Équipe, Secondaire an Schoulen
Wat sinn typesch Reaktioune fir alkanes
All Klass vu chemesche awer kann Eegeschafte wéinst hirem elektronescher Struktur weise. Fir alkanes typesch wéilt eng Reaktioun, Rëss oder molekulare oxydéiert. All chemesch Prozesser hunn hir eege besonnesch Flux, déi weider diskutéiert ginn.
Wat alkanes ass
Dëst Boverie Kuelewaasserstoff awer, déi als paraffin bekannt sinn. Dës Molekülle aus nëmmen Kuelestoff a Waasserstoff Atomer, si linear oder gemuert acyclic Ketten an deem et just eng eenzeg Massa. Kritt de Charakteristiken vun der Klass, kënnt Dir Äre wat d'Reaktioun charakteristesche vun alkanes. Si weit der Formel fir déi ganz Klass: H 2n + 2 C n.
chemesch Struktur
Paraffin Protein regruppéiert Kuelestoff Atomer suer- SP 3 hybridization. Si all véier VALENCE orbitals hunn déi selwecht Form, Energie a Richtung am Raum. D'Gréisst vum Wénkel tëschent der Energie Niveau vun 109 ° an 28 ".
D'Präsenz vun Single Obligatiounen an Molekülle bestëmmt wat Reaktioune charakteristesche vun alkanes sinn. Si enthalen σ-Massa. Kommunikatioun tëscht carbons ass nonpolar a schwaach polarizable, et ass liicht méi wéi C-H. Och, den Elektronen Dicht vun eng Verréckelung zu engem Kuelestoff Atom ass am meeschte electronegative. Déi doraus resultéierend Massa ass vun C-H niddereg Polaritéit charakteriséiert.
wéilt eng Reaktioun
Substanzen Klass paraffins hunn eng niddreg chemesche Aktivitéit. Dëst kann duerch d'Kraaft vun Obligatiounen tëscht C-C an C-H erkläert ginn, déi wéinst dem net-Polaritéit schwéier ze Stand ass. Der Basis vun hirer Zerstéierung ass homolytic Mechanismus, Hellef der gratis radikal Typ Équipe. Dat ass firwat alkanes duerch charakteriséiert sinn e Wiessel Reaktioun. Esou Substanze sinn konnt mat der Waasser Molekülle oder Protonen vun der Vitesse wwerreeche zesummekomm.
Si Platz fräi radikal wéilt an deem de Waasserstoff Atomer vun halogen Elementer oder aner aktiv Grupp ersat ginn. Dëse Reaktioune och Prozesser am Zesummenhang mat halogenation, sulfochlorination an nitration. Dës Virsprong op d'Virbereedung vun alkane dësem Projet.
- Prozess fänkt mat engem nucleation Initiatioun oder Ketten, an déi fräi Radikaler fräigesat gemaach. D'catalysts sinn Quelle vun violett Liicht an Heizung.
- Dann entwéckelt Ketten an deem successive aktiv Deelchen dÉxistenz -mann Molekülle duerchgefouert. Ass hir Konversioun an Molekülle an Radikaler fräigesat, bzw..
- D'Finale gëtt de Kette Paus. Et recombination oder Ofbau vun der aktiver Deelchen. Also kom- men d'Entwécklung vun enger Kette Reaktioun.
De Prozess vun halogenation
Et ass op de Mechanismus vun radikal Typ baséiert. Alkane halogenation Reaktioun statt vun irradiation mat violett Liicht an Heizung vun enger Mëschung aus halogens an hydrocarbons.
All Etappe vum Prozess sinn zu der Regel Thema dass Markovnikov dohinnergestallt. Et Staaten datt Wiessel vun halogen awer, besonnesch Waasserstoff, déi zu der hydrogenated Kuelestoff gehéiert. Halogenation statt am folgende Haaptrei: aus enger Primärschoul un engem Secteur Kuelestoff Atom.
Prozess statt besser an alkane Molekülle mat der laanger Haaptrei Kuelewaasserstoff Ketten. Dat ass wéinst der Ofsenkung vun ioniséierender Energie an dëser Richtung, déi Substanz einfach eenalecn Elektronen.
E Beispill ass de chlorination vu Methan Molekülle. D'Aktioun vun violett Stralung bewierkt eng Trennung Chlor radikal Arten datt engem schéinen Ugrëff iwwert déi alkane üben. Trennung existeiert an d'Équipe vun atomarer Waasserstoff H 3 C · oder engem Duerch radikal. Esou engem ëm, am Tour, versicht de molekulare Chlor, fir Zerstéierung vun hirer Struktur an Opstellung vun engem neie chemesche Virwaat.
Bei all Etapp ass de Wiessel Prozess nëmmen eng Waasserstoff Atom duerchgefouert. D'halogenation Reaktioun vun alkanes féiert zu der moderate Équipe vun hlormetanovoy, dichloromethane, an trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy Protein.
Schematically, ass de Prozess wéi follegt:
H 4 C + Cl: Cl → H 3 Chopper + HCl,
H 3 Chopper + Cl: Cl → H 2 Chopper 2 + HCl,
H 2 Chopper 2 + Cl: Cl → HCCl 3 + HCl,
HCCl 3 + Cl: Cl → Chopper 4 + HCl.
Am Géigesaz zu der chlorination vu Methan Molekülle esou engem Prozess mat anere alkanes Droen charakteriséiert kritt Substanzen Waasserstoff wéilt no ass net ee Kuelestoff Atom, an an e puer. Hir Chemeschen Verhältnis mat Temperatur Indicateuren assoziéiert. An kal Konditiounen, eng Diminutioun an den Taux vun Équipe vun dësem Projet mat Secteur, Secondaire an Primärschoul Struktur.
Mat waarden Temperatur Zil- Vitesse vun Équipe vun esou awer ass kéinten. Am halogenation Prozess do ass den Afloss vun der statesch Faktor déi eng aner Probabilitéit vun Kollisioun vun der radikal mat de Kuelestoff Atom bedeit.
Prozess halogenation mat Jod geschéien net ënner normale Konditiounen. Et ass néideg speziell Konditiounen ze schafen. Wéini Methan ausgesat existeiert laut halogen Optriede Waasserstoff Kaliumiodid. Et huet en Effekt op Duerch Kaliumiodid als Resultat éischter reactants Methan an Jod Stand eraus. Esou eng Reaktioun Reversibelen gin ass considéréiert.
Musel Reaktioun vun alkanes
Et ass eng Method fir hydrocarbons mat der Boverie Ru Struktur Maîtrise. Wéi der reactants sinn Natrium Metal, alkyl bromides oder alkyl chlorides benotzt. Mat hire Interaktioun virbereet Natrium halide a fräi Kuelewaasserstoff Kette déi der Zomm vun den zwou Kuelewaasserstoff Radikaler fräigesat gëtt. Schematically, ass d'Synthes wéi follegt: R-Cl + Cl-R + 2Na → R-R + 2NaCl.
Musel Reaktioun vun alkanes ass nëmme méiglech, wann de halogens verflaacht Molekülle an der Primärschoul Kuelestoff Atom sinn. E.g., CH 3 -CH 2 -CH 2 Bréissel.
Wann während Leeschtung vun galogenuglevodorododnaya Mëschung aus zwee awer, an der Kondensatioun vun dräi verschidde Ketten gemaach Produit. E Beispill vun dëser Reaktioun kann wéi Natrium alkane dÉxistenz chloromethanes an hloretanom déngen. D'Wasserstoff ass eng Mëschung vu Butan, Propan an Ethan.
Nieft Natrium, méiglech aner Buvette Metaller ze benotzen, déi Lithium oder KaliumiodidPëlle gehéiert.
Prozess sulfochlorination
Et ass och der Reed Reaktioun genannt. Et leeft op de Prinzip vum fräien ageholl. Dës Zort vu Reaktioun ass typesch vun alkanes un der Aktioun vun enger Mëschung aus Schwiefel verbrannt Nahrung an molekulare Chlor an der Präsenz vun violett Stralung.
De Prozess fänkt mat der Initiatioun vun der Ketten Mechanismus, Hellef de Chlor aus der zwee Radikaler fräigesat kritt. One Attack alkane datt klammen op eng alkyl Deelchen a Molekülle vu Waasserstoff Mord gëtt. Vun Kuelewaasserstoff radikal verbonnen Schwiewel Nahrung komplex Deelchen zu Form. Ze stabiliséieren Fondplaz existeiert eent Chlor Atom aus aneren Protein. D'Finale Material ass en alkane sulfonyl Mord, ass et an der Synthes vun Uewerfläch-aktiv awer benotzt.
Schematically, gesäit de Prozess esou:
CLCL → hv ∙ Cl + ∙ Cl,
HR + ∙ Cl → R ∙ + HCl,
R ∙ + OSO → ∙ RSO 2,
∙ RSO 2 + ClCl → RSO 2 Cl + ∙ Cl.
D'Prozesser mat nitration assoziéiert
Alkanes reagéiere mat nitric Seier an enger Léisung 10% a mat der tetravalent Stéckstoff It zu engem Gas Staat. Konditioune vun hirem Optriede gëtt héich Wäerter vun Temperatur (ronn 140 ° C) a niddereg Drock Wäerter. Um Wasserstoff produzéiert nitroalkanes.
De Prozess vun gratis-radikal Typ no der Wëssenschaftler genannt Konovalov, nitration Synthes opgemaach: CH 4 + HNO 3 → CH 3 KENG 2 + H 2 O.
De Mechanismus vun Rëss
Fir typesch alkane dehydrogenation an Rëss. Methan Protein awer eng komplett thermesch decomposition.
Der Basis Mechanismus vun der uewen Reaktioune ass de Rëss vun Atomer vum alkanes.
dehydrogenation Prozess
Wann ofgetrennt de Waasserstoff op der Kuelestoff Skelett vun paraffins, ausser Methan sinn unsaturated awer kritt. Esou chemesche Reaktioune vun alkanes um héich Temperatur getest (400 zu 600 ° C) an ënner der Aktioun Kuerzbefehler als Platin, Néckel, Chrom oxides an Al.
Wann an der Reaktioun vun Ethan oder Propan Molekülle matmaachen, da gëtt hir Produiten ethene oder propene mat eng duebel Emissioun.
D'dehydrogenation vun der véier oder fënnef-Kuelestoff Skelett kritt diene Massa. Aus gemaach Butan-1,3 butadiene an 1,2-butadiene.
Wann elo an der Reaktioun Substanze mat 6 oder méi Kuelestoff Atomer, ass de benzene gemaach. Et huet aromatesche Rank mat dräi duebel Obligatiounen.
Prozess mat decomposition assoziéiert
Ënner héich Temperatur Reaktioun vun alkanes kann mat enger Schéier Kuelestoff Obligatiounen an Équipe vun aktiv Arten vun radikal Typ Ugrëff. Esou Prozesser si wéi Rëss oder pyrolysis Éieren.
Heizung der reactants zu Temperaturen Iwwerschreiden 500 ° C, Resultater am decomposition vun der Molekülle an déi si geformt komplex Dampgemësch vun alkyl-Typ Radikaler fräigesat.
Zügeg ënner staark Heizung vun der pyrolysis vun alkanes mat engem Kuelestoff Kette Längt wéinst Boverie an unsaturated awer kritt. Et ass thermesch Rëss genannt. Dëse Prozess ass bis d'Mëtt-20. Joerhonnert benotzt.
De Risque war hydrocarbons mat engem niddereg octane Zuel (manner wéi 65) ze kréien, sou datt et ersat Rëss Katalysator. Prozess statt bei Temperaturen, déi ënnert 440 ° C sinn, a fiert vun manner wéi 15 Atmosphère an der Presenz vun engem aluminosilicate héijen Fräisetzung alkanes engem gemuert Struktur mussen. E Beispill ass de pyrolysis vu Methan: 2CH 4 → t ° C 2 H 2 + 3H 2. D'gemaach Arbescht a molekulare Waasserstoff während der Reaktioun.
D'Protein kënnen ze Methan Konversioun ginn. Fir dës Reaktioun verlaangt Waasser an engem Néckel Katalysator. D'Wasserstoff ass eng Mëschung vu Kuelemonoxid an Waasserstoff.
oxydéiert Prozesser
De chemesche Reaktioune datt si typesch alkane mat Elektronen Impakt assoziéiert.
Et ass Auto-oxydéiert vun paraffins. Et handelt engem gratis radikal Mechanismus vun oxydéiert vun Boverie hydrocarbons. Während der Reaktioun, flësseg Phase alkane hydroperoxide kritt. Ufank paraffin Protein reagéiert mat Sauerstoff am entgéintgeholl aktiv Radikaler fräigesat. Nächst, openee alkyl ëm aner Protein O 2, ∙ anere kritt. Zanter der peroxy radikal vun engem fatty sauerem ass alkane Protein kontaktéiert, an dann hydroperoxide verëffentlecht. E Beispill ass de autooxidation vun Ethan:
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + Hoo ∙,
∙ C 5 H 2 O + 2 → ∙ Chopard, 2 H 5,
∙ Chopard, 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + C ∙ 2 H 5.
Fir alkane vun der Reaktioun vun Verbrennungsmotor charakteriséiert dat haaptsächlech chemeschen Eegeschafte sinn, an d'Zesummesetzung vun engem Brennstoff Bestëmmung. Si oxidative an Natur mat der Emissioun vun Hëtzt: 2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 2 6H O.
Wann de Prozess an eng kleng Quantitéit vun Sauerstoff observéiert ass, kann Enn Produit engem divalent Kuelestoff oder Kuelemonoxid ginn, déi 2 vun der Konzentratioun vun O alles ass.
Am oxydéiert vun alkanes ënner dem Afloss vun Katalysator Substanzen a gehëtzter zu 200 ° C sinn Alkohol Protein kritt, aldehyde oder carboxylic sauerem.
BEISPILL Ethan:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 Dat mengen (Ethanol),
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (ethanal a Waasser)
2 2C H 6 + 3O 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (ethanoic Seier an Waasser).
Alkanes kann trinomial ënnert der Aktioun vun cyclic peroxides oxidized ginn. Dozou gehéiert Police dioxirane. D'Resultat ass den oxydéiert vun paraffins Alkohol Protein.
Vertrieder paraffins z'äntwerten nët ze KMnO 4 oder KaliumiodidPëlle permanganate, souwéi Brom Waasser.
isomerization
Op alkanes charakteriséiert Reaktioun wéilt Typ mat enger electrophilic Mechanismus. Dëst ass isomerization vum Kuelestoff Kette bezeechent. Catalyzes dësem Prozess d'Al Mord, dee mat engem Boverie paraffin reagéiert ass. E Beispill ass de isomerization vun Butan Protein, déi 2-methylpropane ass: C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3.
Prozess flavoring
Boverie Substanzen an deem d'haapt Kuelestoff Kette enthält sechs oder méi Kuelestoff Atomer erwisen dehydrocyclization vun Dirigent. Fir déi kuerz Molekülle sinn vun dëser Reaktioun net charakteristesche. D'Resultat ass ëmmer e sechs-membered Rank als cyclohexane an dësem Projet begleeden.
An der Presenz vun Reaktioun Kuerzbefehler, an Passë der weider dehydrogenation vun Konversioun an eng méi stabil benzene Rank. Et existeiert acyclic hydrocarbons zu aromatics oder Arena Ëmwandlung. E Beispill ass de dehydrocyclization vun hexane:
H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (cyclohexane)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (benzene).
Similar articles
Trending Now