2.5 Химические реакции метана

Метан – первый член гомологического ряда алканов, наиболее устойчив к химическому взаимодействию.

Подобно другим алканам, вступает в реакции радикального замещения S_R (галогенирование, нитрование, сульфохлорирование).

На воздухе образует взрывоопасные смеси, что является основной причиной взрывов на угольных шахтах.

Применение: получение синтез-газа, ацетилена, технического углерода, синильной кислоты, нитрометана, хлоропроизводных, фреонов.

2.6 Конформации этана

Атомы углерода, связанные одинарной s-связью, свободно вращаются относительно друг друга. Для молекулы этана (СН₃-СН₃) возможно бесконечное число различных расположений атомов водорода в пространстве. Незакрепленные, постоянно меняющиеся расположения атомов в пространстве называются конформациями и их изображают проекциями Ньюмена.

Конформации отличаются потенциаль­ной энергией (Е), т.к. атомы Н и связи С-Н отталкиваются тем сильнее, чем ближе они находятся друг к другу. Из беско­нечного числа конформаций выделяют две:

заслоненная конформация, облада­ющая максимальной энергией, когда атомы Н при различных атомах С наиболее приближены друг к другу;

заторможенная конформация, обладающая минимальной энергией, в которой эти атомы максимально удалены друг от друга.

двугранный угол, град.

Разница в ~12 кДж/моль велика для ут­верждения того, что в данный момент времени абсолютное большин­ство молекул этана находятся в заторможенной конформации; эта величина и слишком мала, чтобы препятствовать вращению одной метильной группы относительно другой.

7. Конформации бутана

Молекула БУТАНА имеет больше конформаций, чем этан. Наибольшую разность энергий имеют конформа­ции, возникающие при вращении относительно друг друга атомов С² и С³. СН₃- группы сильнее отталкиваются друг от друга, чем атомы водорода, поэтому раз­ность энергий между заслоненной и заторможенной конформациями больше, чем у этана (20 кДж/моль). Выделяют скошенную конформацию, когда метильные группы удалены друг от друга, но находятся ближе, чем в заторможенной конформации.

2.8 КОНФОРМАЦИИ ЦИКЛОБУТАНА И ЦИКЛОПЕНТАНА,

СВОБОДНЫЕ ОТ УГЛОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ЦИКЛОБУТАН – для него характерно быстрое превращение двух эквивалентных неплоских «сложенных» конформаций.

ЦИКЛОПЕНТАН - имеет неплоскую конфигурацию за счет опускания одного из углов, которое быстро «пробегает» по всему циклу в результате вращения С – С связей

2.9 КОНФОРМАЦИИ ЦИКЛОГЕКСАНА,

СВОБОДНЫЕ ОТ УГЛОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ

конформация кресла конформация ванны твист-конформация

экваториальные связи аксиальные связи

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА ПЕРЕХОДОВ

МЕЖДУ КОНФОРМАЦИЯМИ ЦИКЛОГЕКСАНА

3. АЛКЕНЫ, ДИЕНЫ

3.1 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКЕНОВ И ДИЕНОВ

Название	Формула	Т пл. 0С	Т.кип. 0 С	ρ, г· см-3
Этилен Пропен Бутен-1 Цис-бутен-2 Транс-бутен-2 Изобутилен Пентен-1 Цис-пентен-2 Транс-пентен-2 Гексен-1 Гептен-1 Октен-1 Нонен-1 Децен-1 Стирол 1,1-дифенилэтилен Аллен Бутадиен-1,3 1-фенилбутадиен-1,3 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен) Пентадиен-1,3 (пиперилен) 3-метилбутен-1 2-метилбутен-2 2,3-диметилбутен-2 Циклопентен Циклопентадиен Циклогексен	СН2=СН2 СН2=СН–СН3 СН2=СН–СН2–СН3 цис-СН3–СН=СН–СН3 транс-СН3–СН=СН–СН3 СН2=С(СН3)2 СН2=СН–(СН2)2–СН3 цис-СН3–СН=СН–СН2 СН3 транс-СН3–СН=СН–СН2СН3 СН2=СН–(СН2)3–СН3 СН2=СН–(СН2)4–СН3 СН2=СН–(СН2)5–СН3 СН2=СН–(СН2)6–СН3 СН2=СН–(СН2)7–СН3 СН2=СН–С6Н5 (С6Н5)2С=CH2 СН2=С=СН2 СH2=CH–CH=CH2 С6Н5– СH=CH–CH=CH2 СH2=C(СH3)–CH=CH2 СH2=CH–CH=CH–СН3 СH2=CH–CН(CH3)–СН3 СH3–C(СН3)=CH–CH3 СH3–C(СН3)=C(СH3)–CH3	- 169 - 185 - 139 - 139 - 106 - 141 - 138 - 151 - 138 - 119 - 104 - 87 - 30,5 + 8,5 - 146 - 109 + 4,5 - 145 - - 135 - 123 - 74 - 135 - 85 - 103	-102 - 48 - 6 4 1 - 7 + 30 + 37 + 36 + 63,5 + 93 + 122 + 146 + 171 + 146 + 277 - 32 - 4,4 +95 (10 мм рт. ст.) + 34 + 43 + 25 + 39 + 73 + 45 + 41.5 + 83	0,610 0,610 0,620 0,635 0,626 0,64 0,655 0,647 0,674 0,697 0,715 0,731 0,743 0,907 1,020 1,787 0,650 0,928 0,681 0,683 0,648 0,660 0,705 0,776 0,804 0,810