Циклоалкандар ... Циклоалкандар: препарат, формула, химиялық және физикалық қасиеттері

Циклоалкандар - құрамында жабық құрылымдар бар көмірсутектер . Осы қосылыстардың ерекшеліктерін, олардың ауқымын қарастырайық.

Класс ерекшеліктері

Циклоалкандар дегеніміз не? CnH2n сыныбы үшін формула сутегі атомдарының жетіспеушілігін көрсетеді. Бұл жағдай дамудың екі сценарийін қарастырады. Немесе құрылымда қос байланыс болуы керек, немесе молекула жабық құрылымды қамтиды. Циклоалкандардың құрылымы қандай? Олардың формуласы екінші жағдайға, яғни молекуладағы тұйық құрылымның болуына сәйкес келеді. Бұл көмірсутектер класының нақты физикалық және химиялық қасиеттерін анықтайтын құрылымның ерекшелігі.

C4H8 құрамына қанша түрлі циклоалкандар сәйкес келеді? Бұл сұрақтың жауабын табу үшін циклоалкандарға тән изомерияның түрлерін талдау қажет. Мұндай сапалы және сандық құрамы бар екі изомер циклдық құрылымға ие болуы мүмкін: циклобутан, метилциклопропана. Бұл бүйірлік тізбек изомериясы деп аталады.

Циклоалкандар қанықпаған олефиндердің интерперсонды изомеры болғандықтан, қос байланыстағы заттардың формулаларын қарастыруға болады. Бұл формада екі құрылым бар: буфен-1 және бутен-2. Ұсынылған формулаға қанша түрлі циклоалкандар өмір сүре алатыны туралы сұраққа жауап бергенде, тек циклоалкандарды ғана емес, сонымен қатар алкендерді де ескеру қажет. Тек осы жағдайда дұрыс жауапты ұсынуға болады.

Осылайша, циклоалкандар - изомерияның кем дегенде екі түріне ие көмірсутектер .

Номенклатураның ерекшеліктері

Циклдік композицияның нақты көмірсутектерінің атаулары халықаралық номенклатураға толық сәйкес келеді. Негізі тұйықталған көміртегі мөлшерін пайдаланады. Әрі қарай, бүйірлік тізбекте қол жетімді атомдарды ескеріңіз. Мысалы, метилциклопропан. Циклоалкандар көміртек атомдары шектік көмірсутектерге ұқсайтын sp3 гибридтік күйінде болатын қосылыстар болып табылады . Бұл функция осы класс алудың негізгі сипаттамаларын және тән қасиеттерін анықтайды.

Циклоалкандарды дайындау нұсқалары

Циклоалкандарды қалай алуға болады? Негізгі реакциялардың мысалдары олардың пайда болуының бірнеше нұсқалары бар екенін көрсетеді. Мысалы, циклогексан хош иісті бензолды гидрирлеу арқылы қалыптасады. Сақинадағы үш, төрт көміртегі атомы бар қосылыстар галогендердің дихалогенденген алкандардың молекулаларынан бөлінуі арқылы алынуы мүмкін. Сондай-ақ, циклоалкандар дикарбондық органикалық қышқылдардың тұздарының пиролизі арқылы алынады . Атмосфераның жоқтығы циклопентан және циклогексанның пайда болуына әкеледі.

Химиялық қасиеттері

Химиялық қасиеттері бойынша, нафтендер соңғы көмірсутектерге ұқсайды. Олар алмастыру арқылы галогендермен реакциялармен сипатталады. Сонымен қатар, нафтендердің өкілдері азот қышқылымен химиялық әсер етеді. Циклоалкандар концентрацияланған күкірт қышқылына төзімді. Хлорсульфир қышқылымен және олеумен бірге реакция мүмкін: нәтижесінде күкірт оксиді пайда болады (4).

5 және 6 көміртегі атомдарының молекулалары бар нефтенттер химиялық тұрақты қосылыстар болып саналады. Бірақ оларға бромидпен немесе алюминий хлоридімен әсер еткенде олардың изомеризациясы бастапқы циклдың тарылуымен немесе кеңеюімен бірге жүреді.

Изомерлеу

Мысалы, изомерлеу процесінде циклогексан метилциклопентан болып табылады. Мұнайда циклопентан мен циклогексанның әртүрлі туындылары табылды, онда қалған нефтендердің қалғаны іс жүзінде жоқ.

Орташа циклдердің ерекшеліктері - кейбір көміртегі атомдары сыртқа емес, цикл ішінде болатын конформацияларды қалыптастыру мүмкіндігі. Мұндай қосылыстар ішек деп аталады, ал сақинаның ішінде экстранулярлық қосылыстар деп аталады.

Мысалы, циклодчан үшін ең қолайлы конформацияда алты ішкі және он төрт экстранулы сутегі атомы қабылданады. Бұл байланыстырушы энергияның өсуін көрсететін CH2 топтарының теңсіздігін білдіреді, бұл қосылыстың химиялық қасиеттерінің жақсаруына ықпал етеді.

12 немесе одан да көп көміртегі атомдары бар көмірсутектер үшін конструктивті қозғалыс тән. CC розеткасы арқылы еркін айналу мүмкін болғандықтан, мұндай қосылыстар үшін трансцислы және цис формалары жоқ.

Циклондар (нафтендер) табиғи маймен 25-тен 75 пайызға дейін болуы мүмкін. Олардың сандық мазмұны фракцияның салмағына байланысты. Жоғары қайнау нүктелері бар май фракцияларында ароматты құрылымдардың саны артады. Әсіресе, набтенің көпшілігі эмменде және Баку мұнайында табылған.

Сандық коэффициент бойынша бұл көрсеткіш 80 пайызға дейін жетеді. Мұнай түрлері мен циклоалкандардың фракцияларға бөлінуінен тәуелділігі анықталды. Аз термодинамикалық төзімді болып табылады, ұзын жағы алкилдік тізбегі бар моноциклді көмірсутектер. CnH2n құрылымының түрі бойынша бөлінуі мұнайды айдау кезінде қолданылатын температураларға тікелей байланысты .

Мысалы, моноцикличные нафтены 300-350 градус Цельсий температура диапазонында анықталмайды, ал температура 400 градус Цельсийден асқан кезде, велосипедтік қоспалар жоғалады.

Циклопропанды сипаттау

C3H6 - нафтендердің ең қарапайым өкілі. Бұл суда аз ерігіштігі бар газ тәрізді зат. Осы органикалық қосылыстың негізгі химиялық қасиеттерінің арасында біз каталитикалық гидрогенизацияны таңдаймыз. Бұл өзара әрекеттесу өнімі түпкілікті көмірсутекті пропан болып табылады. Сонымен қатар, циклопропана, басқа көмірсутектер сияқты, ауа оттегімен әрекет етеді, көмірқышқыл газын, су буын, жеткілікті энергияны қалыптастырады.

Бұл класс өкілдерінің ерекшеліктері

Циклоалкан класының өкілдерінің қайнау нүктелерін көміртегі атомдарының ұқсас санына ие алкандармен салыстыратын болсақ, олар әлдеқайда жоғары болады. Себебі бұл сыныптың циклдік құрылымында жатыр. Нефтендердің тығыздығы алкандарға қарағанда әлдеқайда жоғары, бірақ ареналардан сәл төмен.

Әр түрлі циклоалкандардың бір формулаға қаншалықты сәйкес келетінін түсіну үшін изомерлердің тек циклдік формамен ғана емес, сонымен қатар екі жақты байланыстың тікелей онтогенезі бар нұсқаларын жасау керек. Көмірсутекті радикалдар түрінде молекулада орынбасарлар болған кезде циклоалканың балқу температурасы төмендейді.

Егер көмірсутектердің осы класының физикалық және химиялық қасиеттерін талдайтын болсақ, біз шағын циклдар (үш-төрт), стандартты (бес, алты, жеті), орта (сегізден он екіге дейін), сонымен бірге үлкен циклдармен Он екі көмір).

Пайдалану салалары

Циклоалкандардың негізгі қолданысы туралы әңгімелеп берейік. Нефтенттер медицинада қолданылады. Мысалы, циклопропана есірткі болып табылады. Циклопентан жақсы еріткіш болып саналады, ол органикалық синтезге сұранысқа ие. Цикллогексан нейлон, капрон (полиамидті талшықтар өндірісі) синтезі үшін химиялық реакцияда қажет, сонымен қатар бензолды өндіруге сұранысқа ие. Қаныққан алкандар мен циклоалкандар аз реактивтілігіне ие. Бұл факт C-C облигациясының шамалы полюстерімен түсіндіріледі. Сонымен қатар химия өнеркәсібінде циклоалкандардың саны айтарлықтай қолданылады.

Қорытынды

Жанар-жағармай материалдарын өндіру үшін нефтентті қоспалар мен жеке көмірсутектер пайдаланылады. Көмірсутектердің осы сыныбының өкілдері дизель отынын өнімділігін арттыра алады. Мысалы, циклоалкандардың қосылуы октан санын айтарлықтай арттырады, тұтқырлықты арттырады, қозғалтқыштың жануын арттырады. Сондықтан циклоалкандар тазартылған өнімдерден оқшауланбайды, бірақ бензин фракциясында қалды.

Нефтен концентраттары органикалық еріткіштер түрінде қолданылады. Орташа молекулалық салмағы бар циклоалкандар синтетикалық жуғыш заттарды өндіруде талап етіледі . Нефтендердің жеткілікті саны отын ретінде де пайдаланылады, өйткені олардың жануы барысында айтарлықтай мөлшерде жылу бөлінеді.