Химични свойства на алкани

Метанът и хомолозите му се наричат ​​наситени (наситени) парафинови въглеводороди или алкани. Последните име органични вещества (имат обща химична формула СпН2п + 2, което отразява наситеността на молекулите, атомите, които са свързани чрез ковалентни връзки прости въглерод-водород или въглерод-въглерод) се определят в съответствие с Международната номенклатура на химични съединения. Те имат два основни източника: суров петрол и природен газ. Свойствата на алканите в серия хомология с увеличаването на молекулата броят на въглеродните атоми естествено се променя.

Първите четирима представители на хомоложната серия имат исторически образувани имена. Въглеводородите зад тях са обозначени с гръцки цифри с крайния -ан. Относително молекулно тегло Всеки следващ въглеводород се различава от предходния с 14 amu. Физични свойства алкани, като точка на топене (точка на кипене) и точка на кипене (кондензация), плътност и индекс на пречупване, растат с нарастващо молекулно тегло. От метан до бутан са газовете, от пентан до пентадекан-течност, след това следвайте твърди вещества. Всички парафини са по-леки от водата и не се разтварят в нея. Алканите включват:

• CH4 е метан;
• C2H6 - етан;
• C3H8 - пропан;
• С4Н10 е бутан;
• C5H12 - пентан;
• С6Н14 - хексан;
• C7H16 - хептан;
• C8H18 - октан;
• C9H20 - нонан;
• C10H22-декан;
• C11H24 - ундекан;
• C12H26 - декан;
• C13H28 - тридекан;
• C14H30 - терадекан;
• C15H32 - пентадекан;
• C16H34 - хексадекан;
• C17H36 - хептадекан;
• C18H38 - октадекан;
• C19H40 - nonadecan;
• C20H42 - eikozan и така нататък.

Химичните свойства на алканите се характеризират с ниска активност. Това се обяснява с относителната сила на неполярните С-С и нискополярните С-Н връзки, както и с насищане на молекулите. Всички атоми са свързани чрез единични сигма - връзки, които са трудни за унищожаване поради ниската си поляризация. Разрушаването им може да се осъществи само при определени условия, с образуването на радикали, които носят имената на съответните парафинови съединения с подмяната на края. Например, пропан-пропил (С3Н7-), етан-етил (С2Н5-), метан-метил (СНЗ) и така нататък.

Химичните свойства на алканите показват инертността на тези съединения. Те не са способни да обединяват реакции. За тях са характерни реакциите на заместване. Окисляването (изгарянето) на парафиновите въглеводороди се извършва само при повишена температура. Те могат да бъдат окислени до алкохоли, алдехиди и киселини. В резултат на регистрацията (процеса на термично разлагане на въглеводороди) на по-високи алкани при температура от 450 до 550 ° С, могат да се образуват наситени въглеводороди с по-ниска молекулна маса. При повишаване на температурата топлинното разграждане се нарича пиролиза.

Химичните свойства на алканите зависят не само от броя на въглеродните атоми в молекулата, но и от структурата. Всички нормални парафини могат да бъдат разделени (един С атом може да бъде свързан с не повече от два въглеродни атома) и изо-структура (С атом може да бъде свързан към четири въглеродни атоми, през тази молекула има пространствена структура). Например, пентан, 2,2-диметилпропан имат същото молекулно тегло и химична формула C5H12, но химичните и физичните свойства те се различават: точка на топене 129,7 ° С минус и минус 16,6 ° С, 36,1 ° С кипене и 9,5 ° С, съответно. Изомерите лесно влизат химични реакции, от въглеводороди с нормална структура със същия брой С атоми.

Характерните химични свойства на алканите са реакции на заместване, които включват халогениране или сулфониране. Реакцията на хлор с парафин с радикал механизъм под влиянието на топлина или светлина, генерирана хлориран метан: хлорометан CH3Cl, дихлорометан CH2CI2, CHCl3 трихлорметан и тетрахлорметан CCl4. При сулфонирането на алкани под ултравиолетова светлина се получават сулфонил хлориди: R-H + S02 + Cl2-R-S02-Cl + HCI. Тези вещества се използват при производството на повърхностноактивни вещества.