Органическая химия Предельные углеводороды

Органическая химия – это раздел химической науки, в котором изучаются соединения углерода и их превращения. В наши дни к органическим веществам относятся углеродосодержащие вещества, как те, которые образуются в живых организмах, так и те, которые синтезируют. Насчитывается около 6,5млн органических веществ, и их число продолжает расти. Выдающийся русский ученый А. М. Бутлеров создал теорию химического строения органических соединений. Разработанная им теория не только объяснила строение молекул всех известных органических веществ и их свойства, но и дала возможность теоретически предвидеть существование неизвестных и новых веществ, найти путь их синтеза.

Углеводороды – это органические соединения, состоящие из двух элементов – углерода и водорода. Углеводороды с общей формулой C n H 2n+2, которые не присоединяют водород и другие элементы, называются придельными углеводородами или алканами (парафинами).

Строение молекул метан CH 4 Схема выравнивания (гибридизация) s- и р-электронных облаков в атоме углерода и расположение гибридных электронных облаков в пространстве; перекрывание гибридных электронных облаков атома углерода с s-электронными облаками атомов водорода в молекуле метана

Существует много углеводородов, сходных с метаном, т. е. гомологов метана (греч. «гомолог» сходный). В их молекулах имеются два, три, четыре и более атомов углерода. Каждый последующий углеводород отличается от предыдущего группой атомов СН 2 (группу СН 2 называют гомологической разностью). Электронное и пространственное строение других представителей предельных углеводородов сходно со строением молекулы метана. В молекуле этана С 2 Н 6 химическая связь образуется между двумя атомами углерода перекрыванием двух гибридных электронных облаков. Так как гибридные электронные облака атомов углерода направлены к вершинам тетраэдра, то при образовании молекулы пропана С 3 Н 8 направление химической связи между вторым и третьим атомами углерода не может совпадать с направлением связи между первым и вторым атомами углерода. Образуется угол '. Такие же углы существуют между четвертым, пятым и другими атомами углерода. Углеродная цепь поэтому принимает зигзагообразную форму.

этан пропан C 2 H 6 C 3 H 8

1. Наиболее характерными реакциями предельных углеводородов являются реакции замещения.

2. Все предельные углеводороды горят с образованием оксида углерода (IV) и воды. CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + 880кДж 3. При сильном нагревании (выше C) без доступа воздуха предельные углеводороды разлагаются. CH 4 = C + 2H 2 Если метан нагреть до более высокой температуры (15000C), то реакция происходит так: 2CH 4 = H – C C – H + 3H 2 ацетилен 4. Углеводороды нормального строения под влиянием катализаторов и при нагревании подвергаются реакциям изомеризации и превращаются в углеводороды разветвленного строения. CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 –CH 3 = CH 3 – CH – CH 2 – CH 3 CH 3

1.В лаборатории. CH 3 COONa + NaOH = CH 4 + Na 2 CO 3 2.Реакция Вюрца. 2CH 3 Cl + 2Na = C 2 H 6 + 2NaCl

1.Какие соединения называются предельными углеводородами? Приведите примеры. 2.Составьте сокращенные структурные формулы и подпишите названия всех возможных изомеров гексана. 3.Охарактеризуйте физические свойства предельных углеводородов. 4.Где применяется метан? 5.Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно получить предельные углеводороды.