Kemijska svojstva alkana

Metan i njegovi homologi nazivaju se ograničavajućim(zasićene) parafinske ugljikovodike ili alkane. Posljednjih navedenih organskih tvari (imaju opću kemijska formula CnH2n + 2, koji odražava zasićenje molekula, atoma koji su povezani kovalentnim vezama jednostavnim ugljik-vodik ili ugljik-ugljik) je dodijeljen u skladu s Međunarodnom nomenklature kemijskih spojeva. Imaju dva glavna izvora: sirove nafte i prirodni plin. Svojstva alkana u homologne serije u molekule s većim brojem ugljikovih atoma redovito mijenjati.

Prva četiri predstavnika serije homologijepovijesno su stvorili imena. Ugljikovodici iza njih označeni su grčkim brojevima s završetkom -an. Relativna molekularna težina svakog sljedećeg ugljikovodika razlikuje se od prethodne sa 14 amu. Fizička svojstva alkana, kao što su točka topljenja (kočenje) i točka vrenja (kondenzacija), gustoća i indeks loma, povećavaju se povećanjem molekulske mase. Od metana do butana su plinovi, od pentana do pentadekan-tekućine, praćeni krutinama. Svi parafini su lakši od vode i ne rastopiti se u njoj. Alkani uključuju:

CH4 je metan;
C2H6 - etan;
C3H8 - propan;
C4Hio je butan;
C5H12 - pentan;
C6H14 - heksan;
C7H16 - heptan;
C8H18 - oktan;
C9H20 - nonan;
C10H22-dekan;
C11H24 - undekana;
C12H26 - dodekan;
C13H28 - tridekan;
C14H30 - tetradekan;
C15H32 - pentadecane;
C16H34 - heksadekan;
C17H36 - heptadekan;
C18H38 - okadekan;
C19H40 - nonadecan;
C20H42-eikozan i tako dalje.

Kemijska svojstva alkana su niskaaktivnost. To se objašnjava relativnom čvrstoćom nepolarnih C-C i niskopolarnih C-H veza, kao i zasićenosti molekula. Svi atomi su povezani pojedinačnim σ-vezama, što je teško uništiti zbog njihove niske polarizabilnosti. Njihovo se pukotina može ostvariti samo pod određenim uvjetima, uz formiranje radikala koji nose imena odgovarajućih parafinskog spoja zamjenom završetka. Na primjer, propan-propil (C3H7-), etan-etil (C2H5-), metan-metil (CH3-) i tako dalje.

Kemijska svojstva alkana pokazuju inercijuovih spojeva. Nisu sposobni pridružiti se reakcijama. Reakcije su tipične za njih. Oksidacija (izgaranje) parafinskih ugljikovodika događa se samo pri povišenoj temperaturi. Oni se mogu oksidirati u alkohole, aldehide i kiseline. Kao rezultat registracije (proces termičke razgradnje ugljikovodika) viših alkana na temperaturi od 450 do 550 ° C, mogu se stvoriti zasićeni ugljikovodici s nižom molekularnom masom. Uz povećanje temperature, termička razgradnja se naziva pirolizom.

Kemijska svojstva alkana ne ovise samo obroj ugljikovih atoma u molekuli, kao i na strukturu. Sve uobičajene parafini se može odvojiti (jedan atom ugljika može biti povezan s ne više od dva atoma ugljika) i izo-struktura (C atom može biti povezan na četiri atoma C kroz ove molekule ima prostornu strukturu). Na primjer pentan, 2,2-dimetilpropana imaju istu molekularnu težinu i kemijske formule C5H12, ali je kemijska i fizikalna svojstva su razlikuju: talište 129.7 ° C, minus i minus 16,6 ° C, 36,1 ° C vrenja i 9,5 ° C, respektivno. Izomera lakše ući u kemijskim reakcijama od normalne strukture ugljikovodika s istim brojem atoma C.

Karakteristična kemijska svojstva alkana suReakcija supstitucije, koja uključuje halogeniranja ili sulfoniranja. Reakcija klora s parafina diradikalom mehanizma pod utjecajem topline ili svjetla generira klorirani metan: klormetan CH3Cl, diklormetan CH2Cl2, CHCl3 triklormetan i ugljik-tetraklorid CCl4. Kada je pod UV svjetlom, kloridi sulfonske kiseline dobije se sulfoniranje alkani: R = H + SO2 + Cl2 → R-SO2-Cl + HCl. Ove tvari se koriste u proizvodnji surfaktanta.