Formado, Malĉefa eduko kaj lernejoj
Kio estas tipa reagoj por alcanos
Ĉiu klaso de kemiaj kombinaĵoj povas elmeti ecoj pro siaj elektronikaj strukturo. Por alcanos tipa anstataŭigo reago, fendiĝon aŭ molekula oxidación. Ĉiuj kemiaj procezoj havas proprajn apartajn fluo, kiu estos pli diskutita.
Kio estas alcanos
Ĉi saturita hidrokarbono komponaĵoj, kiuj estas konataj kiel parafino. Tiuj molekuloj konsistas el nur karbono kaj hidrogeno atomoj, estas lineara aŭ ramificado necikla ĉeno en kiu ekzistas nur ununura komponaĵo. Pro la karakterizaĵoj de la klaso, oni povas kalkuli kio la reago karakterizaĵon de alcanos. Ili obeis la formulo por la tuta klaso H 2n + 2 C n.
kemia strukturo
Parafino molekulo konsistas el atomoj de karbono elmetante sp 3 hibridiĝo. Ĉiuj kvar valentajn orbitales havas la saman formon, energio kaj direkto en spaco. La grandeco de la angulo inter la niveloj de energio de 109 ° kaj 28 '.
La ĉeesto de ununura ligilojn molekuloj decidas kiuj reagoj estas karakteriza de alcanos. Ili enhavas σ-kombinaĵo. Komunikado inter la karbonoj estas ne polusa kaj malforte polarizable, estas iomete pli longa ol C-H. Ankaŭ, la elektronika denseco de movo al atomo de karbono estas la plej electronegativos. La rezulta kombinaĵo estas karakterizita de C-H malalta polaridad.
anstataŭigo reago
Substancoj klaso parafinoj havas malaltan kemiaj agado. Tio povas esti klarigita de la forto de ligoj inter C-C kaj C-H, kiu estas malfacile rompi pro la ne-polaridad. La bazo de ilia detruo estas homolytic meĥanismo, en kiu la libera radikala speco implikitaj. Tial alcanos estas karakterizitaj de anstataŭo reago. Tiaj substancoj kapablas interagi kun la akvo molekuloj aŭ jonoj de la portantoj de ŝarĝo.
Ili rangi libera radikala anstataŭigo en kiuj la hidrogeno atomoj estas anstataŭitaj de halogena elementoj aŭ aliaj aktivaj grupo. Tiuj reagoj inkludas procezoj rilataj al halogenación, sulfochlorination kaj nitración. Ĉi tiuj kondukas al la preparo de alkano derivaĵoj.
- Procezo komenciĝas per nucleación iniciación aŭ ĉeno, en kiu liberaj radikaluloj estas formitaj. La kataliziloj estas fontoj de transviola lumo kaj hejtado.
- Tiam evoluas ĉeno en kiu sinsekvaj aktiva partikloj portis interago kun neaktiva molekuloj. Ĉu ilia konvertiĝo en molekuloj kaj radikaluloj, respektive.
- La fina paŝo estos rompi la ĉenon. Tie rekombino aŭ malapero de la aktiva partikloj. Tiel finiĝis la disvolviĝo de ĉeno reago.
La procezo de halogenación
Ĝi estas bazita sur la mekanismo de radikalaj tipo. Alkano halogenación reago okazas de radiado kun ultraviola lumo kaj hejtado de miksaĵo de halogenaj kaj hidrokarbonoj.
Ĉiuj stadioj de la procezo estas submetitaj al la regulo ke deklaris Markovnikov. Ĝi diras, ke suferas anstataŭo por halogena, precipe hidrogeno, kiu apartenas al la hidrogenados karbono. Halogenación okazas en la sekva sekvenco: de primaria al terciaraj karbona atomo.
La procezo okazas pli bone en alkano molekuloj kun la longa ĉefa hidrokarbono ĉeno. Ĉi tio estas pro la malpliigo de ionizante energio en ĉi tiu direkto, la substanco facile fendita elektrono.
Ekzemplo estas la cloración de metano molekuloj. La ago de transviola radiado kaŭzas forkiĝanta kloron radikalaj specioj kiuj efektivigi atakon sur la alkano. Apartigo okazas kaj la formado de atoma hidrogeno H 3 C · aŭ metilo radikala. Tia partiklo, siavice, ataki la molekula kloron, kaŭzante detruo de ĝia strukturo kaj formado de nova kemia.
Je ĉiu etapo la anstataŭigo procezo estas efektivigita nur unu atomo de hidrogeno. La halogenación reago de alcanos kondukas al la laŭgrada formado de hlormetanovoy, dichloromethane kaj trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy molekulo.
Esquemáticamente, la procezo estas la jena:
H 4 C + Cl: Cl → H 3 CCL + HCl,
H 3 CCL + Cl: Cl → H 2 CCL 2 + HCl,
H2 CCL 2 + Cl: Cl → HCCl 3 + HCl,
HCCl 3 + Cl: Cl → CCL 4 + HCl.
Kontraste al la cloración de metano molekuloj portante tia procezo kun aliaj alcanos karakterizis akiri substancoj havanta hidrogeno anstataŭigo ne estas unu atomo de karbono, kaj post kelkaj. Ilia kvanta rilatumo asociitaj kun temperaturo indikiloj. En malvarmaj kondiĉoj, malkresko en la indico de formado de derivitaj kun terciara, malĉefa kaj ĉefa strukturo.
Kun kreskanta temperaturo celo rapido de formado de tiaj kombinaĵoj estas ebenigita. En la halogenación procezo estas la influo de la statika faktoro kiu indikas malsaman probablo de kolizio de la radikala kun la atomo de karbono.
Procezo halogenación kun jodo ne okazas en normalaj kondiĉoj. Estas necese krei specialajn kondiĉojn. Kiam malkovrita al metano okazas laŭ halogena okazaĵo hidrogeno yoduro. Ĝi havas efikon al metilo yoduro rezulte elstari komencan reactivos metano kaj jodo. Tia reago estas konsiderita esti reversible.
Wurtz reago de alcanos
Estas metodo por akiri hidrokarbonoj kun la saturita simetria strukturo. Kiel la reactivos estas uzataj natrio metalo, luas bromuros aŭ luas cloruros. Kun lia interago preparita natrio halide kaj pliigis hidrokarbonoj ĉeno kiu estas la sumo de la du hidrokarbonoj radikaluloj. Esquemáticamente, la sintezo estas la jena: R-Cl + Cl-R + 2NA → R-R + 2NaCl.
Wurtz reago de alcanos estas nur ebla se la halogenaj en iliaj molekuloj estas je la primaraj karbona atomo. Ekz-e, CH 3 -CH 2 -CH 2 Br.
Se dum ludado de galogenuglevodorododnaya miksaĵo de du komponaĵojn, en la condensación de tri malsamaj ĉenoj formis produkton. Ekzemplo de ĉi tiu reago povas servi kiel natrio alkano interago kun chloromethanes kaj hloretanom. La produktado estas miksaĵo konsistanta butano, propano kaj etano.
Krom natrio, eblas uzi aliaj alkalaj metaloj, kiuj inkluzivas litio aŭ kalio.
procezo sulfochlorination
Ĝi estas ankaŭ nomata la Reed reago. Ĝi funkcias per la principo de libera anstataŭigo. Ĉi tiu tipo de reago estas tipa de alcanos al la ago de miksaĵo de dióxido de sulfuro kaj molekula kloron en la ĉeesto de transviola radiado.
La procezo komencas kun la komenco de la ĉeno mekanismo kaj enhavis la kloron akirita de la du radikaluloj. Unu atako alcano kiu okazigas luas partikloj kaj molekuloj de cloruro de hidrogeno. Per hidrokarbonoj radikala ligita por formi dióxido de sulfuro kompleksa partikloj. Stabiligi kapto okazas unu kloron atomon el alia molekulo. La fina materialo estas alkano sulfonyl klorido, ĝi estas uzita en la sintezo de surfaco-aktivaj komponaĵoj.
Esquemáticamente, la procezo aspektas tiel:
CLCL → hv ∙ Cl + ∙ Cl,
HR + ∙ Cl → R ∙ + HCl,
R ∙ + Oŝo → ∙ RSO 2,
∙ RSO 2 + ClCl → RSO 2 Cl + ∙ Cl.
La procezoj asociitaj kun nitración
Alcanos reagas kun acida nítrico en solvo 10% kaj kun la tetravalent nitrogeno rusto en gasa stato. Kondiĉoj de lia spritaĵo estas altaj valoroj de temperaturo (ĉirkaŭ 140 ° C) kaj malalta premo valorojn. Je la eligo produktitaj nitroalkanes.
La procezo de libera-radikala tipo nomita laŭ la sciencisto Konovalov, malfermis nitración sintezo CH 4 + HNO 3 → CH 3 NE 2 + H 2 O.
La mekanismo de rompo
Por tipa alkano deshidrogenación kaj ekmankas. Metano molekulo spertas kompletan termika malkomponaĵo.
La baza mekanismo de la supre reagoj estas la fendiĝon de atomoj de alcanos.
deshidrogenación procezo
Al la disigi la hidrogeno atomoj sur la karbona skeleto de parafinoj, krom metano akiras saturitaj komponaĵoj. Tiaj kemiaj reagoj de alcanos provitaj ĉe alta temperaturo (400 al 600 ° C) kaj sub la ago akceliloj kiel plateno, nikelo, kromio oksidoj kaj aluminio.
Se partopreni la reago de etano aŭ propano molekuloj, poste liaj produktoj estos eteno aŭ Propileno kun unu duobla ligo.
La deshidrogenación de la kvar aŭ kvin-karbona skeleto akiris diene kombinaĵo. El formis butano-1,3 butadieno kaj 1,2-butadieno.
Se ĉeestas en la reago substancoj kun 6 aŭ pli atomoj de karbono, la benzeno estas formita. Ĝi havas aromaj ringoj kun tri duoblaj ligoj.
La procezo asociita kun malkomponaĵo
Sub alta temperaturo reago de alcanos migranto kun breĉo karbono katenoj kaj formado de aktivaj specioj de radikala tipo. Tiaj procezoj estas nomata kiel kraketado aŭ pirólisis.
Varmigante la reactivos por temperaturoj tre 500 ° C, rezultigas la descomposición de la molekuloj en kiuj formiĝas kompleksaj miksaĵoj de luas-tipo radikaluloj.
Efektivigi sub forta hejtado de la pirólisis de alcanos kun karbona ĉeno longo devas akiri saturita kaj saturitaj komponaĵoj. Ĝi estas nomita termika ekmankas. Tiu procezo estas uzata ĝis la mezo de la 20a jarcento.
La malavantaĝo estis akiri hidrokarbonoj kun malalta octanaje nombro (malpli ol 65), tiel ĝi estis anstataŭita krakas katalizilo. La procezo okazas ĉe temperaturoj kiuj estas sub 440 ° C, kaj premoj de malpli ol 15 atmosferoj, en ĉeesto de aluminosilicate akcelilo eldono alcanos havanta ramificado strukturo. Ekzemplo estas la pirólisis de metano: 2CH 4 → t ° C 2 H 2 + 3H 2. La formis acetileno kaj molekula hidrogeno dum la reago.
La molekulo povas esti submetita al metano konvertiĝo. Al ĉi tiu reago postulas akvon kaj nikelo katalizilo. La produktado estas miksaĵo de monóxido de karbono kaj hidrogeno.
oxidación procezoj
La kemiaj reagoj kiuj estas tipa alkano asociita kun elektronika efiko.
Ekzistas aŭtomate oxidación de parafinoj. Ĝi engaĝas libera radikala mekanismo de oxidación de saturita hidrokarbonoj. Dum la reago, likva fazo alkano hydroperoxide akiris. Komence parafino molekulo reagas kun oksigeno en la asignita aktiva radikaluloj. Sekva, luas partiklo interagas alia molekulo O2, akiris ∙ ROO. Ekde la peroxi radikala de acida graso estas kontaktita alkano molekulo, kaj tiam liberigita hydroperoxide. Ekzemplo estas la autooxidation de etano;
C 2 H 6 + O2 → ∙ C 2 H 5 + hu ∙,
∙ C 5 H 2 + Aŭ 2 → ∙ OOC 2 H 5,
∙ OOC 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + ∙ C 2 H 5.
Por alkano karakterizita de la reago de brulado kiu estas ĉefe kemiaj ecoj, por determini la komponado de brulaĵo. Ili estas oksidativa en naturo kun la emisión de varmego: 2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O.
Se la procezo estas observita en malgranda kvanto de oksigeno, la fino produkto povas esti divalent karbono aŭ monóxido de karbono, kiu estas determinita de la koncentriĝo de O 2.
En la oxidación de alcanos sub la influo de kataliza substancoj kaj varmigita al 200 ° C akiras alkoholon molekulo, aldehido aŭ acida carboxílico.
EKZEMPLO etano;
C 2 H 6 + O2 → C 2 H 5 OH (etanolo),
C 2 H 6 + O2 → CH 3 CHO + H2O (ethanal kaj akvo)
2C 2 H 6 + 3aŭ 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (ethanoic acido kaj akvo).
Alcanos eblas oxidado sub la ago de cikla peróxidos trinomial. Tiuj inkludas dimetilo dioxirane. La rezulto estas la oxidación de parafinoj alkoholo molekulo.
Reprezentantoj parafinoj ne respondas al KMnO 4 aŭ kalio permanganato, kaj ankaŭ bromo akvo.
isomerización
La alcanos karakterizis anstataŭigo tipo reago kun electrophilic meĥanismo. Tiu estas referita isomerización de la karbona ĉeno. Katalizas tiun procezon la cloruro de aluminio, kiu reagis per saturita parafino. Ekzemplo estas la isomerización de butano molekulon, kiu estas 2-methylpropane: C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3.
procezo gustiganta
Saturita substancoj en kiu la ĉefa karbona ĉeno enhavas ses aŭ pli atomoj de karbono, kapablas stiri dehydrocyclization. Por la mallonga molekuloj ne karakterizaj de ĉi tiu reago. La rezulto estas ĉiam ses-membered ringo kiel ciclohexano kaj derivitaj de tio.
En la ĉeesto de reago akceliloj, kaj pasas la plua deshidrogenación de konvertiĝo en pli stabilan benzeno ringo. Ĝi okazas konvertado necikla hidrokarbonoj al Aromatics aŭ areno. Ekzemplo estas la dehydrocyclization de Heksano:
H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (ciclohexano)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (benzeno).
Similar articles
Trending Now