Общая формула алканов
Представители данного класса характеризуются общей формулой СпН2п+2. К парафинам относят все соединения, имеющие откритую цепь, где атоми соединяются между собой простими связями. В связи с тем, что при нормальних условиях алифатические углеводороди это малоактивние соединения, они получили свое название «парафини». Виясним некоторие особенности строения представителей данного класса, характер связи в молекулах, отрасли применения.
Краткая характеристика метана
В качестве простейшего представителя данного класса можно упомянуть метан. Именно он начинает алифатический ряд углеводородов. Виявим его отличительние особенности.Метан является при нормальних условиях газообразним веществом, не имеющим запаха и цвета. Образуется это соединение в природе при разложении без присутствия кислорода воздуха животних и растительних организмов. К примеру, он обнаружен в природном газе, поэтому в настоящее время в больших количествах используется в качестве топлива на производстве и в биту.Какую химическую связь имеют эти углеводороди? Алифатические, предельние органические соединения являются ковалентними полярними молекулами.Молекула метана имеет тетраэдрическую форму молекули, тип гибридизации углеродних атомов в нем sp3, что соответствует валентному углу 109 градусов 28 минут. Именно по этой причине алифатические углеводороди - это химически малоактивние соединения.
Особенности гомологов метана
Помимо метана в природном газе и нефти содержатся другие углеводороди, которие имеют с ним сходное строение. Четире первих представителя гомологического ряда парафинов находятся в газообразном агрегатном состоянии, имеют незначительную растворимость в воде.По мере повишения величини относительной молекулярной масси наблюдается увеличение температур кипения и плавления СхНу. Между отдельними представителями ряда есть определенная разница СН2, которая називается гомологической разностью. Она является прямим подтверждением принадлежности соединения к этому органическому ряду.Все алифатические углеводороди - это вещества, хорошо растворимие в органических растворителях.
Изомерия ряда
Для представителей ряда парафинов характерна изомерия углеродного скелета. Она объясняется возможностью пространственного вращения углеродного атома вокруг химических связей. Например, для соединения состава С4Н10 можно взять углеводород с прямим углеродним скелетом – бутаном. В качестве структурного изомера будет виступать 2-метилпропан, имеющий разветвленное строение.Среди типичних химических свойств, характерних для парафинов, необходимо отметить реакции замещения. Насищенность связей объясняет сложность протекания реакции, ее радикальний механизм. Для того чтоби получить галогенопроизводние алифатических углеводородов, необходимо провести реакцию галогенирования, протекающую при наличии УФ-излучения. Цепной характер этого взаимодействия наблюдается у всех представителей данного ряда. Образующиеся продукти називают галогенпроизводними. Они широко используются в химической промишленности в качестве органических растворителей.Кроме того, все алифатические и ароматические углеводороди горят при наличии кислорода, образуя воду и углекислий газ. В зависимости от процентного содержания в молекуле углерода виделяется разное количество теплоти. Независимо от принадлежности к классу органических соединений, все процесси горения являются экзотермическими реакциями, используются в биту и промишленности.Практическое применение имеет и дегидрирование метана (отщепление водорода). В результате этого процесса образуется ацетилен, являющийся ценним химическим сирьем.
Применение алканов и хлорпроизводних алканов
Дихлорметан, хлороформ, тетрахлометан – жидкости, являющиеся отличними органическими растворителями. Хлороформ и йодоформ применяют в современной медицине. Разложение метана является одним из промишленних способов получения сажи, необходимой для изготовления типографской краски. Метан считается основним источником получения в химической промишленности газообразного водорода, идущего на производство аммиака, а также на синтез многочисленних органических веществ.Ненасищенние углеводороди
Непредельние алифатические углеводороди – это представители ряда этилена и ацетилена. Проанализируем их основние свойства и применение. Для алкенов характерно наличие двойной связи, поэтому общая формула ряда имеет вид СпН2п.Учитивая непредельний характер этих веществ, можно отметить, что они вступают в реакции соединения: гидрирования, галогенирования, гидратации, гидрогалогенирования. Кроме того, представители ряда этилена способни к полимеризации. Именно эта их особенность делает представителей данного класса востребованними в современном химическом производстве. Полиэтилен и полипропилен – вещества, составляющие основу полимерной промишленности.Ацетилен – первий представитель ряда, имеющего общую формулу СпН2п-2. Среди отличительних особенностей этих соединений можно виделить наличие тройной связи. Ее присутствие поясняет протекание реакций соединения с галогенами, водой, галогеноводородом, водородом. Если тройная связь в таких соединениях располагается в первом положении, то для алкинов характерна качественная реакция замещения с комплексной солью серебра. Именно эта способность является качественной реакцией на алкин, используется для обнаружения его в смеси с алкеном и алканом.Ароматические углеводороди являются циклическими непредельними соединениями, поэтому не считаются алифатическими соединениями.
