Застосування

Застосування метану дуже різноманітне. У вигляді природного газу метан широко використовується у якості палива. Метан є вихідним продуктом для одержання метанолу, оцтової кислоти, синтетичних канчуків, синтетичного бензину тощо. Для синтезу багатьох продуктів у промисловості використовують так званий синтез-газ, який одержують з метану.

Широко застосовуються продукти хімічних перетворень метану: вуглець (сажа) – для виготовлення гуми, друкарських фарб; водень – у синтезі амоніаку; хлорметан СН₃Сl – газ, який легко зріджується і при наступному випаровуванні поглинає велику кількість теплоти, тому він використовується у холодильних установках; дихлорметан СН₂Сl₂, трихлорметан СНСl₃ і тетрахлорметан ССl₄ – рідини, які використовуються в якості розчинників; трихлорметан (інша назва хлороформ) довгий час використовувався в медицині як знеболював під час хірургічних операцій; тетрахлорметан – засіб гасіння вогню. Продукту повного окиснення метану є вихідними для виготовлення пластмас, використовуються в органічному синтезі.

Завдання для самоконтролю

5. Як розміщуються електрони на енергетичних рівнях і підрівнях у атомі Карбону? Чому в атомі Карбону можливе розпарювання 2s-електронів і яка у них форма електронних хмар?

6. Які речовини називаються насиченими вуглеводнями? Навести приклади.

7. Завдяки якій властивості метану його можна спостерігати у вигляді бульбашок на поверхні заболочених водойм?

8. Що називається явищем гібридизації?

9. В які реакції вступає метан? Напишіть рівняння, визначте типи реакцій.

10. Які реакції називаються ланцюговими?

11. Обґрунтуйте хімічними властивостями галузі застосування метану.

§3. Гомологи метану Гомологічний ряд

Загальна формула насичених вуглеводнів: С_nH_2n+2,

де n – порядковий номер.

n=1 СН₄ – метан n=6 С₆Н₁₄ – гексан

n=2 С₂Н₆ – етан n=7 С₇Н₁₆ – гептан

n=3 С₃Н₈ – пропан n=8 С₈Н₁₈ – октан

n=4 С₄Н₁₀ – бутан n=9 С₉Н₂₀ – нонан

n=5 С₅Н₁₂ – пентан n=10 С₁₀Н₂₂ – декан

Назви перших сполук цього ряду склалися історично, починаючи з п’ятої сполуки назви утворюються від грецьких чисел з додаванням суфікса –ан.

Кожен наступний вуглеводень відрізняється від попереднього групою атомів СН₂.

Н априклад: С₂Н₆

СН₄

СН₂

Група СН₂ називається гомологічна різниця.

Сполуки, що мають подібну будову молекул і подібні хімічні властивості та різняться між собою за складом на одну або декілька груп СН₂, називаються гомологами, а ряд таких сполук – гомологічним рядом.

Структурні формули

Структурні формули, якими часто користуються в органічній хімії, є площинними схемами молекул, що відображають лише послідовність розміщення атомів у молекулах. Реальна ж їхня будова відрізняється від схематичного зображення, оскільки атоми розміщуються у тривимірному просторі.

Карбон в органічній хімії завжди чотиривалентний. Якщо кожну валентність позначити рисками, то карбон повинен мати чотири риски із чотирьох боків. Наведемо декілька прикладів структурних і напівструктурних формул.

Метан: молекулярна формула: СН4 структурна формула: Н Н С Н Н Пропан: молекулярна формула: С3Н8 структурна формула: Н Н Н Н С С С Н Н Н Н напівструктурна формула: СН3 СН2 СН3

Етан: молекулярна формула: С2Н6 структурна формула: Н Н Н С С Н Н Н напівструктурна формула: СН3 СН3 Бутан: молекулярна формула: С4Н10 структурна формула: Н Н Н Н Н С С С С Н Н Н Н Н напівструктурна формула: СН3 СН2 СН2 СН3