Formació, L'ensenyament secundari i escoles
Quines són les reaccions típiques d'alcans
Cada classe de compostos químics pot exhibir propietats causa de la seva estructura electrònica. Per alcans reacció de substitució típica, l'escissió o l'oxidació molecular. Tots els processos químics tenen el seu propi particular, de flux, que serà discutida més.
Quin és alcans
Aquest compostos hidrocarbonats saturats, que són coneguts com parafina. Aquestes molècules es componen de només àtoms de carboni i hidrogen, que són de cadena acíclica, lineal o ramificat en el qual només hi ha un únic compost. Donades les característiques de la classe, es pot calcular quina és la reacció característica dels alcans. Ells obeeixen la fórmula per a tota la classe: H 2n + 2 C n.
estructura química
molècula de parafina comprèn àtoms de carboni que presenten sp 3 hibridació. Que els quatre orbitals de valència tenen la mateixa forma, l'energia i la direcció en l'espai. La mida de l'angle entre els nivells d'energia de 109 ° i 28 '.
La presència d'enllaços simples en molècules determina quines reaccions són característics d'alcans. Contenen σ-compost. Comunicació entre els carbonis és no polar i dèbilment polarizable, és lleugerament més llarg que C-H. A més, la densitat d'electrons d'un canvi a un àtom de carboni és el més electronegatiu. El compost resultant es caracteritza per C-H de baixa polaritat.
reacció de substitució
parafines classe substàncies tenen una activitat química baixa. Això pot explicar-se per la força dels enllaços entre C-C i C-H, que és difícil de trencar a causa de la no-polaritat. La base de la seva destrucció és homolític mecanisme, en què el tipus de radicals lliures involucrats. És per això que els alcans es caracteritzen per una reacció de substitució. Tals substàncies són capaços d'interactuar amb les molècules d'aigua o ions dels portadors de càrrega.
Es classifiquen substitució de radicals lliures en els quals els àtoms d'hidrogen estan substituïts per elements d'halogen o un altre grup actiu. Aquestes reaccions inclouen processos relacionats amb la halogenació, sulfocloración i nitració. Aquests condueixen a la preparació de derivats de alcà.
- Procés comença amb una iniciació de nucleació o de la cadena, en la qual es formen els radicals lliures. Els catalitzadors són fonts de llum ultraviolada i calefacció.
- Llavors es desenvolupa cadena en què partícules actives successives portades a interacció amb les molècules inactives. És la seva conversió en molècules i radicals, respectivament.
- El pas final es trencarà la cadena. Hi ha recombinació o la desaparició de les partícules actives. Així va acabar el desenvolupament d'una reacció en cadena.
El procés de halogenació
Es basa en el mecanisme de tipus radical. reacció d'halogenació d'alcans es porta a terme mitjançant irradiació amb llum ultraviolada i l'escalfament d'una mescla d'halògens i els hidrocarburs.
Totes les etapes del procés estan subjectes a la regla que diu Markovnikov. S'afirma que sotmet a la substitució per halogen, especialment hidrogen, que pertany a la carboni hidrogenat. La halogenació es porta a terme a la següent seqüència: des d'un principal a un àtom de carboni terciari.
El procés té lloc millor en les molècules de alcà amb la cadena d'hidrocarbur principal de llarg. Això és degut a la disminució de l'energia ionitzant en aquesta direcció, la substància d'electrons escindit més fàcil.
Un exemple és la cloració de les molècules de metà. L'acció de la radiació ultraviolada provoca una mena de radical divisió clor de dur a terme un atac contra el alcà. La separació es produeix i la formació d'hidrogen atòmic H 3 C · o un radical metil. una partícula a tal, al seu torn, atacar el clor molecular, el que porta a la destrucció de la seva estructura i formació d'un nou producte químic.
A cada etapa del procés de substitució es porta a terme només un àtom d'hidrogen. La reacció d'halogenació d'alcans condueix a la formació gradual de hlormetanovoy, diclorometà, i la molècula trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy.
Esquemàticament, el procés és el següent:
H 4 C + Cl: Cl → H 3 CCl + HCl,
H 3 CCl + Cl: Cl → H 2 CCl 2 + HCl,
H 2 CCl 2 + Cl: Cl → HCCL 3 + HCl,
HCCL 3 + Cl: Cl → CCl 4 + HCl.
En contrast amb la cloració de les molècules de metà que porten un procés d'aquest tipus amb altres alcans caracteritzats obtenen substàncies que tenen substitució d'hidrogen no és un àtom de carboni, i en uns pocs. La seva relació quantitativa associada amb indicadors de temperatura. En condicions de fred, una disminució en la taxa de formació de derivats amb estructura terciària, secundària i primària.
Amb l'augment de velocitat desitjat de la temperatura de formació de tals compostos s'anivella. En el procés de halogenació ha la influència del factor estàtic que indica una probabilitat diferent de col·lisió del radical amb l'àtom de carboni.
halogenació de procés amb iode no es produeix sota condicions normals. Cal crear les condicions especials. Quan s'exposa a metà es produeix d'acord amb halogen iodur d'hidrogen ocurrència. Té un efecte sobre el iodur de metil com a resultat destaquen reactius inicials metà i iode. Tal reacció es considera que és reversible.
reacció Wurtz d'alcans
És un mètode per a l'obtenció d'hidrocarburs amb l'estructura simètrica saturada. Com els reactius s'utilitzen de metall de sodi, bromurs d'alquil o clorurs de llogo. Amb la seva interacció preparat halur de sodi i una major cadena d'hidrocarbur que és la suma dels dos radicals d'hidrocarburs. Esquemàticament, la síntesi és el següent: R-Cl + Cl-R + 2Na → R-R + 2NaCl.
reacció Wurtz d'alcans només és possible si els halògens en les seves molècules estan en l'àtom de carboni primari. Per exemple, CH 3 -CH2-CH2-Br.
Si durant el joc de barreja galogenuglevodorododnaya de dos compostos, en la condensació de tres cadenes diferents de productes formats. Un exemple d'aquesta reacció pot servir com a interacció alcà de sodi amb clorometans i hloretanom. La sortida és una barreja que comprèn butà, propà i età.
A més de sodi, és possible utilitzar altres metalls alcalins, que inclouen liti o potassi.
sulfocloración procés
També es coneix com la reacció de Reed. S'executa en el principi de substitució gratuïta. Aquest tipus de reacció és típica d'alcans a l'acció d'una barreja de diòxid de sofre i el clor molecular en presència de radiació ultraviolada.
El procés comença amb la iniciació del mecanisme de cadena, en què el clor obtingut a partir dels dos radicals. Un alcà atac que dóna lloc a un partícules de llogo i molècules de clorur d'hidrogen. Per radical hidrocarbonat unit per formar partícules de complex de diòxid de sofre. Per estabilitzar la captura es produeix un àtom de clor a partir d'una altra molècula. El material final és un clorur de sulfonilo de alcà, que s'utilitza en la síntesi de compostos tensioactius.
Esquemàticament, el procés és el següent:
CLCL → hv ∙ Cl + ∙ Cl,
HR + ∙ Cl → R ∙ + HCl,
R ∙ + OSO → ∙ RSO 2,
∙ RSO 2 + CLCL → RSO 2 Cl + ∙ Cl.
Els processos associats amb la nitració
Els alcans reaccionen amb àcid nítric en una solució al 10% i amb l'òxid tetravalent de nitrogen en estat gasós. Condicions de la seva aparició és alts valors de temperatura (al voltant de 140 ° C) i els valors de baixa pressió. En els nitroalcanos de sortida produïdes.
El procés de tipus radicals porta el nom del científic Konovalov, va obrir la síntesi de nitració: CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O.
El mecanisme d'escissió
Per a la deshidrogenació d'alcans típic i el esquerdament. molècula de metà se sotmet a una descomposició tèrmica completa.
El mecanisme bàsic de les reaccions anteriors és la dissociació d'àtoms d'alcans.
procés de deshidrogenació
Quan la separació dels àtoms d'hidrogen en l'esquelet de carboni de parafines, excepte el metà s'obtenen compostos insaturats. Tals reaccions químiques d'alcans provats a alta temperatura (400 a 600 ° C) i sota els acceleradors d'acció com platí, níquel, òxids de crom i alumini.
Si participar en la reacció de les molècules d'età o propà, a continuació, els seus productes seran etè o propè amb un doble enllaç.
La deshidrogenació de l'esquelet de quatre o cinc carbonis va obtenir el compost diè. De format butadiè butà-1,3 i 1,2-butadiè.
Si està present en les substàncies de reacció amb 6 o més àtoms de carboni, es forma el benzè. Té un anell aromàtic amb tres dobles enllaços.
El procés associat amb la descomposició
En condicions d'alta temperatura de reacció d'alcans pot passar amb uns enllaços de carboni Gap i formació d'espècies actives de tipus radical. Aquests processos es coneixen com craqueig o piròlisi.
L'escalfament dels reactius a temperatures superiors a 500 ° C, dóna com a resultat la descomposició de les molècules en les que es formen mescles complexes de radicals de tipus alquil.
Dur a terme sota una forta escalfament de la piròlisi d'alcans amb una longitud de cadena de carboni a causa de l'obtenció de compostos saturats i insaturats. Es diu craqueig tèrmic. Aquest procés s'utilitza fins a la meitat del segle 20.
L'inconvenient era obtenir hidrocarburs amb un baix nombre d'octà (menys de 65), pel que va ser substituït catalitzador de craqueig. El procés té lloc a temperatures que estan per sota de 440 ° C, i pressions de menys de 15 atmosferes, en presència d'un aluminosilicat d'alcans d'alliberament de l'accelerador té una estructura ramificada. Un exemple és la piròlisi de metà: 2CH 4 → t ° C 2 H 2 + 3H 2. L'hidrogen i acetilè molecular formada durant la reacció.
La molècula pot ser sotmès a conversió de metà. Per a aquesta reacció requereix aigua i un catalitzador de níquel. La sortida és una barreja de monòxid de carboni i hidrogen.
Els processos d'oxidació
Les reaccions químiques que són alcà típic associat amb impacte d'electrons.
Hi ha auto-oxidació de parafines. Es tracta d'un mecanisme de radicals lliures d'oxidació d'hidrocarburs saturats. Durant la reacció, hidroperóxido de alcà fase líquida obtinguda. Inicialment molècula de parafina reacciona amb l'oxigen en els radicals actius assignats. A continuació, les partícules llogo interactua altra molècula d'O 2, obté ∙ ROO. Atès que el peroxi radical d'un àcid gras es posa en contacte molècula d'alcà, i després s'allibera hidroperóxido. Un exemple és l'autooxidació d'età:
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + HOO ∙,
∙ C 5 H 2 + O 2 → ∙ OOC 2 H 5,
∙ OOC 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + ∙ C 2 H 5.
Per alcà caracteritzat per la reacció de combustió que són principalment propietats químiques, en la determinació de la composició d'un combustible. Són oxidatiu en la naturalesa amb l'emissió de calor: 2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O.
Si s'observa el procés en una petita quantitat d'oxigen, el producte final pot ser un monòxid divalent carboni o carboni, que està determinada per la concentració d'O 2.
En l'oxidació d'alcans sota la influència de substàncies catalítiques i s'escalfa a 200 ° C s'obtenen molècula d'alcohol, aldehid o àcid carboxílic.
Exemple età:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (etanol),
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (etanal i aigua)
2C 2 H 6 + 3O 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (àcid etanoic i aigua).
Els alcans poden ser oxidats sota l'acció de peròxids cíclics trinomi. Aquests inclouen dioxirano de dimetil. El resultat és l'oxidació de la molècula de parafines alcohol.
Representants parafines no responen a KMnO 4 o permanganat de potassi, així com aigua de brom.
isomerització
En alcans caracteritzat reacció de tipus substitució amb un mecanisme electròfil. Això es coneix isomerització de la cadena de carboni. Catalitza aquest procés, el clorur d'alumini, que es fa reaccionar amb una parafina saturada. Un exemple és la isomerització de la molècula de butà, que és 2-metilpropano: C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3.
saboritzant procés
substàncies saturats en la qual la cadena principal de carboni conté sis o més àtoms de carboni, capaços de conduir deshidrociclación. Per a les molècules curtes no són característiques d'aquesta reacció. El resultat és sempre un anell de sis membres com ciclohexà i els seus derivats.
En presència d'acceleradors de reacció, i passa el més deshidrogenació de conversió en un anell de benzè més estable. Es produeix la conversió d'hidrocarburs acíclics a compostos aromàtics o sorra. Un exemple és la deshidrociclación de hexà:
H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (ciclohexà)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (benzè).
Similar articles
Trending Now