МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение
Среднего профессионального образования
«Волгоградский филиал МГГЭИ»
СРС №1
по химии
Тема: «Углеводороды»
Выполнил: студент группы ПИ-1111-О
Денисенко Вадим Дмитриевич
Проверил: преподаватель химии
Овчинников Владислав Геннадьевич
Волгоград, 2012
Содержание___________________________________
Введение…………………………………………………………………………..3
1. Алканы………………………………………………………………………….4
1.1. Строение............................................................................................................4
1.2. Получение………………………………………………………………….....5
1.3. Физические свойства…………………………………………………………6
1.4. Химические свойства………………………………………………………...6
1.5. Применение…………………………………………………………………...7
2. Алкены…………………………………………………………………………..8
2.1. Строение............................................................................................................8
2.2. Получение………………………………………………………………….....9
2.3. Физические свойства………………………………………….………….…10
2.4. Химические свойства…………………………………………………..…...10
2.5. Применение……………………………………………………………..…...11
3. Алкадиены……………………………………………………………………..12
3.1. Строение..........................................................................................................12
3.2. Получение…………………………………………………………………...12
3.3. Физические свойства………………………………………………………..13
3.4. Химические свойства……………………………………………………….13
3.5. Применение………………………………………………………………….15
4. Алкины………………………………………………………………………...16
4.1. Строение..........................................................................................................16
4.2. Получение…………………………………………………………………...17
4.3. Физические свойства………………………………………………………..18
4.4. Химические свойства……………………………………………………….18
4.5. Применение………………………………………………………………….19
5. Циклоалканы…………………………………………………………………..20
5.1. Строение..........................................................................................................21
5.2. Получение…………………………………………………………………...22
5.3. Физические свойства………………………………………………………..23
5.4. Химические свойства……………………………………………………….23
5.5. Применение………………………………………………………………….24
Введение
Углеводороды — органические соединения, состоящие исключительно из атомов углерода и водорода. Углеводороды считаются базовыми соединениями органической химии, все остальные органические соединения рассматривают как их производные.
Поскольку углерод имеет четыре валентных электрона, а водород — один, простейший углеводород — метан (CH4).
При систематизации углеводородов принимают во внимание строение углеродного скелета и тип связей, соединяющих атомы углерода. В зависимости от топологии строения углеродного скелета углеводороды подразделяют на ациклические и карбоциклические. В зависимости от кратности углерод-углеродных связей углеводороды подразделяют на предельные (алканы) и непредельные (алкены, алкины, диены). Циклические углеводороды разделяют на алициклические и ароматические.
Алканы
Алканы – алифатические (ациклические) предельные углеводороды, в которых атомы углерода связаны между собой простыми (одинарными) связями в неразветвленные или разветвленные цепи.
Алканы — углеводороды, состав которых выражается общей формулой CnH2n+2, где n – число атомов углерода.
Строение алканов
Химическое строение (порядок соединения атомов в молекулах) простейших алканов – метана, этана и пропана – показывают их структурные формулы, приведенные в разделе 2. Из этих формул видно, что в алканах имеются два типа химических связей:
С–С и С–Н
Связь С–С является ковалентной неполярной. Связь С–Н - ковалентная слабополярная, т.к. углерод и водород близки по электроотрицательности (2.5 - для углерода и 2.1 - для водорода). Образование ковалентных связей в алканах за счет общих электронных пар атомов углерода и водорода можно показать с помощью электронных формул:
Электронные и структурные формулы отражают химическое строение, но не дают представления о пространственном строении молекул, которое существенно влияет на свойства вещества.
Пространственное строение, т.е. взаимное расположение атомов молекулы в пространстве, зависит от направленности атомных орбиталей (АО) этих атомов. В углеводородах главную роль играет пространственная ориентация атомных орбиталей углерода, поскольку сферическая 1s-АО атома водорода лишена определенной направленности.
Пространственное расположение АО углерода в свою очередь зависит от типа его гибридизации. Насыщенный атом углерода в алканах связан с четырьмя другими атомами. Следовательно, его состояние соответствует sp3-гибридизации. В этом случае каждая из четырех sp3-гибридных АО углерода участвует в осевом (σ-) перекрывании с s-АО водорода или с sp3-АО другого атома углерода, образуя σ-связи С-Н или С-С.
Получение алканов
Алканы выделяют из природных источников (природный и попутный газы, нефть, каменный уголь). Используются также синтетические методы.
1. Крекинг нефти (промышленный способ)
При крекинге алканы получаются вместе с непредельными соединениями (алкенами). Этот способ важен тем, что при разрыве молекул высших алканов получается очень ценное сырье для органического синтеза: пропан, бутан, изобутан, изопентан и др.
2. Гидpиpование непpедельных углеводоpодов:
3. Газификация твердого топлива (при повышенной температуре и давлении, катализатор Ni):
4. Из синтез-газа (СО + Н2) получают смесь алканов:
5. Синтез более сложных алканов из галогенопpоизводных с меньшим
числом атомов углеpода:
6. Из солей карбоновых кислот:
а) сплавление со щелочью (реакция Дюма)
б) электролиз по Кольбе
7. Разложение карбидов металлов (метанидов) водой:
