гомологический ряд метана. Для алканов характерна так называемая структурная изомерия. Структурные изомеры отличаются друг от друга строением углеродного скелета. Как вам уже известно, простейший алкан, для которого характерны структурные изомеры , — это бутан. В этой части параграфа она будет рассмотрена подробнее для алканов. Выбор главной цепи Формирование названия углеводорода начинается с определения главной цепи — самой длинной цепочки атомов углерода в молекуле, которая является как бы ее основой. Нумерация атомов главной цепи Атомам главной цепи присваивают номера. Нумерация атомов главной цепи начинается с того конца, к которому ближе стоит заместитель структуры А, Б. Если заместители находятся на равном удалении от конца цепи, то нумерация начинается от того конца, при котором их больше структура В. Если различные заместители находятся на равном удалении от концов цепи, то нумерация начинается с того конца, к которому ближе старший структура Г. Старшинство углеводородных заместителей определяется по тому, в каком порядке следует в алфавите буква, с которой начинается их название: Обратите внимание, что название заместителя формируется заменой суффикса -ан на суффикс -ил в названии соответствующего алкана. Формирование названия В начале названия указывают цифры — номера атомов углерода, при которых находятся заместители. Если при данном атоме находится несколько заместителей, то соответствующий номер в названии повторяется дважды через запятую 2, После номера через дефис указывают количество заместителей ди — два, три — три, тетра — четыре, пента — пять и название заместителя метил, этил, пропил , затем без пробелов и дефисов — название главной цепи. Главная цепь называется как углеводород — член гомологического ряда метана метан, этан, пропан и т. Названия веществ, структурные формулы которых приведены выше, следующие: Выделение углеводородов из природного сырья. Источниками предельных углеводородов, как вы уже знаете, являются нефть и природный газ. Основной компонент природного газа — простейший углеводород метан, который используется непосредственно или подвергается переработке. Нефть, извлеченная из земных недр, также подвергается переработке, ректификации, крекингу. Больше всего углеводородов получают при переработке нефти и других природных источников. Но значительное количество ценных углеводородов получают искусственно, синтетическими способами. Наличие катализаторов изомеризации ускоряет образование углеводородов с разветвленным скелетом из линейных углеводородов: Добавление катализаторов позволяет несколько уменьшить температуру, при которой протекает реакция. Гидрирование присоединение водорода алкенов. Как уже было сказано, в результате крекинга образуется большое количество непредельных углеводородов с двойной связью — алкенов. Уменьшить их количество можно, добавив в систему водород и катализаторы гидрирования — металлы платина, палладий, никель: Основными его продуктами являются предельные углеводороды. В заключение добавим, что повышение давления при крекинге крекинг высокого давления позволяет уменьшить количество газообразных СН4—С4Н10 углеводородов и повысить содержание жидких углеводородов с длиной цепи 6—10 атомов углерода, которые составляют основу бензинов. Мы рассмотрели несколько промышленных способов получения алканов, которые являются основой промышленной переработки основного углеводородного сырья — нефти. Теперь обсудим несколько лабораторных способов получения алканов. Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых кислот. Нагревание натриевой соли уксусной кислоты ацетата натрия с избытком щелочи приводит к отщеплению карбоксильной группы и образованию метана: При взаимодействии галогеналканов с щелочным металлом натрием образуются предельные углеводороды и галогенид щелочного металла, например: Реакция, на которой основан синтез Вюрца, хорошо протекает только с галогеналканами, в молекулах которых атом галогена присоединен к первичному атому углерода. При обработке некоторых карбидов, содержащих углерод в степени окисления -4 например, карбида алюминия , водой образуется метан: Углеводороды состава от С5Н12 до С15Н32 — жидкости, более тяжелые углеводороды — твердые вещества. Температуры кипения и плавления алканов постепенно увеличиваются с возрастанием длины углеродной цепи. Все углеводороды плохо растворяются в воде, жидкие углеводороды являются распространенными органическими растворителями. Наиболее характерными для ал-канов являются реакции свободнорадикального замещения, в ходе которых атом водорода замещается на атом галогена или какую-либо группу. Приведем уравнения наиболее характерных реакций. Реакции, сопровождающиеся разрушением углеродной цепи. Все предельные углеводороды горят с образованием углекислого газа и воды. Газообразные углеводороды, смешанные с воздухом в определенных соотношениях, могут взрываться. Горение предельных углеводородов — это свободнора-дикальная экзотермическая реакция, которая имеет очень большое значение при использовании алканов в качестве топлива. Реакции термического расщепления лежат в основе промышленного процесса — крекинга углеводородов. Этот процесс является важнейшей стадией переработки нефти. При нагревании линейных углеводородов с катализатором изомеризации хлоридом алюминия происходит образование веществ с разветвленным углеродным скелетом: Алканы с шестью или более углеродными атомами в цепи в присутствии катализатора циклизуются с образованием бензола и его производных: В чем причина того, что алканы вступают в реакции, протекающие по свободнорадикальному механизму? Все атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sр 3 -гибридизации. Молекулы этих веществ построены при помощи ковалентных неполярных С—С углерод—углерод связей и слабополярных С—Н углерод—водород связей. В них нет участков с повышенной и пониженной электронной плотностью, легко поляризуемых связей, т. Следовательно, алканы не будут реагировать с заряженными частицами, так как связи в молекулах алканов не разрываются по гетеролитическому механизму. Наиболее характерными реакциями алканов являются реакции свободнорадикального замещения. В ходе этих реакций атом водорода замещается на атом галогена или какую-либо группу. Кинетику и механизм свободнорадикальных цепных реакций, т. Именно за эти исследования ему была присуждена Нобелевская премия по химии. Обычно механизм реакции свободнорадикального замещения представляют тремя основными стадиями: Инициирование зарождение цепи, образование свободных радикалов под действием источника энергии — ультрафиолетового света, нагревания. Развитие цепи цепь последовательных взаимодействий свободных радикалов и неактивных молекул, в результате которых образуются новые радикалы и новые молекулы. Советский физик и физикохимик, академик. Лауреат Нобелевской премии Научные исследования относятся к учению о химических процессах, катализе, цепных реакциях, теории теплового взрыва и горении газовых смесей. Рассмотрим этот механизм на примере реакции хлорирования метана: В связи с этим рекомбинация возможна только в том случае, если в соударении двух радикалов участвует третья частица другая молекула, стенка реакционного сосуда , которая забирает на себя избыток энергии. Это дает возможность регулировать и даже останавливать свободнорадикальные цепные реакции. Обратите внимание на последний пример реакции рекомбинации — образование молекулы этана. Этот пример показывает, что реакция с участием органических соединений представляет собой достаточно сложный процесс, в результате которого, наряду с основным продуктом реакции, очень часто образуются побочные продукты, что приводит к необходимости разрабатывать сложные и дорогостоящие методики очистки и выделения целевых веществ. В реакционной смеси, полученной при хлорировании метана, наряду с хлорметаном СН3Сl и хлороводородом, будут содержаться: Теперь попытаемся рассмотреть реакцию галогенирования например, бромирования более сложного органического соединения — пропана. Если в случае хлорирования метана возможно только одно моно-хлорпроизводное, то в этой реакции может образоваться уже два монобромпроизводных: Видно, что в первом случае происходит замещение атома водорода при первичном атоме углерода, а во втором — при вторичном. Одинаковы ли скорости этих реакций? Оказывается, что в конечной смеси преобладает продукт замещения атома водорода, который находится при вторичном углероде, т. Давайте попытаемся объяснить это. Для того чтобы это сделать, нам придется воспользоваться представлением об устойчивости промежуточных частиц. Промежуточной частицей между пропаном и 1-бромпропаном является радикал с неспаренным электроном при первичном углероде, а между пропаном и 2-бромпропаном — при вторичном. Радикал с неспаренным электроном при вторичном атоме углерода б является более устойчивым по сравнению со свободным радикалом с неспаренным электроном при первичном атоме углерода а. Он и образуется в большем количестве. По этой причине основным продуктом реакции бромирования пропана является 2-бром-пропан — соединение, образование которого протекает через более устойчивую промежуточную частицу. Приведем несколько примеров свободнорадикальных реакций: Реакция нитрования реакция Коновалова. Реакция применяется для получения нитросоединений — растворителей, исходных веществ для многих синтезов. Каталитическое окисление алканов кислородом Эти реакции являются основой важнейших промышленных процессов получения альдегидов, кетонов, спиртов непосредственно из предельных углеводородов, например: Применение Предельные углеводороды, в особенности метан, находят очень широкое применение в промышленности схема 2. Они являются простым и достаточно дешевым топливом, сырьем для получения большого количества важнейших соединений. Соединения, полученные из метана, самого дешевого углеводородного сырья, применяют для получения множества других веществ и материалов. Метан используют как источник водорода в синтезе аммиака, а также для получения синтез-газа смесь СО и Н2 , применяемого для промышленного синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и других органических соединений. Углеводороды более высококипящих фракций нефти используются как горючее для дизельных, турбореактивных двигателей, как основа смазочных масел, как сырье для производства синтетических жиров и т. Приведем несколько промышленно значимых реакций, протекающих с участием метана. Метан используют для получения хлороформа, нитрометана, кислородсодержащих производных. Спирты, альдегиды, карбоновые кислоты могут образовываться при непосредственном взаимодействии алканов с кислородом в зависимости от условий проведения реакций катализатора, температуры, давления: Как вы уже знаете, углеводороды состава от С5Н12 до С11Н24 входят в бензиновую фракцию нефти и применяются в основном как горючее для двигателей внутреннего сгорания. Известно, что наиболее ценными компонентами бензина являются изомерные углеводороды, так как они обладают максимальной детонационной устойчивостью. Углеводороды при контакте с кислородом воздуха медленно образуют с ним соединения — перекиси. Это медленно протекающая свободнорадикальная реакция, инициатором которой является молекула кислорода: Обратите внимание на то, что гидропероксидная группа образуется при вторичных атомах углерода, которых больше всего в линейных, или нормальных, углеводородах. Поршень еще идет вверх, а продукты горения бензина, которые уже успели образоваться в результате преждевременного поджига смеси, толкают его вниз. Это приводит к резкому уменьшению мощности двигателя, его износу. Таким образом, основной причиной детонации является наличие перекисных соединений, способность образовывать которые максимальна у линейных углеводородов. Наименьшей детонационной устойчивостью среди углеводородов бензиновой фракции С5Н14 — С11Н24 обладает к-гептан. Общепринятой характеристикой детонационной устойчивости бензина является октановое число. В заключение можно добавить, что использование высокооктанового бензина дает возможность повысить степень сжатия давление в конце такта сжатия , что приводит к повышению мощности и КПД двигателя внутреннего сгорания. На сегодняшнем уроке вы познакомились с таким понятием, как алканы, а также узнали о его химическом составе и методах получения. Поэтому давайте сейчас более подробно остановимся на теме нахождения алканов в природе и узнаем, как и где алканы нашли применение. Главными источниками для получения алканов являются природный газ и нефть. Они составляют основную часть продуктов от нефтипереботки. Распространенный, в залежах осадочных пород метан, также является газовым гидратом алканов. Основной составляющей природного газа является метан, но в его составе присутствует и небольшая доля этана, пропана и бутана. Метан можно обнаружить в выделениях угольных пластов, болот и в попутных нефтяных газах. Также анканы можно получить методом коксования каменного угля. В природе встречаются и так называемые твердые алканы — озокериты, которые представлены в виде залежей горного воска. Озокерит можно обнаружить в восковых покрытиях растений или их семян, а также в составе пчелиного воска. Промышленное выделение алканов берется из природных источников, которые к счастью пока неисчерпаемые. Их получают методом каталитического гидрирования оксидов углерода. Также метан можно получить в лабораторных условиях, используя метод нагревания ацетата натрия с твердой щелочью или гидролизом некоторых карбидов. Но и также алканы можно получить способом декарбоксилирования карбоновых кислот и при их электролизе. Алканы на бытовом уровне, широко применяются во многих сферах деятельности человека. Ведь очень сложно представить нашу жизнь без природного газа. И ни для кого не будет секретом, что основой природного газа является метан, из которого производят технический углерод, используемый при производстве топографических красок и шин. Холодильник, который есть в доме у каждого, также работает благодаря соединениям алканов, применяющихся в качестве хладагентов. А полученный из метана ацетилен используют для сварки и резки металлов. Теперь вы уже знаете, что алканы используются как топливо. Они присутствуют в составе бензина, керосина, солярового масла и мазута. Кроме этого, они есть и в составе смазочных масел, вазелина и парафина. В качестве растворителя и для синтеза различных полимеров, широкое применение нашел циклогексан. А в наркозе используют циклопропан. Сквалан, как высококачественное смазочное масло, является компонентом многих фармацевтических и косметических препаратов. Алканы являются сырьем, с помощью которого получают такие органические соединения, как спирт, альдегиды и кислоты. Парафин является смесью высших алканов, а так как он нетоксичен, то широко используется в пищевой промышленности. Его применяют для пропитки упаковок для молочной продукции, соков, круп и так далее, но в том числе и при изготовлении жевательных резинок. А разогретый парафин используют в медицине при парафинолечении. Помимо выше сказанного, парафином пропитаны головки спичек, для их лучшего горения, карандаши и из него изготавливают свечи. С помощью окисления парафина получают кислородосодержащие продукты, в основном органические кислоты. При смешении жидких углеводоpодов с определенным числом атомов углерода получают вазелин, который нашел широкое применение как парфюмерии и косметологии, так и в медицине. Его применяют для приготовления различных мазей, кремов и гелей. А также используют для тепловых процедур в медицине. Запишите общую формулу углеводородов гомологического ряда алканов. Напишите формулы возможных изомеров гексана и назовите их по систематической номенклатуре. Какие виды крекинга вы знаете? Напишите формулы возможных продуктов крекинга гексана. Расшифруйте следующую цепочку превращений. Назовите соединения А, Б и В. Приведите структурную формулу углеводорода С5Н12, образующего при бромировании только одно монобром-производное. На полное сгорание 0,1 моль алкана неизвестного строения израсходовано 11,2 л кислорода при н. Какова структурная формула алкана? Какова структурная формула газообразного предельного углеводорода, если 11 г этого газа занимают объем 5,6 л при н. Вспомните, что вам известно о применении метана, и объясните, почему утечка бытового газа может быть обнаружена по запаху, хотя его составляющие запаха не имеют. Какие соединения могут быть получены каталитическим окислением метана в различных условиях? Напишите уравнения соответствующих реакций. Продукты полного сгорания в избытке кислорода 10,08 л н. При этом образовалось г осадка. Определите объемный состав исходной смеси. Плотность по этану смеси двух алканов равна 1, При бромировании этой смеси выделено только две пары изомерных монобромалканов. Суммарная масса более легких изомеров в продуктах реакции равна суммарной массе более тяжелых изомеров. Определите объемную долю более тяжелого алкана в исходной смеси. При использовании материалов ресурса ссылка на edufuture. Ждем Ваши замечания и предложения на email: По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: Алканы Химия 10 класс. Разработка - Гипермаркет знаний Ждем Ваши замечания и предложения на email: Алканы Содержание 1 Алканы. Семенова 4 Нахождение в природе и получение 5 Применение алканов 6 Практические задания.

Купить закладки спайс россыпь в Никольском

Описать химические свойства алканов на примере этана

Алканы — предельные углеводороды, их химические свойства