1. Алканы ряда метана, их общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Метан, химические свойства (горение, реакция замещения) и применение.
Алканы (предельные, насыщенные) – это нециклические углеводороды, в молекулах, которых атомы углерода связаны друг с другом только простыми (σ-связями). Алканы имеют общую формулу CnH2n+2, не присоединяют водород и другие элементы.
Природные источники алканов – нефть, природный газ.
Гомологический ряд алканов:
СН4 метан С6Н14 гексан
С2Н6 этан С7Н16 гептан
С3Н8 пропан С8Н18 октан
С4Н10 бутан С9Н20 нонан
С5Н12 пентан С10Н22 декан
Гомологами называются вещества сходные по свойствам, но различающиеся по строению молекул на одну или несколько групп - CH2-.
Изомерия алканов.
Изомеры – вещества, имеющие одинаковый состав молекул, но различное химическое строение. Например, существуют три изомера пентана С5Н12 :
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 н-пентан
C
H3-CH-CH2-CH3
СН3
СН3
CH3-C-CH3
СН3
2-метилбутан 2,2-диметилпропан
Химические свойства.
1. Реакции замещения (галогенирование – идёт на свету)
СН4+Cl2 → CH3Cl+HCl
хлорметан
СН3Cl+Cl2 → CH2Cl2+HCl
дихлорметан
СН2Cl2+Cl2 → CHCl3+HCl
трихлорметан
СН3Cl+Cl2 → CCl4+HCl
тетрахлорметан
2. Горение
CH4 + 2O2 → CO2 +2H2O + Q
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O + Q
3. Разложение.
СН4→ С+2Н2 (получение сажи и водорода)
2СН4→ С2Н2+3Н2 (получение ацетилена)
4. Изомеризация.
СН3-СН2-СН2-СН3 → СН3-СН-СН3
СН3
Применение алканов
Газообразные алканы используются в качестве ценного топлива. Алканы являются важным сырьём для получения разнообразных органических соединений – пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств и многих других веществ.
2.Циклоалканы, их общая формула, строение, свойства, нахождение в природе, практическое значение.
Циклоалканы – циклические углеводороды с простыми связями и общей формулой СnН2n. Циклоалканы входят в состав нефти.
Гомологический ряд циклоалканов:
циклопропан циклобутан циклопентан циклогексан
Изомеры циклопентана С5Н10:
СН2-СН-СН3
СН – СН2-СН3
СН2-СН2 СН2-СН2
циклопентан 1-метилциклобутан 1-этилциклопропан
Химические свойства циклоалканов. Циклоалканы по свойствам сходны с алканами: малоактивны, горючи, атомы водорода в них могут замещаться галогенами.
1. Окисление. Циклоалканы горят, не обесцвечивают KMnO4
С4Н8 + 6О2→4СО2 + 4Н2О
2. Реакции замещения – галогенирование:
Практическое значение: циклоалканы входят в состав нефтепродуктов (топливо), используются как растворители органических веществ, из них получают ароматические углеводороды.