Tatanan, Pendidikan menengah lan sekolah
Apa sing reaksi khas kanggo alkanes
Saben kelas senyawa kimia bisa ngetokne amerga struktur elektronik. Kanggo alkanes reaksi substitusi khas, cleavage utawa oksidasi molekul. Kabeh pangolahan kimia duwe aliran tartamtu dhewe, kang bakal luwih rembugan.
Apa alkanes
senyawa hidrokarbon iki kebak, kang dikenal minangka paraffin. Iki molekul kalebu mung atom karbon lan hidrogen, sing linear utawa branched chain acyclic kang ana mung senyawa siji. Given karakteristik kelas, sampeyan bisa ngetung apa karakteristik reaksi saka alkanes. Padha mbangun-turut rumus kabeh kelas: H 2N + 2 C n.
struktur kimia
molekul Paraffin dumadi atom karbon mameraken sp 3 cara nyangkok. Kabeh padha papat orbitals valence duwe wangun padha, energi lan arah ing papan. Ukuran amba antarane tingkat energi 109 ° lan 28 '.
Ing ngarsane ikatan tunggal ing molekul nemtokake apa reaksi karakteristik saka alkanes. Padha ngemot σ-senyawa. Komunikasi antarane carbons punika nonpolar lan sipaté polarizable, iku rada luwih dawa saka C-H. Uga, Kapadhetan elektron saka shift menyang atom karbon sing paling keelektronegatifan. Ing senyawa asil ditondoi dening C-H kutub kurang.
reaksi substitusi
paraffins bahan kimia kelas duwe kegiatan kimia kurang. Iki bisa diterangno dening kekuatan ikatan antar C-C lan C-H, kang hard kanggo break amarga saka non-kutub. Ing basis saka karusakan sing mekanisme homolytic, endi jinis radikal bebas melu. Sing kok alkanes ditondoi dening reaksi substitusi. bahan kimia kayata bisa sesambungan karo molekul banyu utawa ion saka pelaku usaha daya.
Padha pangkat substitusi radikal bebas kang atom hidrogen sing diganti dening unsur halogen utawa grup aktif. reaksi iki kalebu pangolahan related kanggo halogenation, sulfochlorination lan nitration. Iki mimpin kanggo preparation saka asale alkana.
- Proses wiwit karo wiwitan nucleation utawa chain, kang radikal bebas sing kawangun. Katalis sumber cahya ultraviolet lan panas.
- Banjur develops chain kang partikel aktif sukses digawa interaksi karo molekul aktif. Konversi menyang molekul lan radikal, mungguh.
- Langkah Final bakal break chain. gabungan ulang Ana utawa ngilang saka partikel aktif. Mangkono mungkasi pembangunan reaksi rantai.
Proses halogenation
Iku adhedhasar mekanisme saka jinis radikal. Alkana reaksi halogenation njupuk Panggonan sing diciptakaké kanthi panyinaran karo cahya ultraviolet lan panas kang dicampur saka halogen lan hidrokarbon.
Kabeh orane tumrap sekolah saka proses sing tundhuk ing aturan sing nyatakake Markovnikov. Nanging States sing ngalami substitusi dening halogen, utamané hidrogen, kang belongs kanggo karbon hydrogenated. Halogenation njupuk Panggonan ing urutan ngisor iki: saka utami menyang atom karbon tersier.
Proses njupuk nyeleh luwih ing molekul alkana mawi chain hidrokarbon utama dawa. Iki amarga ing nyuda saka energi ionizing ing arah, inti sing luwih gampang dipecah elektron.
Conto punika chlorination molekul metana. Padamelan ultraviolet radiation nimbulaké spesies radikal pisah khlor sing nindakake anggempur ing alkana ing. Misahake ana lan tatanan saka atom hidrogen H 3 C · utawa metil radikal. Partikel kuwi, ing siji, nyerang khlor molekul, anjog ing karusakan saka sawijining struktur lan tatanan saka kimia anyar.
Ing saben tataran proses substitusi wis digawa metu mung siji atom hidrogen. Reaksi halogenation saka alkanes ndadékaké menyang tatanan bertahap saka hlormetanovoy, dichloromethane, lan molekul trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy.
Schematically, proses punika minangka nderek:
H 4 C + Cl: Cl → H 3 CCL + HCl,
H 3 CCL + Cl: Cl → H 2 CCL 2 + HCl,
H 2 CCL 2 + Cl: Cl → HCCl 3 + HCl,
HCCl 3 + Cl: Cl → CCL 4 + HCl.
Ing kontras menyang chlorination molekul metana mawa proses kuwi karo alkanes liyane ditondoi diwenehi bahan kimia gadhah substitusi hidrogen ora siji atom karbon, lan ing sawetara. aspek jumlah sing digandhengake karo pratondho suhu. Ing kahanan kadhemen, nyuda ing tingkat saka tatanan asale karo struktur tersier, secondary lan utami.
Karo nambah kacepetan target suhu tatanan saka senyawa kayata leveled. Ing proses halogenation ana pengaruh saka faktor statis kang nuduhake probability beda tabrakan saka radikal karo atom karbon.
Proses halogenation karo yodium ora dumadi ing kahanan normal. Sampeyan perlu kanggo nggawe kahanan khusus. Nalika kapapar gas metana ana miturut halogen iodide kedadeyan hidrogen. Iku duwe pengaruh ing metil iodide minangka asil ngadeg metu reactants dhisikan metana lan yodium. reaksi kuwi dianggep dadi isa.
reaksi Wurtz saka alkanes
Iku cara kanggo nggayuh hidrokarbon karo struktur asalipun kebak. Minangka reactants digunakake sodium logam, bromides alkyl utawa amonium alkyl. Kanthi interaksi disiapake sing sodium halide lan tambah chain hidrokarbon kang jumlah saka loro radikal hidrokarbon. Schematically, sintesis punika minangka nderek: R-Cl + Cl-R + 2NA → R-R + 2NaCl.
reaksi Wurtz saka alkanes mung bisa yen halogen ing molekul sing ana ing atom karbon utami. Contone, CH 3 -CH 2 -CH 2 Br.
Yen sak muter dicampur galogenuglevodorododnaya kalih senyawa, ing kondensasi telung rentengan beda produk kawangun. Tuladha reaksi bisa ngawula minangka interaksi alkana sodium karo chloromethanes lan hloretanom. output iku dicampur dumadi butane, propana lan etana.
Kejabi sodium, bisa nggunakake logam alkali liyané, kang kalebu lithium utawa kalium.
proses sulfochlorination
Kutha iki uga disebut reaksi Reed. Nganggo prinsip panggantos free. Jinis reaksi khas alkanes kanggo tumindak kang dicampur saka belerang dioxide lan khlor molekul ing ngarsane ultraviolet radiation.
Proses wiwit karo wiwitan saka mekanisme chain, endi khlor dipikolehi saka rong radikal. Salah serangan alkana sing menehi munggah menyang partikel alkyl lan molekul hidrogen klorida. Miturut hidrokarbon ditempelake radikal mbentuk partikel Komplek belerang dioxide. Stabil Jupuk ana siji atom klorin saka molekul liyane. Materi final iku sawijining sulfonyl klorida alkana, kang digunakake ing sintesis senyawa lumahing-aktif.
Schematically, proses katon kaya iki:
CLCL → hv ∙ Cl + ∙ Cl,
HR + ∙ Cl → R ∙ + HCl,
R ∙ + Oso → ∙ RSO 2,
∙ RSO 2 + ClCl → RSO 2 Cl + ∙ Cl.
Pangolahan digandhengake karo nitration
Alkana nanggepi karo asam nitrat ing solusi 10% lan karo oxide tetravalent nitrogen ing negara gaseous. Kondisi kedadeyan sawijining angka sing dhuwur suhu (bab 140 ° C) lan nilai kurang meksa. Ing output diprodhuksi nitroalkanes.
Proses-radikal bebas jinis dijenengi sawise ilmuwan Konovalov, kabuka sintesis nitration: CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O.
Mekanisme cleavage
Kanggo dehydrogenation alkana khas lan gawe. molekul metana diwiwiti saka dekomposisi panas lengkap.
Mekanisme dhasar saka reaksi ndhuwur yaiku panguraian saka atom saka alkanes.
proses dehydrogenation
Nalika pamisahan atom hidrogen ing balung karbon saka paraffins, kajaba metana sing dijupuk senyawa unsaturated. reaksi kimia, kaya saka alkanes dites ing suhu dhuwur (400 kanggo 600 ° C) lan wonten ing accelerators tumindak minangka platinum, nikel, oksida krom lan aluminium.
Yen nderek ing reaksi saka molekul etana utawa propana, banjur produk bakal ethene utawa propene karo siji ikatan dobel.
The dehydrogenation saka balung papat utawa lima-karbon dijupuk senyawa diene. Saka kawangun butadiena butane-1,3 lan 1,2-butadiena.
Yen saiki ing bahan kimia reaksi karo 6 utawa luwih atom karbon, bensin iki kawangun. Wis ring gondho karo telung ikatan pindho.
Proses gadhah bosok
Ing suhu dhuwur reaksi saka alkanes bisa ngliwati karo ikatan karbon longkangan lan tatanan saka spesies aktif jinis radikal. pangolahan kuwi diarani minangka gawe utawa pyrolysis.
Dadi panas reactants Suhu ngluwihi 500 ° C, asil ing bosok saka molekul kang dibentuk campuran kompleks alkyl-jinis radikal.
Mbeta metu ing kuwat dadi panas saka pyrolysis saka alkanes karo dawa ranté karbon amarga diwenehi senyawa jenuh lan unsaturated. Iku diarani gawe termal. Proses iki digunakake nganti abad kaping 20.
drawback iki diwenehi hidrokarbon kanthi nomer octane kurang (kurang saka 65), supaya iki diganti gawe katalis. Proses njupuk Panggonan ing Suhu sing ngisor 440 ° C, lan tekanan kurang saka 15 atmosfèré, ing ngarsane saka alkanes release accelerator aluminosilicate gadhah struktur branched. Conto punika pyrolysis metana: 2CH 4 → t ° C 2 H 2 + 3H 2. hidrogen asetilena lan molekul kawangun sak reaksi.
molekul bisa nelukake konversi metana. Kanggo reaksi iki mbutuhake banyu lan katalis nikel. output iku dicampur saka karbon monoksida lan hidrogen.
pangolahan oksidasi
Ing reaksi kimia sing alkana khas gadhah impact elektron.
Ana otomatis oksidasi paraffins. Melu-melu mekanisme radikal bebas saka oksidasi hidrokarbon kebak. Sak reaksi, phase Cairan hydroperoxide alkana dijupuk. Kaping pisanan molekul paraffin ditanggepi karo oksigen ing radikal aktif diparengake. Sabanjure, alkyl partikel interaksi liyane molekul O 2, dijupuk ∙ District. Wiwit radikal peroxy saka asam lemak hubungi molekul alkana, lan banjur dirilis hydroperoxide. Conto punika autooxidation saka etana:
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + Hoo ∙,
∙ C 5 H 2 + O 2 → ∙ OOC 2 H 5,
∙ OOC 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + ∙ C 2 H 5.
Kanggo alkana ditondoi dening reaksi pembakaran sing utamané kimia, ing nentokake komposisi saka bahan bakar. Padha oksidasi ing alam karo emisi panas: 2C 2 H 6 + 7o 2 → 4CO 2 + 6H 2 O.
Yen proses wis diamati ing jumlah cilik saka oksigen, prodhuk mburi bisa dadi divalent karbon monoksida, kang ditemtokake dening konsentrasi saka O 2.
Ing oksidasi alkanes ing pangaribawa saka bahan kimia katalitik lan digawe panas kanggo 200 ° C sing dijupuk molekul alkohol, aldehida utawa asam karboksilat.
CONTO etana:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (alkohol),
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (ethanal lan banyu)
2C 2 H 6 + 3O 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (asam ethanoic lan banyu).
Alkana bisa dados wonten ing aksi peroxides siklik trinomial. Iki kalebu dimetil dioxirane. Asil punika oksidasi molekul paraffins alkohol.
Perwakilan paraffins ora nanggepi KMnO 4 utawa kalium permanganate, uga banyu bromine.
isomerization
On alkanes ditondoi reaksi jinis substitusi karo mekanisme elektrofilik. Iki diarani isomerization saka chain karbon. Catalyzes proses iki aluminium klorida, kang reacted karo paraffin kebak. Conto punika isomerization saka butane molekul, inggih punika 2-methylpropane: C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3.
proses flavoring
bahan kimia kebak kang chain karbon utama ngandhut enem utawa luwih atom karbon, saged nganakake dehydrocyclization. Kanggo molekul cendhak ora karakteristik saka reaksi iki. Asil tansah ring enem-membered minangka sikloheksana lan asale kuwi.
Ing ngarsane accelerators reaksi, lan liwat ing dehydrogenation luwih saka konversi menyang ring bensin luwih stabil. Nanging ana nindakake hidrokarbon acyclic kanggo aromatics utawa arena. Conto punika dehydrocyclization saka Heksana:
H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (sikloheksana)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (benzena).
Similar articles
Trending Now