Қалыптастыру, Орта білім және мектеп
Алкандардың тән реакциялары қандай
химиялық қосылыстардың Әр сынып өз электрондық құрылымына байланысты қасиеттері болады. алқандар типтік реакция ауыстыру, бөлшектемей немесе молекулалық тотығу үшін. Барлық химиялық процестер одан әрі талқыланатын болады өз Атап ағынын, бар.
алқандар қандай
Бұл парафин ретінде белгілі көмірсутекті қосылыстар, қаныққан. Бұл молекулалар тек көміртегі мен сутегі атомдары тұрады, тек бір құрама онда сызықтық немесе тармақталған ациклдық тізбек болып табылады. класс ерекшеліктерін ескере отырып, сіз алкандар қандай реакция тән есептеуге болады. Олар бүкіл сынып үшін формуланы бағынуға: H 2n + 2 C N.
химиялық құрылымы
Парафин молекуласы SP 3 гибридизация экспонаттау көміртек атомдары кіреді. Олар барлық төрт валенттік орбитальдар кеңістікте бірдей пішіні, энергия мен бағытын бар. 109 ° және 28 энергетикалық деңгейлері арасындағы бұрыштың өлшемі.
молекулалардың бір облигациялар болуы реакциялар алкандар тән қандай анықтайды. Олар σ-қосылыс бар. көмірсулардың арасындағы байланыс, ол сәл ұзағырақ C-H қарағанда, неполярной және нашар поляризуемостью болып табылады. Сондай-ақ, көміртек атомы үшін ауысымда электрондық тығыздығы ең электроотрицательных болып табылады. Алынған қосылу C-H төмен өрістеріне сипатталады.
алмастыру реакция
Заттар класс парафин төмен химиялық белсенділігі бар. Бұл С-С және себебі емес Полярлық бұзуға қиын C-H, арасындағы облигациялар күші түсіндіруге болады. оларды жою негізі еркін радикалдар түрі тартылған, онда homolytic механизмі болып табылады. алқандар сипатталады, сол себепті реакция ауыстыру. Мұндай заттар заряд тасымалдаушылардың су молекулаларының немесе иондары өзара әрекеттесу мүмкіндігі бар.
Олар сутегі атомдары галогендік элементтердің немесе басқа да белсенді тобы ауыстырылады онда еркін радикалдар алмастыру орынды иеледі. Бұл реакциялар галогенирование, sulfochlorination және нитрование байланысты процестер жатады. Бұл алкан туынды дайындау әкеледі.
- Процесс еркін радикалдар қалыптасады онда ядролық қозғау немесе тізбегі басталады. катализаторлар ультракүлгін жарық пен жылу көзі болып табылады.
- Содан кейін қатарынан белсенді бөлшектер енжар молекулалар өзара іс-қимылды жүзеге асырылатын онда тізбегін дамиды. тиісінше, молекулалардың және радикалдардың олардың айырбастау болып табылады.
- соңғы қадам тізбек бұзған. Онда белсенді бөлшектердің рекомбинация немесе жоғалуы. Осылайша тізбекті реакция дамыту тоқтатылады.
галогенирование процесі
Ол түбегейлі түрдегі механизмі негізделген. Алкан галогенирование реакция галогендер мен көмірсутектер қоспасы ультракүлгін жарықпен және жылумен сәулелендіру арқылы орын алады.
процесінің барлық кезеңдерінде Markovnikov мәлімдеді әдетте жатады. Ол галоген, әсіресе арқылы ауыстыруға өтеді деп мәлімдейді сутегі, гидрирленген көміртегі тиесілі. Галогенирование мынадай ретпен орын алады: Бастапқы бастап үшіншілік көміртек атомға.
процесі ұзақ негізгі көмірсутекті тізбек алкан молекулалардың жақсы орын алады. Бұл осы бағытта энергиясын иондаушы төмендету, зат оңай сынықтары электрон байланысты.
Мысал метан молекулалардың хлорлау болып табылады. ультракүлгін сәулелеу алқа шабуыл жүзеге асыруға бөлшектемей хлор түбегейлі түрлерін туғызады. Бөлу орын және атом сутегі Н 3 С · немесе метил радикал қалыптастыру. Мұндай бөлшектер, өз кезегінде, жаңа химиялық заттар, оның құрылымы мен қалыптасу бұзылуына жетекші, молекулалық хлор шабуыл.
Әрбір кезеңде алмастыру процесі тек бір сутегі атомы жүзеге асырылады. алканов галогенирование реакция hlormetanovoy, дихлорметан, және trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy молекуласының біртіндеп қалыптасуына әкеледі.
төмендегідей сызба процесс:
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.
басқа алкандармен мұндай процесін өткізу метан молекулалардың хлорлау айырмашылығы сутегі ауыстыру бір көміртегі атомы емес, ал бірнеше қаласында бар заттарды алу сипатталады. температура көрсеткіштерін байланысты олардың сандық қатынасы. суық жағдайында, жоғары мамандандырылған орта және бастапқы құрылымына туынды қалыптастыру ставкасының төмендеуі.
Мұндай қосылыстар қалыптастыру арттыру температура мақсатты жылдамдығы теңестірді отырып. галогенирование процесінде көміртегі атомы бар радикалды Соқтығысу түрлі ықтималдығын көрсетеді статикалық фактор әсері бар.
йод бар процесі галогенирование қалыпты жағдайларында орын жоқ. Ол арнайы жағдай жасау қажет. метан ұшыраған кезде галоген пайда сутегі йодид сәйкес жүреді. Ол бастапқы реагенттер метан және йод ерекшелену нәтижесінде метилиодида әсер етеді. Мұндай реакция қайтымды болып саналады.
алканов Wurtz реакция
Ол қаныққан симметриялы құрылымы бар көмірсутектер алу тәсілі болып табылады. реагенттер натрий металл, алкил үйрек немесе алкил хлоридтер пайдаланылады ретінде. олардың өзара натрий галогенидов және екі көмірсутек радикалдар сомасы болып табылады өсті көмірсутек тізбегі дайындады. төмендегідей сызба синтезі болып табылады: R-Cl + Cl-R + 2Na → R-R + 2NaCl.
олардың молекулалардың галогендер бастапқы көміртек атомы бар, егер алканов Wurtz реакция ғана мүмкін. Мысалы, CH 3 -CH 2 -CH 2 Br.
екі қосылыстардың galogenuglevodorododnaya қоспасын ойнату кезінде, онда өнімді құрылған үш түрлі тізбектерінің конденсациясы. Осы реакция мысал chloromethanes және hloretanom натрий алкан өзара іс-қимыл ретінде қызмет ете алады. шығыс бутан, пропан және этан қоспасы қамтитын болып табылады.
натрий Сонымен қатар, литий немесе калий жатады басқа сілтілік металдар, пайдалануға болады.
процесс sulfochlorination
Ол сондай-ақ Рид реакция деп аталады. Ол тегін ауыстыру принципі бойынша жұмыс істейді. реакция бұл түрі ультракүлгін сәуле қатысуымен күкірт диоксиді және молекулалық хлор қоспасы әрекетке алкандар тән.
процесс хлор екі радикалдардан алынған, онда тізбек тетігін, қозғау басталады. хлорлы сутегі алкил бөлшектер мен молекулалар туындатады бір шабуыл алкан. күкірт диоксиді күрделі бөлшектер қалыптастыру қоса тіркелген көмірсутек радикал арқылы. басып тұрақтандыру үшін басқа молекуласының бір хлор атомы орын алады. соңғы материалдық ол беттік-белсенді қосылыстар синтездеу кезінде қолданылады, алқа хлорлы сульфонил болып табылады.
, Сызба, процесс осы сияқты көрінеді:
CLCL → HV ∙ Cl + ∙ Cl,
HR + ∙ Cl → R ∙ + HCl,
R ∙ + OSO → ∙ RSO 2,
∙ RSO 2 + ClCl → RSO 2 Cl + ∙ Cl.
нитрование байланысты процестер
Алкандардың ерітіндідегі азот қышқылы 10% және газ тәріздес күйдегі tetravalent азот оксиді әрекеттеседі. оның пайда болу шарттары температурасы жоғары құндылықтар (шамамен 140 ° C) және төмен қысымды құндылықтар болып табылады. шығуда nitroalkanes өндірді.
ғалым Коновалов атындағы еркін радикал типті процесі, нитрлену синтезін ашылды: CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O.
бөлшектемей механизмі
типтік алкан дегидрациялау және крекинг. Метан молекуласы толық Ыдырау ұшырайды.
Жоғарыда реакциялардың негізгі тетігі алқа атомдар бөлшектемей болып табылады.
сутексіздендіру процесі
парафинді көміртек қаңқасының бойынша сутегі атомы бөліп кезде, метан қоспағанда қанықпаған қосылыстар алынды. Алкандардың Мұндай химиялық реакциялар жоғары температурада (400 ° 600 С) және платина, никель, сондай-ақ іс-қимыл үдеткіші және астында сынақтан хром оксидтермен және алюминий.
этан немесе пропан молекулалардың реакция қатысу болса, онда оның өнімдері бір қос байланысы бар пропилен немесе этилен болады.
төрт немесе бес-көміртек онтогенезі сутексіздендіру диен қосылыс алынған. қалыптасқан бутан-1,3 бутадиен және 1,2-бутадиен бастап.
6 немесе одан да көп, көміртек атомдары бар реакция заттар осы болса, бензол түзіледі. Ол үш қос облигациялар бар хош иісті сақина бар.
ыдырау байланысты процесс
Алкандардың жоғары температуралық реакция астында түбегейлі түрдегі белсенді түрлерінің алшақтық көміртек облигациялар және қалыптастыру өтуге болады. Мұндай процестер крекингтің немесе пиролиз деп аталады.
500 ° С жоғары температураға дейін реагенттер Жылыту, алкил-түрі радикалдардың күрделі қоспалары, онда қалыптасқан молекулалардың ыдырауы әкеледі.
қаныққан және қанықпаған қосылыстар алу салдарынан көміртек тізбегінің ұзындығы алкандар пиролизі күшті қыздыру бойынша жүргізу. Ол жылу крекинг деп аталады. Бұл процесс ортасына 20 ғасырға дейін қолданылады.
кемшілігі төмен октандық саны (65-ден кем) бар көмірсутектер алу болды, сондықтан ол ауыстырылды катализатор крекинг. процесс тармақталған құрылымы бар алюмосиликатты үдеткіш босату алкандар қатысуымен, 440 ° С төмен температурада, және кемінде 15 атмосферадан қысымда орын алады. 2CH 4 → Т ° C 2 H 2 + 3H 2: мысал метанның пиролиз болып табылады. реакция кезінде пайда ацетилен және молекулалық сутегі.
молекуласы метан конверсиялау ұшырауы мүмкін. Бұл реакция су және никель катализатор талап етеді. шығыс көміртегі тотығы және сутегі қоспасы болып табылады.
тотығу процестеріне
электрондардың әсер байланысты типтік алкан химиялық реакциялар.
парафинді авто-тотығу бар. Ол қаныққан көмірсутектердің тотығу еркін радикалды механизм қамтиды. реакция барысында, сұйық фазасы алкан гидроперекисей алынған. Бастапқыда парафин молекуласы бөлінген белсенді радикалдардың оттегімен әрекеттеседі. Келесі, алкил бөлшектердің ∙ РҚБ алынған басқа молекуласы 2 O, өзара іс-қимыл. май қышқылы Пероксидное түбегейлі бері алкан молекуласы байланысқа, содан кейін гидроперекиси босатылады. Мысал этан autooxidation болып табылады:
C 2 H 6 + O 2 → С 2 H 5 + HOO ∙ ∙
∙ ТМК → ∙ С 5 Н 2 + O 2 2 H 5,
∙ ТМК 2 H 5 + C 2 H 6 → НООС 2 H 5 + ∙ C 2 H 5.
алқа үшін отын құрамын анықтау, негізінен химиялық қасиеттері болып табылады жану реакция сипатталады. 4CO 2 + 6H 2 O. → 2C 2 H 6 + 7O 2: Олар жылу сәулелену сипаты тотығу болып табылады
технологиялық оттегі аз мөлшерде байқалады, онда түпкі өнім O 2 концентрациясы анықталады аморфной көміртек немесе көміртек тотығы, болуы мүмкін.
200 ° С каталитикалық заттар мен қыздырылған әсерінен алкандар тотығу спирт молекуласы, альдегид немесе карбон қышқылы алынды.
МЫСАЛ этан:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (этанол),
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (ethanal және су)
2C 2 H 6 + 3о 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (ethanoic қышқылы мен су).
Алкандардың trinomial циклдік асқын әсерінен тотығады болады. Бұл диметил dioxirane қамтиды. нәтижесі парафин алкоголь молекуласының тотығу болып табылады.
Өкілдері парафин KMnO 4 немесе калий перманганаты жауап, сондай-ақ емес, бром суын.
изомерлеу
Алкандардың туралы электрофильным тетігі бар алмастыру түрі реакция сипатталады. Бұл көміртек тізбегінің аталады изомерлеу болып табылады. Бұл процесс қаныққан парафин өзара ұшырамаған алюминий хлориді, катализдейді. C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3: мысал 2-methylpropane болып бутан молекуласының изомерлеу, болып табылады.
процесс дәмдік
dehydrocyclization жүргізуге қабілетті негізгі көміртек тізбегінің алты немесе одан көп көміртек атомдары бар қаныққан заттар. Қысқа молекулалар үшін бұл реакция тән емес болып табылады. нәтижесі әрқашан циклогексан және оның туынды ретінде алты мүшелі сақина болып табылады.
реакция үдеткіші қатысуымен, және неғұрлым тұрақты Бензол сақинасының түрлендіру одан әрі дегидрирования өтеді. Ол хош иісті көмірсутектер немесе аренада ациклдық көмiрсутектердiң түрлендіру жүреді. Мысал гексан dehydrocyclization болып табылады:
H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → С 6 H 12 (циклогексан)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (бензол).
Similar articles
Trending Now