Физические и химические свойства предельных углеодородов (алканов)

Начать. Это бесплатно
или регистрация c помощью Вашего email-адреса
Физические и химические свойства предельных углеодородов (алканов) создатель Mind Map: Физические и химические свойства предельных углеодородов (алканов)

1. Алканы - углеводороды в молекулах которых все атомы углерода связаны одинарными связями и имеют общую формулу: CnH2n+2

2. Гомологический ряд метана СН4 метан С2H6 этан C3H8 пропан C4H10 бутан C5H12 пентан C6H14 гексан C7H16 гептан C8H18 октан C9H20 нонан C10H22 декан

3. Гомологи - это вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп СH2.

4. Строение алканов. Атом углерода во всех органических веществах находится в "возбуждённом" состоянии, имеет на внешнем уровне четыре неспаренных электрона. Каждое электронное облако обладает запасом энергии: s- облако имеет меньший запас энергии, чем р-облако, в атоме углерода они находятся в разных энергетических состояниях. Поэтому при образовании химической связи происходит гибридизация, т. е. выравнивание электронных облаков по запасу энергии. Это отображается на форме и направленности облаков, происходит перестройка (пространственная) электронных облаков. В результате sp3 - гибридизации все четыре валентных электронных облака гибридизованы: валентный угол между этими осями гибридизованных облаков 109° 28', поэтому молекулы имеют пространственную тетраэдрическую форму, форма углеродных цепей зигзагообразна; атомы углерода не находятся на одной прямой, т. к. при вращении атомов валентные углы остаются прежними. Все органические вещества построены в основном за счёт ковалентных связей. Углерод - углеродные и углерод - водородные связи относятся к сигма - связям - это связь, образующаяся при перекрывании атомных орбиталей по линии, проходящей через ядра атомов. Возможно вращение вокруг сигма - связей, поскольку эта связь имеет осевую симметрию.

5. Физические свойства. СН4:C4Н10 - газы T кипения: -161,6:-0,5 °C T плавления: -182,5:-138,3 °C С5Н12:C15Н32 - жидкости T кипения: 36,1:270,5 °C T плавления: -129,8:10 °C С16Н34:и далее- твёрдые вещества T кипения: 287,5 °C T плавления: 20 °C С увеличением относительных молекулярных масс предельных углеводородов закономерно повышаются их температуры кипения и плавления.

6. Получение. В промышленности 1) крекинг нефтепродуктов: C16H34 -> C8H18 + C8H16 2) В лаборатории: а) Гидролиз карбидов: Al4C3 +12 H2O = 3 CH4 + 4 Al(OH)3 б) Реакция Вюрца: C2H5Cl + 2Na -> C4H10 + 2NaCl в) Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых солей: СН3СООNa + 2NaОН -> СН4 + Nа2СО3 Слайд № 15 Химические свойства Для алканов характерны следующие типы химических реакций: Замещение атомов водорода; Дегидрирование; Крекинг; Окисление. 1) Замещение атомов водорода: А) Реакция галогенирования: CH4 +Cl2 -> CH3Cl + HCl Б) Реакция нитрования (Коновалова): CH4 + HNO3 -> CH3-NO2 + H2O + Q В) Реакция сульфирования: CH4 + H2SO4 -> CH3-SO3 H + H2O + Q 2) Реакция изомеризации: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 -> СН3-СН-СН2-СН3 СН3 3) Реакция с водяным паром: CH4 + H2O = CO + 3H2 4) Реакция дегидрирования: 2СН4 -> НС=СН + 3Н2 + Q 5) Реакция окисления: CH4 + O2 -> Н2C=О + H2O 6) Горение метана: CH4 + 2O2 > CO2 + 2H2O + Q

7. Применение. (Возможно, заранее подготовленные выступления учащихся.) Широко используются в качестве топлива, в том числе для двигателей внутреннего сгорания, а также при производстве сажи (1 - картриджи; 2 - резина; 3 - типографическая краска), при получение органических веществ (4 - растворителей; 5 - хладогентов, используемых в холодильных установках; 6 - метанол; 7 - ацетилен)