Циклоалкани са ... Циклоалкани: препарат, формула, химични и физични свойства

Циклоалкани - това са въглеводороди,

Клас Характеристики

Какви са циклоалканите? Формулата за класа CnH2n показва недостиг на водородни атоми. Тази ситуация предполага два сценария за развитие. Или трябва да има двойна връзка в структурата, или затворена структура в молекулата. Каква структура имат циклоалканите? Тяхната формула съответства на втория случай, т.е. наличието на затворена структура в молекулата. Специфичността на структурата определя специфичните физични и химични свойства на този клас въглеводороди.

Колко различни циклоалкани съответстват на състава на С4Н8а За да намерите отговора на този въпрос, е необходимо да анализирате тези видове изомеризъм, които са характерни за циклоалканите. Два изомера с такъв качествен и количествен състав могат да имат циклична структура: циклобутан, метилциклопропан. Това се нарича изомерия на страничната верига.

Тъй като цикло - тази Interclass изомери на ненаситени олефини могат да считат формули на вещества, които се състои от двойна връзка. В тази форма може да съществуват две структури: бутен-1 и бутен-2. В отговор на въпрос за това как могат да съществуват много различни циклоалкани за предложената формула, е необходимо да се разгледа не само циклоалкани, но и алкени. Само в този случай ще бъде възможно да се представи правилният отговор.

Така че, циклоалкани - това са въглеводороди, които имат най-малко два вида изомеризъм.

Характеристики на номенклатурата

Наименованията на специфичните въглеводороди с цикличен състав са дадени в пълно съответствие с международната номенклатура. Основата използва количеството въглерод в затворената верига. След това вземете предвид наличните в страничната верига атоми. Например, метилциклопропан. Циклоалкани са съединения, в които въглеродните атоми са в sp3 хибридно състояние, подобно ограничаване на въглеводородите. Тази характеристика определя основните методи за получаване и характерните свойства на този клас.

Варианти за приготвяне на циклоалкани

Как може за да получите циклоалкани? Примери за основните реакции показват, че има няколко възможности за тяхното формиране. Например, циклохексан се образува чрез хидрогениране на ароматен бензол. Съединения с три, четири пръстенни въглеродни атома могат да бъдат получени чрез разцепване на халоген digalogenproizvodnyh алкани молекулните. Също така се получават циклоалкани чрез пиролиза на соли на дикарбоксилни органични киселини. Нагряването без наличие на въздух води до образуването на циклопентан и циклохексан.

Химични свойства

Чрез химическите свойства нафтените са подобни на крайните въглеводороди. Те се характеризират с реакции с халогени по тип заместване. В допълнение, представителите на нафтени влизат в химическо взаимодействие с азотна киселина. Циклоалканите са устойчиви на концентрирана сярна киселина. С хлорсулфоровата киселина и олеум реакцията е също така възможна: евентуално се образува серен оксид (4).

Нафтените с 5 и 6 въглеродни атоми в молекулите се считат за химически стабилни съединения. Но когато се излагат на тях с бромид или алуминиев хлорид, те се изомерират, придружени от стесняване или разширяване на първоначалния цикъл.

изомеризация

Например, в процеса на изомеризация, циклохексанът образува метилциклопентан. В маслото са открити различни производни на циклопентан и циклохексан, като останалите нафтени в него практически липсват.

Отличителните характеристики на вторични цикли разгледа възможността за образуване на такава структура, в която някои въглеродни атоми са насочени навън, и в рамките на цикъла. Такива връзки се наричат ​​вътрешна, а тези, които се намират вътре в пръстена, се наричат ​​екстрануларни връзки.

Например, за циклодекан, се предполага, че шест интрануларни и четиринадесет екстранични водородни атома са в най-изгодната конформация. Това предполага неравнопоставеност на групите СН2, което влияе върху увеличаването на свързващата енергия, което допринася за подобряването на химичните свойства на това съединение.

За въглеводороди с 12 или повече въглеродни атома, характеристичната мобилност е характерна. Тъй като връзката С-С е свободна да се върти, съществуването на транс- и цис-форми не се предполага за такива съединения.

Циклоните (нафтените) могат да се съдържат с естествено масло в диапазона от 25 до 75%. Количественото съдържание на тези вещества зависи от претеглянето на фракцията. В маслените фракции, които имат високи температури на кипене, се наблюдава увеличаване на количеството ароматни структури. Особено много нафтени бяха открити в емблемата и масло от Баку.

В количествено съотношение стойностите са до 80%. Открита е зависимостта между видовете масла и разпределението на циклоалкани във фракциите. По-малко термодинамично устойчиви са моноцикличните въглеводороди, които имат дълга странична алкидна верига. Разпределението на CnH2n по тип структура е пряко свързано с температурите, използвани за дестилация на масло.

Например, моноцикличните нафтени не се откриват при температурен диапазон от 300-350 градуса по Целзий и бицикличните съединения изчезват, когато температурата се надвиши с 400 градуса по Целзий.

Характеризиране на циклопропан

C3H6 е най-простият представител на нафтени. Това е газообразно вещество с малка разтворимост във вода. Сред основните химически свойства, характерни за това органично съединение, ние избираме каталитично хидрогениране. Продуктът от това взаимодействие е крайният въглеводороден пропан. Освен това, циклопропан, друга подобна въглеводород, взаимодейства с кислород, за да се образува въглероден двуокис, водна пара, достатъчно количество енергия.

Характеристики на представителите на този клас

Ако сравним температурата на кипене на представители на класа циклоалкани с показатели за алкани с еднакъв брой въглеродни атоми, те ще бъдат малко по-висока. Причината е в цикличната структура на този клас. Плътността на нафтените е по-висока от тази на алканите, но е малко по-ниска от арена.

За да се разбере колко различни циклоалкани съответстват на една формула, е необходимо да се съставят варианти на изомери не само на циклична форма, но и с директен скелет, в който има двойна връзка. Когато в молекулата има заместители под формата на въглеводородни радикали, температурата на топене на циклоалкана намалява.

Ако анализираме физичните и химичните свойства на този клас от въглеводороди, е възможно да се извърши условно разделение вещества на съединения с ниски цикли (три или четири), стандартът (пет, шест, седем), средно (8-12) и големи цикли (от дванадесет въглеродни атома).

Сфери на използване

Нека да поговорим за основното приложение на циклоалкани. Нафтените се използват в медицината. Например циклопропанът е наркотик. Циклопентанът се счита за добър разтворител, той се нуждае от органичен синтез. Циклохексанът е необходим в химическата реакция за синтеза на найлон, капрон (производството на полиамидни влакна), в допълнение, той се нуждае от производство на бензен. Наситените алкани и циклоалкани имат малка реактивност. Този факт може да се обясни с незначителната полярност на връзката С-С. В допълнение, в химическата промишленост се използва значително количество циклоалкани.

заключение

Нафтенови смеси и отделни въглеводороди се използват за производството на смазочни материали. Представителите на този клас въглеводороди могат да подобрят ефективността на дизеловото гориво. Например, добавянето на циклоалкани значително увеличава октановото число, увеличава вискозитета, увеличава топлината на изгаряне на двигателя. Ето защо циклоалканите не са изолирани от рафинирани продукти, но са оставени в бензиновата фракция.

Концентратите на нафтени се използват под формата на органични разтворители. Циклоалкани със средно молекулно тегло са в търсенето в производството синтетични детергенти. Достатъчно количество нафтени също се използва като гориво, тъй като по време на тяхното изгаряне се отделя значително количество топлина.