Формација, Средње образовање и школе
Какве су типичне реакције за алкана
Свака класа хемијских једињења могу показивати својства због електронске структуре. За алканима типичну реакције супституције, цепањем или молекуларним оксидације. Сви хемијски процеси имају своју посебну проток, који ће се даље расправљати.
Шта је алкани
Овај засићене угљоводоничне једињења, која су позната као парафин. Ови молекули састоје само од атома угљеника и водоника, линеарну или разгранату ациклични ланац у коме постоји само једно једињење. С обзиром на карактеристике класе, можете израчунати шта реакције карактеристика алкана. Они поштују формулу за целе класе: Х 2н + 2 Ц н.
цхемицал струцтуре
Парафин молекул садржи атома угљеника који показују СП 3 хибридизацију. Они све четири валенце орбитала имају исти облик, енергију и правац у простору. Величина угла између енергетских нивоа од 109 ° и 28 '.
Присуство једноструким везама у молекулима одређује шта су реакције карактеристика алкана. Садрже σ-једињења. Комуникација између угљеника буде неполарна и слабо поларизабле, то је нешто дужи од Ц-Х. Такођер, густина електрона прелаз на атому угљеника је највише електронегативан. Добијено једињење се одликује Ц-Х ниска поларност.
реакције супституције
Супстанце цласс парафини имају ниску хемијску активност. Ово се може објаснити снагом веза између Ц-Ц и Ц-Х, што је тешко разбити због не-поларитета. Основа њиховог разарања хомолитиц механизам, при чему врста слободних радикала укључени. Зато се алкани карактерише реакције супституције. Такве супстанце су у стању да интеракцију са молекулима воде или јона на носилаца набоја.
Они су рангирани слободних радикала супституције у којима су атоми водоника замењени са елементима халогена или другим активним групом. Ове реакције обухватају процесе који се односе на халогеновања, сулфоцхлоринатион и нитрацијом. Они доводе до припреме алкан деривата.
- Процес почиње нуклеационе покретање и ланца у којем су формиране слободни радикали. Катализатори су извори ултраљубичастим светлом и грејање.
- Затим развија ланац у којем узастопне активне честице царриед интеракцију са неактивним молекулима. Да ли је њихова конверзија у молекуле и радикале, респективно.
- Финални корак ће прекинути ланац. Има рекомбинације или нестанак активних честица. Тако престао развој ланчано.
Процес халогеновањем
Она се заснива на механизму радикалног типа. Алкана халогеновања Реакција се одвија зрачењем са ултраљубичастим светлом и загревање смеше халогена и угљоводоника.
Све фазе процеса подлежу правилу да наведени Марковников. Наводи се да прође супституцију са халогеном, нарочито водоник, који припада хидрогенисаног угљеник. заузима халогеновања се у следећем редоследу: од примарног до терцијарног атом угљеника.
Процес одржава боље алкан молекула са дугом главном угљоводонични ланац. То је због смањења јонизујућих енергије у том правцу, супстанце лакше цепају електрона.
Пример је хлорисање метана молекула. Акција ултравиолетног зрачења изазива цепање хлор радикал врсте које обављају напад на алкана. Одвајање јавља и формирање атомске водоника Х 3 Ц · или метил радикал. Такав честица, заузврат, нападају молекулску хлор, што доводи до уништења његове структуре и формирање нове хемикалије.
У свакој фази процеса замена се врши само један атом водоника. Халогенизација Реакција алкана доводи до постепеног формирања хлорметановои, дихлорометан и трихлорметановои тетрахлорметановои молекула.
Схематски, процес је следећи:
Х 4 Ц + Цл: Цл → Х 3 ЦЦУ + ХЦл,
Х 3 ЦЦУ + Цл: Цл → Х 2 ЦЦЛ 2 + ХЦл,
Х 2 ЦЦЛ 2 + Цл: Цл → ХЦЦл 3 + ХЦл,
ХЦЦл 3 + Цл: Цл → ЦЦИ4 + ХЦл.
За разлику од хлорисање метана молекула носе такав процес са другим алкана карактерише добије супстанце које имају супституцију водоника није један атом угљеника, а у неколико. Њихов однос повезан са индикаторима температуре. У хладним условима, смањење стопе формирања деривата са терцијарне, секундарне и примарне структуре.
Са порастом температуре циљног брзине формирања таквих једињења се снижава. У процесу халогеновања постоји утицај статичког фактора који указује на различиту вероватноћу судара радикала са атомом угљеника.
Процес халогеновања јодом не догоди под нормалним условима. Неопходно је створити посебне услове. Када се изложе метан јавља складу халогена појава водоника јодида. Она утиче на метил-јодид као резултат истичу почетни реагенси метан и јод. Таква реакција се сматра реверзибилно.
Вуртз реакције алкана
То је поступак за добијање угљоводонике са засићеним симетричном структуром. Пошто реактанти се користе натријум метал, алкил бромида или алкил хлориди. Са њихове интеракције припремљен натријум халида и повећања угљоводонични ланац који је збир два угљоводоничних радикала. Схематски, синтеза је следећи: Р-Цл + Цл-Р + 2На → Р-Р + 2НаЦл.
Вуртз реакције алкана могуће је само ако се халогени у њиховим молекулима су у основној атому угљеника. Нпр, ЦХ3 -ЦХ2 2 Бр.
Ако током играња галогенуглеводорододнаиа смеше два једињења, у кондензација три различита ланца формирају производ. Пример ове реакције може послужити као натријум алкана интеракције са цхлорометханес и хлоретаном. Излаз је смеша која се састоји бутан, пропан и етан.
Осим натријумових, могуће користити друге алкални метали, који укључују литијум или калијум.
proces сулфоцхлоринатион
Такође се зове Рид реакција. Ради на принципу слободног замене. Овај тип реакције је типично алкана до дејства смеше сумпор диоксида и молекуларне хлора у присуству ултраљубичастог зрачења.
Процес почиње покретање механизма ланца, при чему се хлор добијен из два радикала. Један напад алкана који рађа алкил честица и молекула хлороводоника. Би угљоводонични радикал везан формирају сумпор диоксида комплексне честице. Стабилизовати снимање јавља један атом хлора из другог молекула. Крајњи материјал је алкана сулфонил хлорида, користи у синтези површински активних једињења.
Шематски, процес изгледа овако:
ЦЛЦЛ → хв ∙ Цл + ∙ Цл,
ХР + ∙ Цл → Р ∙ + ХЦл,
: Р ∙ + Западни → ∙ РЗС 2,
∙ РЗС 2 + ЦЛЦЛ → РЗС 2 ЦИ + ∙ кл.
Процеси повезани са нитрацијом
Алкани реагују са азотном киселином у раствору 10% и са тетравалентни азот оксида у гасовитом стању. Услови његовог настанка је високе вредности температуре (око 140 ° Ц) и вредности ниског притиска. На аутпута нитроалканес.
Процес слободног радикалом типа назван по научнику Коновалов, отворио синтезу нитратион: ЦХ 4 + ХНО 3 → ЦХ 3 НО 2 + Х 2 О.
Механизам цепања
За типичну алкана дехидрогенација и пуцања. Метан Молекул пролази комплетан термичко разлагање.
Основни механизам горњих реакција је цепање атома из алкана.
дехидрогенизација процес
При раздвајању атоме водоника на угљенику скелета парафина, осим метана добијени су незасићене једињења. Такве хемијске реакције алкана тестиран на високој температури (400 до 600 ° Ц) и под акционим акцелераторе као платина, никл, хром оксида и алуминијум.
Ако учествују у реакцији етана или пропана молекула, онда његови производи ће етен или пропен са једну двогубу везу.
Дехидрогенизација четири или пет угљеника скелету добијеног диен једињења. Од формирани бутан-1,3- бутадиена и 1,2-бутадиен.
Ако је присутне у реакционим супстанцама са 6 или више атома угљеника, се формира бензена. Има ароматични прстен са три двоструке везе.
Процес повезан са распадања
Под температуром реакције алкана може проћи са размаком угљеник и формирање активних врста радикалног типа. Овакви процеси се називају пукотина или пиролизе.
Загревањем реактаната температурама вишим од 500 ° Ц, доводи до распадања молекула у којима су формиране сложене смеше алкил типа радикала.
Обављање под јаким загревањем пиролизу алкана са угљен дужине ланца због добију засићене и незасићене једињења. То се зове топлотна пуцање. Овај процес се користи све до средине 20. века.
Недостатак је да се добију угљоводонике са малим октанским бројем (испод 65), па је замењен пуцање катализатор. Процес се одвија на температурама које су испод 440 ° Ц, и притисцима мањим од 15 атмосфера, у присуству алуминосиликат аццелератор ослобађањем алкана који имају разгранату структуру. Пример је пиролиза метана: 2ЦХ 4 → т ° Ц 2 Х 2 + 3Х 2. Формирани ацетилена и молекуларни водоник током реакције.
Молекул може бити подвргнут метана конверзије. У овој реакцији захтева воду и катализатор никл. Излаз је мешавина угљен моноксида и водоника.
оксидације процеси
Хемијске реакције које су типичне алкан повезана са утицајем електрона.
Ту је ауто-оксидација парафина. То укључује слободних радикала механизам оксидације засићених угљоводоника. Током реакције, течне фазе алкан хидроперокиде добијено. Првобитно парафин молекул реагује са кисеоником издвојене активним радикала. Следеће, алкил честица интеракцији други молекул О 2, добијен ∙ Роо. Пошто је перокси радикал масне киселине се доводи у контакт алкан молекул, а затим пуштени хидропероксида. Пример је аутоокидатион етана:
Ц 2 Х 6 + О 2 → ∙ Ц 2 Х 5 + ХОО ∙,
∙ Ц 5 Х 2 + О 2 → ∙ ООЦ 2 Х 5,
∙ ООЦ 2 Х 5 + Ц 2 Х 6 → ХООЦ 2 Х 5 + ∙ Ц 2 Х 5.
За алкана карактерише реакцијом сагоревања који су углавном хемијске карактеристике, у одређивању састава горива. Они су оксидативна у природи са емисијом топлоте: 2Ц 2 Х 6 + 7О 2 → 4ЦО 2 + 6Х 2 О.
Ако се процес посматра у малој количини кисеоника, крајњи производ може бити двовалентни угљеник или угљен моноксида, што одређује концентрација О 2.
При оксидацији алкана под утицајем каталитичких супстанци и да загрева 200 ° Ц су добијени алкохол молекул, алдехид или карбоксилна киселина.
ПРИМЕР етан:
Ц 2 Х 6 + О 2 → Ц 2 Х 5 ОХ (етанол),
Ц 2 Х 6 + О 2 → ЦХ 3 ЦХО + Х 2 О (Етханал и вода)
2Ц 2 Х 6 + 3О 2 → 2ЦХ 3 ЦООХ + 2Х 2 О (сирћетне киселине и воде).
Алкана може бити оксидован под дејством цикличних пероксида трочлан. Ово укључује диметилдиоксиран. Резултат је оксидација молекула парафини алкохола.
Представници парафини не реагују на Утрошен КМнО 4 или калијум перманганата, као брома вода.
изомеризација
Он алкана назначен типа супституције реакцији са електрофилним механизмом. Ово је познато изомеризација ланца угљеника. Катализује овај процес алуминијум хлорид, који реагује са засићеним парафином. Пример је изомеризација бутан молекула, што је 2-метилпропан: Ц 4 Х 10 → Ц 3 Х 7 ЦХ3.
процесс арома
Засићени супстанце у којој је главни угљенични ланац садржи шест или више атома угљеника, способне за обављање дехидроцицлизатион. За кратке молекула нису карактеристика ове реакције. Резултат је увек шесточлани прстен како циклохексана и њихове деривате.
У присуству реакционих акцелератора, и пролази даљег дехидрогенацију конверзију у стабилнијег бензенов прстен. Јавља се претварање Ациклични угљоводоници да ароме ор Арена. Пример је дехидроцицлизатион хексан:
Х 3 Ц-ЦХ 2 - ЦХ 2 - ЦХ 2 - ЦХ 2 -ЦХ 3 → Ц 6 Х 12 (циклохексан)
Ц 6 Х 12 → Ц 6 Х 6 + 3Х 2 (бензен).
Similar articles
Trending Now