Формирање, Средното образование и училишта
Што се типични реакции за алкани
Секоја класа на хемиски соединенија може да ги изложат својства поради нивната електронска структура. За алкани типичен реакција на супституција, расцепување или молекуларна оксидација. Сите хемиски процеси имаат свој посебен проток, што дополнително ќе се дискутира.
Што е алкани
Оваа заситен јаглеводороден соединенија, кои се познати како парафин. Овие молекули се состојат од само јаглеродни и водородни атоми, се праволиниски или разгранет ациклични синџир во кој има само еден соединение. Со оглед на карактеристиките на класата, може да се пресмета што реакцијата карактеристика на алкани. Тие се послушни формулата за целата класа: H 2n + 2 C n.
хемиска структура
Парафински молекул содржи атоми на јаглерод изложува sp 3 хибридизација. Тие сите четири валентни орбитали имаат иста форма, енергија и насока во вселената. Големината на аголот помеѓу нивото на енергија од 109 ° и 28 '.
Во присуство на единечни врски во молекулите го одредува она што реакции се карактеристика на алкани. Тие содржат σ-соединение. Комуникација помеѓу јаглероди е неполарни и слабо polarizable, тоа е малку подолг од C-H. Исто така, на електрони густина на промена на јаглероден атом е најстариот електронегативен. На соединение резултира се карактеризира со C-H низок поларитет.
реакција на супституција
Супстанции класа парафини имаат ниска хемиска активност. Ова може да се објасни со силата на врски помеѓу C-C и C-H, што е тешко да се пробие, бидејќи на не-поларитет. Основа на нивното уништување е homolytic механизам, при што се вклучени на слободните радикали тип. Тоа е зошто алкани се карактеризираат со реакција на супституција. Таквите супстанции се во можност да комуницирате со молекулите на водата или јони на носителите на надоместокот.
Тие се рангираат слободен радикал на супституција во што водородните атоми се заменети со халоген елементи или други активни група. Овие реакции вклучуваат процеси поврзани со халогенацијата, sulfochlorination и нитрација. Ова доведе до изработка на алкан деривати.
- Процесот започнува со иницирање нуклеација или синџир, во кои се формираат слободни радикали. На катализатори се извори на ултравиолетова светлина и греење.
- Потоа се развива синџир во кој последователни активни честички врши интеракција со неактивни молекули. Е нивната конверзија во молекули и радикали, соодветно.
- На последниот чекор ќе се скрши синџирот. Постојат рекомбинација или исчезнувањето на активни честички. Така прекинат развој на верижна реакција.
Процесот на халогенацијата
Тоа е врз основа на механизмот на радикални тип. реакција Алкан халогенацијата се одвива од страна на зрачење со ултравиолетова светлина и греење на мешавина од халогени и јаглеводороди.
Сите фази на процесот се предмет на владеење што е наведено Markovnikov. Него се вели дека се подложува на замена од страна на халоген, особено водород, кој му припаѓа на хидрогенизирани јаглерод. Халогенацијата се одвива во следниов редослед: од основно до терциерен јаглероден атом.
Процесот се одвива подобро во алкан молекули со долга главната јаглеводороди синџир. Ова се должи на намалувањето на јонизирачко енергија во овој правец, супстанцијата полесно расцепат електрони.
Еден пример е хлорирање на молекули на метан. Дејството на ултравиолетово зрачење предизвикува поделба на хлор радикални видови кои вршат напад врз Алкан. Одвојување се јавува и формирање на атомски водород H 3 C или · радикал на метил. Таквата честички, пак, напад на молекуларна хлор, што доведува до уништување на неговата структура и формирање на нова хемикалија.
Во секоја фаза на процесот на измена се врши само еден атом на водород. реакција, што халогенацијата на алкани доведува до постепено формирање на hlormetanovoy, дихлорометан, и trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy молекула.
Шематски, процесот е како што следува:
H 4 C + Cl: Cl → H 3 CCL + HCl,
H 3 CCL + Cl: Cl → H 2 CCL 2 + HCl,
H 2 CCL 2 + Cl: Cl → HCCl 3 + HCl,
HCCl 3 + Cl: Cl → CCL 4 + HCl.
За разлика од хлорирање на молекули на метан носи еден таков процес со други алкани назначен добие супстанции кои имаат водород замена не е еден јаглероден атом, и во неколку. Нивната квантитативна односот поврзани со индикатори на температурата. Во ладни услови, намалување на стапката на формирање на деривати со високо, средно и основно структура.
Со зголемување на температурата цел брзина на формирање на вакви соединенија се израмнат. Во процесот на халогенацијата има влијание на статички фактор кој укажува на различни веројатноста за судир на радикалната со јаглероден атом.
Процесот халогенацијата со јод не се случува во нормални услови. Неопходно е да се создадат посебни услови. Кога се изложени на метан се случува според халоген појава на водород јодид. Тоа има влијание на метил јодид како резултат издвоите почетна реактантите метан и јод. Таквата реакција се смета да биде реверзибилен.
Wurtz реакција на алкани
Тоа е метод за добивање на заситени јаглеводороди со симетрични структура. Како реактанти се користи натриум метал, алкил бромиди или алкил хлориди. Со нивната интеракција подготвени натриум-халид и зголемување на ланец на јаглеводород кој е збирот на два јаглеводородни радикали. Шематски, синтезата е како што следува: R-Cl + Cl-R + 2Na → R-R + 2NaCl.
Wurtz реакција на алкани е можно само ако халогените во нивните молекули се во основното јаглероден атом. На пример, CH3 -CH2-CH2-Br.
Ако за време на игра на galogenuglevodorododnaya мешавина од две соединенија, во кондензација на три различни синџири формирана производ. Еден пример на оваа реакција може да послужи како натриум алкан интеракција со chloromethanes и hloretanom. На излез е мешавина која содржи бутан, пропан и етан.
Покрај натриум, е можно да се користат и други алкални метали, кои вклучуваат литиум или калиум.
процесот sulfochlorination
Таа, исто така се нарекува реакција Рид. Таа работи на принципот на слободна замена. Овој тип на реакција е типичен за алкани на дејство на мешавина на сулфур диоксид и молекуларна хлор во присуство на ултравиолетово зрачење.
Процесот започнува со започнувањето на механизмот за синџир, назначена со тоа, хлор добиени од два радикали. Еден напад алкан кој дава пораст на алкил честички и молекули на водород хлорид. Со јаглеводороден радикал кој врзани за да формираат сулфур диоксид комплекс честички. За да се стабилизира фаќање се јавува еден атом на хлор од друга молекула. На последниот материјал е алкан сулфонил хлорид, што се користи во синтезата на површински активни соединенија.
Шематски, процесот изгледа вака:
CLCL → hv ∙ ∙ Cl + Cl,
HR + Cl ∙ ∙ → R + HCl,
R ∙ + OSO → ∙ РСО 2,
∙ РСО 2 + ClCl → РСО 2 Cl + ∙ Cl.
Процесите поврзани со нитрација
Алкани реагираат со азотна киселина во раствор 10% и со tetravalent азот оксид во гасовита состојба. Услови за нејзиното појавување е високи вредности на температура (околу 140 ° C) и вредности низок притисок. На произведен nitroalkanes.
Процесот на слободни радикали тип именувана по научник Konovalov, отвори нитрација синтеза: CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O.
Механизмот на расцеп
За типичен алкан дехидрогенација и пукнатини. Метан молекула се подложува на целосна термички распаѓање.
Основниот механизам на горе реакции е расцепувањето на атоми од алкани.
процесот дехидрогенација
Кога се одделуваат на водородни атоми на јаглерод скелетот на парафини, освен метан се добиени незаситен соединенија. Таквите хемиски реакции на тестирана на висока температура (400 до 600 ° C) и под акцелератори акција, како платина, никел, алкани хром оксиди и алуминиум.
Ако учествуваат во реакцијата на етан или пропан молекули, а потоа нејзините производи ќе етен или пропен со една двојна врска.
На дехидрогенација на скелетот на четири или пет-јаглерод добиени диен соединение. Од формирана бутан бутадиен-1,3 и 1,2-бутадиен.
Доколку се присутни во реакција супстанции со 6 или повеќе јаглеродни атоми, е формирана на бензен. Таа има ароматски прстен со три двојни врски.
Процесот поврзани со распаѓање
Под висока температура реакција на алкани може да помине со празнина јаглерод врската и формирање на активни видови на радикални тип. Таквите процеси се наведени како пукнатини или пиролиза.
Греење на реактанти на температура поголема од 500 ° C, резултатите во разградување на молекулите во кои се формираат комплексни мешавини од алкил-тип радикали.
Спроведување под силен греење на пиролиза на алкани со должина a јаглероден ланец должи за да се добие заситени и незаситени соединенија. Тоа се нарекува термички напукнување. Овој процес се користи се до средината на 20 век.
Слабата беше да се добие јаглеводороди со низок октански број (помалку од 65 години), па затоа беше заменет пукање катализатор. Процесот се одвива на температури кои се под 440 ° C, и притисоците на помалку од 15 атмосфери, во присуство на алкани една алуминосиликат ослободување за гас има разгранета структура. Еден пример е пиролиза на метан: 2CH 4 → t ° C 2 H 2 + 3H 2. На формирана ацетилен и молекуларен водород за време на реакцијата.
Молекулата може да биде подложен на метан, конверзија. За оваа реакција бара вода и катализатор на никел. Излез е мешавина на јаглерод моноксид и водород.
оксидација процеси
Хемиски реакции кои се типични алкан поврзани со електрони влијание.
Постои авто-оксидација на парафини. Тоа подразбира слободни радикали механизам на оксидација на заситени јаглеводороди. За време на реакцијата, добиени течна фаза алкан хидропероксид. Првично парафин молекула реагира со кислородот во распределени активни радикали. Следна, алкил честички се поврзува друга молекула O 2, добиени ∙ Roo. Од перокси радикал на масна киселина е контактиран алкан молекула, а потоа ослободен хидропероксид. Еден пример е autooxidation етан:
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + Hoo ∙,
∙ C 5 H 2 + O 2 → ∙ OOC 2 H 5,
∙ OOC 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + ∙ C 2 H 5.
За алкан се карактеризира со реакцијата на согорување кои се главно хемиски својства, во одредување на составот на гориво. Тие се оксидативен во природата со емисија на топлина: 2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 О.
Ако процесот е забележано во мала количина на кислород, на крајот производ може да биде двовалентна јаглерод или јаглерод моноксид, која е утврдена од страна на концентрација од O 2.
Во оксидација на алкани под влијание на каталитички супстанции и загреана на 200 ° C се добиени алкохол молекула, алдехид или карбоксилна киселина.
ПРИМЕР етан:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (етанол),
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (ethanal и вода)
2C 2 H 6 + 3О 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (ethanoic киселина и вода).
Алкани може да се оксидира под дејство на циклични пероксиди покажува вид. Тие вклучуваат диметил dioxirane. Резултатот е оксидација на парафини алкохол молекула.
Претставници парафини не реагираат на KMnO 4 или калиум перманганат, како и бром вода.
изомеризација
На алкани назначен тип на реакција супституција со електрофилна механизам. Ова е познато изомеризација на синџирот на јаглерод. Катализира овој процес на алуминиум хлорид, кој се доведува во реакција со заситен парафин. Еден пример е изомеризација на бутан молекула, што е 2-methylpropane: C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3.
процесот ароматски
Заситените супстанции во која главниот јаглероден ланец содржи шест или повеќе јаглеродни атоми, способен за вршење на dehydrocyclization. За краток молекули кои не се карактеристични за оваа реакција. Резултатот е секогаш шест-член прстен, како циклохексан и нивни деривати.
Во присуство на реакција акцелератори, и додава понатаму дехидрогенација на конверзија во повеќе стабилна бензен прстен. Тоа се случува да се конвертирање на ациклични јаглеводороди ароми или арена. Еден пример е dehydrocyclization на хексан:
H 3 C-CH2-- CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (циклохексан)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (бензен).
Similar articles
Trending Now