Алканы

Алканы:

Алканы - это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями. Формула -

Физические  свойства:

• Температуры плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи
• При нормальных условиях неразветвлённые алканы с CH₄ до C₄H₁₀ — газы; с C₅H₁₂ до C₁₃H₂₈ — жидкости; после C₁₄H₃₀ — твёрдые тела.
• Температуры плавления и кипения понижаются от менее разветвленных к более разветвленным. Так, например, при 20 °C н-пентан — жидкость, а неопентан — газ.

Химические свойства:

• Галогенирование

это одна из реакций замещения. В первую очередь галогенируется наименее гидрированый атом углерода (третичный атом, затем вторичный, первичные атому галогенируются в последнюю очередь). Галогенирование алканов проходит поэтапно — за один этап замещается не более одного атома водорода:

1. CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (хлорметан)
2. CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl (дихлорметан)
3. CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl (трихлорметан)
4. CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl (тетрахлорметан).

Под действием  света молекула хлора распадается  на радикалы, затем они атакуют  молекулы алкана, забирая у них атом водорода, в результате этого образуются метильные радикалы ·СН₃, которые сталкиваются с молекулами хлора, разрушая их и образуя новые радикалы.

• Горение

Основным химическим свойством предельных углеводородов, определяющих их использование в  качестве топлива, является реакция  горения. Пример:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q

В случае нехватки кислорода вместо углекислого газа получается угарный газ или уголь (в зависимости от концентрации кислорода).

В общем виде реакцию горения алканов можно записать следующим образом:

С_nН_2n+2 +(1,5n+0,5)O₂= nCO₂ + (n+1)H₂O

• Разложение

Реакции разложения происходят лишь под влиянием больших  температур. Повышение температуры  приводит к разрыву углеродной связи  и образованию свободных радикалов.

Примеры:

CH₄ → C + 2H₂ (t > 1000 °C)

C₂H₆ → 2C + 3H₂

Алкены:

Алкены-это непредельные углеводороды,содержащие в молекуле,кроме одинарных связей,одну двойную углерод-углеродную связь.Формула- C_nH_2n

Принадлежность  углеводорода к классу алкенов отражают родовым суффиксом –ен в его названии.

Физические  свойства:

• Температуры плавления и кипения алкенов (упрощенно) увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи.
• При нормальных условиях алкены с C₂H₄ до C₄H₈ — газы; с C₅H₁₀ до C₁₇H₃₄ — жидкости, после C₁₈H₃₆ — твёрдые тела. Алкены не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях.

Химические  свойства:

• Дегидратация-это процесс отщепления молекулы воды от молекулы органического соединения.
• Полимеризация-это химический процесс соединения множества исходных молекул низкомолекулярного вещества в крупные молекулы полимера.

Полимер-это высокомолекулярное соединение ,молекулы которого состоят из множества одинаковых структурных звеньев.

Алкадиены:

Алкадиены -это непредельные углеводороды, содержащие в молекуле,кроме одинрных связей ,дведвойные углерод-углеродные связи.Формула- . Диены являются структурными изомерами алкинов.

Физические  свойства:

Бутадие́н — газ (tкип −4,5 °C), изопрен — жидкость, кипящая при 34 °C, диметилбутадиен — жидкость, кипящая при 70 °C. Изопрен и другие диеновые углеводороды способны полимеризоваться в каучук. Натуральный каучук в очищенном состоянии является полимером с общей формулой (С5Н8)n и получается из млечного сока некоторых тропических растений.

Каучук хорошо растворим в бензоле, бензине, сероуглероде. При низкой температуре становится ломким, при нагревании липким. Для  улучшения механических и химических свойств каучука его превращают в резину, подвергая вулканизации. Для получения резиновых изделий  сначала их формуют из смеси каучука  с серой, а также с наполнителями: сажей, мелом, глиной и некоторыми органическими  соединениями, служащими для ускорения  вулканизации. Затем изделия нагревают  — горячая вулканизация. При вулканизации сера химически связывается с  каучуком. Кроме того, в вулканизированном  каучуке сера содержится в свободном  состоянии в виде мельчайших частиц.

Диеновые углеводороды легко полимеризуются. Реакция полимеризации диеновых углеводородов лежит в основе синтеза каучука. Вступают в реакции присоединения (гидрирование, галогенирование, гидрогалогенирование):

H₂C=CH-CH=CH₂ + H₂ -> H₃C-CH=CH-CH₃ 

Алкины:

Алкины-этонепредельные углеводороды молекулы которых содержат ,помимо одинарных связей,одну тройную углерод-глеродную связь.Формула-C_nH_2n-2

Физические  свойства:

   Алкины по своим физическим свойствам напоминают соответствующие алкены. Низшие (до С₄) — газы без цвета и запаха, имеющие более высокие температуры кипения, чем аналоги в    алкенах.

   Алкины плохо растворимы в воде, лучше — в органических растворителях.

Химические  свойства:

• Реакции галогенирования

Алкины способны присоединять одну или две молекулы галогена с образованием соответствующих галогенпроизводных:

• Гидратация

В присутствии  солей ртути алкины присоединяют воду с образованием ацетальдегида (для ацетилена) или кетона (для прочих алкинов)