Molekularna i strukturna formula metana

Molekularna, strukturna i elektronska formulaMetan se sastavlja na temelju Butlerovove teorije strukture organskih tvari. Prije nastavka pisanja takvih formula počinjemo s kratkim opisom ovog ugljikovodika.

Značajke metana

Ova tvar je eksplozivna, to je još uvijekpod nazivom "močvarna" plin. Svima je poznat specifičan miris ovog krajnjeg ugljikovodika. U procesu izgaranja iz njega ne ostaju kemijske komponente koje negativno utječu na ljudsko tijelo. To je metan koji je aktivan sudionik u formiranju staklenika efekt.

Fizička svojstva

Prvi predstavnik homologne serije alkanaotkrili su znanstvenici u atmosferi Titana i Marsa. S obzirom na činjenicu da je metan povezan s postojanjem živih organizama, pojavila se hipoteza o postojanju života na tim planetima. Na Saturnu, Jupiteru, Neptunu, Uranu, metan se pojavio kao produkt kemijske prerade tvari anorganskog podrijetla. Na površini naše planete njezin je sadržaj neznatan.

Opće značajke

Metan nema boju, to je lakši od zraka gotovo udva puta, slabo topiv u vodi. U sastavu prirodnog plina, njezina količina doseže 98 posto. Plin koji prolazi ulje sadrži 30 do 90 posto metana. U većoj mjeri, metan je biološkog podrijetla.

Ungulate herbivores i krave emitiraju naobrada u želucu bakterija prilično značajna količina metana. Među važnim izvorima homologne serije alkana razlikujemo močvare, termite, filtriranje prirodnog plina i proces biljne fotosinteze. Ako se na planetu pronađe trag metana, možemo govoriti o postojanju biološkog života na njemu.

Metode dobivanja

Detaljna strukturna formula metana jepotvrda činjenice da je u svojoj molekuli samo zasićene pojedinačne veze nastale hibridnim oblacima. Među laboratorijskim mogućnostima za proizvodnju ovog ugljikovodika zapažamo fuziju natrijevog acetata s čvrstu alkaliju, kao i interakciju aluminijskog karbida s vodom.

Metan gori s plavkastim plamenom,To je oko 39 MJ po kubičnom metru. Eksplozivne mješavine koje ova tvar stvara s zrakom. Najopasniji je metan, koji se oslobađa tijekom podzemnog rudarstva mineralnih naslaga u rudnicima. Postoji visoki rizik od eksplozije metana u postrojenjima za obogaćivanje ugljena i briketa, kao iu sortiranju objekata.

Fiziološko djelovanje

Ako je postotak metana u zrakuje od 5 do 16 posto, s ulazom kisika, metan može zapaliti. U slučaju značajnog povećanja mješavine određene kemikalije, povećava se vjerojatnost eksplozije.

Ako je u zraku koncentracija ovog alkana 43 posto, to je uzrok gušenja.

Tijekom eksplozije brzina propagacije je od 500 do 700 metara u sekundi. Nakon što metan kontaktira izvor topline, proces zapaljenja alkana nastaje uz odgodu.

Na toj je imovini temeljena proizvodnja eksplozivne električne opreme i sigurnosnih eksplozivnih komponenti.

Budući da je to metan koji je najviše termičkistabilan zasićeni ugljikovodik, ima široku primjenu u obliku industrijskog i kućnog goriva, a također se koristi kao vrijedna sirovina za kemijsku sintezu. Strukturna formula trietil-metana karakterizira strukturne značajke predstavnika ove klase ugljikovodika.

U procesu kemijske interakcije sklor pod utjecajem ultraljubičastog zračenja može formirati nekoliko proizvoda reakcije. Ovisno o količini početnog materijala, klorometan, kloroform, ugljik tetraklorid može se dobiti tijekom zamjene.

U slučaju nepotpunog izgaranja metana nastaje čađa. U slučaju katalitičke oksidacije nastaje formaldehid. Krajnji produkt interakcije sa sumporom je ugljični disulfid.

Značajke strukture metana

Koja je njegova strukturna formula? Metan se odnosi na granične ugljikovodike koji imaju opću formulu C_nH_{2n + 2}, Razmotrite značajke formiranja molekule kako biste objasnili kako se oblikuje strukturna formula.

Metan se sastoji od jednog atoma ugljika i četiri vodikova atoma povezana zajedno s kovalentnom polarnom kemijskom vezom. Objasnite nam na temelju strukture strukturnih formula ugljikovog atoma.

Vrsta hibridizacije

Prostornu strukturu metana karakterizirastruktura tetraedara. Budući da na vanjskoj razini ugljika postoje četiri valentna elektrona, kada se atom zagrijava, elektron prolazi od drugog s-orbita do p. Kao rezultat toga, na posljednjoj razini energije, ugljik ima četiri nespareni ("slobodni") elektroni. Kompletna strukturna formula metana temelji se na stvaranju četiri hibridna oblaka koji su orijentirani u prostoru pod kutom od 109 stupnjeva 28 minuta, tvoreći strukturu tetraedrona. Tada se javljaju preklapajući vrhovi hibridnih oblaka s ne-hibridnim oblakima vodikovih atoma.

Kompletna i skraćena strukturna formula metana uu potpunosti odgovara Butlerovoj teoriji. Između ugljika i vodika nastaje jednostavna (jedna) veza, pa kemijske reakcije nisu karakterizirane dodatnim reakcijama.

Ispod je konačna strukturna formula. Metan je prvi predstavnik zasićene ugljikovodične klase, ima tipična svojstva krajnjeg alkana. Strukturna i elektronska formula metana potvrđuje vrstu hibridizacije ugljikovog atoma u određenoj organskoj tvari.

Od tečaja kemije

Ova klasa ugljikovodika, predstavnikakoji je "močvarni plin", proučava se u 10. razredu srednje škole. Na primjer, djeci se nudi zadatak sljedećeg znaka: "Napišite strukturne formule metana". Potrebno je shvatiti da za tu tvar, prema Butlerovoj teoriji, može se napisati samo proširena strukturna konfiguracija.

Njegova smanjena formula podudara se smolekularno, treba napisati u obliku CH4. Prema novim saveznim obrazovnim standardima koji se nameću u vezi s reorganizacijom ruskog obrazovanja u osnovnim kemije naravno svim pitanjima koja se odnose na obilježja klasa organskih tvari, razumjeti nadzor.

Industrijska sinteza

Na temelju metana, industrijskogmetode takve važne kemijske komponente kao acetilen. Osnova toplinskog i električnog pucanja je upravo njegova strukturna formula. Metan formira hidrocijanu kiselinu tijekom katalitičke oksidacije s amonijakom.

Nanesite ovu organsku tvar zaproizvodnja sinteznog plina. Kod interakcije s vodenom parom proizvodi se smjesa ugljičnog monoksida i vodika, koja je sirovina za proizvodnju graničnih monohidričnih alkohola, karbonilnih spojeva.

Od posebne je važnosti interakcija s dušičnom kiselinom, što rezultira nitrometanom.

Primjena u obliku goriva za motorna vozila

U vezi s nedostatkom prirodnih izvoraugljikovodika, kao i siromaštvo sirovine, pitanje vezano uz potragu za novim (alternativnim) izvorima za proizvodnju goriva postaje osobito aktualno. Jedna takva mogućnost je biodizel, koji uključuje metan.

S obzirom na razlike u gustoći između benzinagoriva i prvi predstavnik alkanske klase, postoje određene značajke njegove primjene kao izvor energije za automobile. Kako bi se izbjegla potreba za transportom ogromnih količina metana, gustoća se povećava kompresijom (pri tlaku od 250 atm.). Držite metan u tekućem stanju u cilindrima instaliranima u automobilima.

Učinci na atmosferu

Već smo govorili o činjenici da metan činiutjecaj na efekt staklenika. Ako je stupanj djelovanja ugljikovog monoksida (4) na klimu uvjetovan za jedinicu, tada udio "močvarnog plina" iznosi 23 jedinica. Tijekom protekla dva stoljeća znanstvenici su uočili povećanje kvantitativnog sadržaja metana u Zemljinoj atmosferi.

U ovom trenutku, približan broj CH₄ procjenjuje se na 1,8 dijelova na milijun. Unatoč tome što je ta brojka 200 puta manja od prisutnosti ugljičnog dioksida, postoji razgovor između znanstvenika o mogućem riziku zadržavanja topline koju zrači planet.

Zbog odlične kaloričnom „močvara plina” se koristi ne samo kao sirovine u obavljanju kemijsku sintezu, ali i kao izvor energije.

Na primjer, na metanu postoje razni plinski kotlovi, stupovi, dizajnirani za pojedine sustave grijanja u privatnim kućama i kućama.

Takva autonomna opcija grijanja je vrlo korisnaza kuće, nije povezana s nesrećama koje se sustavno događaju na centraliziranim sustavima grijanja. Zahvaljujući plinskom kotlu koji radi na ovoj vrsti goriva, dovoljno je 15-20 minuta da se potpuno zagrije vikendica na dvije etaže.

zaključak

Metan, strukturne i molekulske formulešto je gore navedeno, prirodni je izvor energije. Zbog činjenice da u svom sastavu postoji samo atom ugljika i vodikovi atomi, ekolozi prepoznaju ekološku sigurnost ovog zasićenog ugljikovodika.

Pod standardnim uvjetima (temperatura zraka 20 stupnjeva Celzija, tlak 101325 Pa), ova tvar je plinovita, netoksična, netopiva u vodi.

U slučaju pada temperature zraka do -161 stupnjeva, komprimiran je metan, koji se široko koristi u industriji.

Metan utječe na ljudsko zdravlje. To nije otrovna tvar, ali se smatra plinom koji guši. Postoje čak i granične vrijednosti (MPC) za sadržaj određene kemikalije u atmosferi.

Na primjer, rad u rudnicima dopušten je samo u tim područjimaslučajevima, kada njezina količina ne premašuje po kubnom metru 300 miligrama. Analizirajući značajke strukture ove organske tvari, možemo zaključiti da je slična kemijskim i fizikalnim svojstvima svim ostalim predstavnicima zasićene (ograničavajuće) klase ugljikovodika.

Analizirali smo strukturne formule, prostornu strukturu metana. Homologna serija koja započinje "močvarni plin" ima opću molekulsku formulu C_nH_{2n + 2}.