Механізм реакції:

В реакцію Вюрца переважно вступають нерозгалужені галоїдні алкіли. При взаємодії з

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АЛКАНІВ

Для алканів характерні реакції заміщення та розщеплення. Розщеплення по зв’язку С-С вимагає меншої енергії (350 кДж/моль), ніж по зв’язку С-Н (413,7 кДж/моль). Але хімічні реакції здебільшого проходять по зв’язку С-Н, оскільки ці зв’язки більш доступні для реагентів.

І. Реакції заміщення. Місце входження замісника в молекулу насиченого вуглеводню визначається в першу чергу енергією зв’язку, вірогідністю утворення та відносною стабільністю проміжної частки (вільного радикалу). В ряду первинний радикал ˂ вторинний радикал ˂ третинний радикал відносна стійкість радикалів зростає за рахунок прояву ефекту надсупряження. Енергія зв’язку С-Н зменшується у ряду:

В наслідок перелічених факторів заміщення гідрогену переважно відбувається біля третинного, потім у вторинного і на останок у первинного атому карбону.

1. Галогенування. Реакційна здатність зменшується в ряду F>Cl>Br>I. Реакція з F2 відбувається з вибухом, тому потребує розведення інертним газом, наприклад, аргоном. Реакція з Cl2 та Br2 вже потребує високої температури (3000С) або ініціювання ультро-фіолетовим опроміненням. Реакція з I2 практично не відбувається.

26

Механізм реакції:

Сульфохлорування відбуваєтьтся лише за первинними та вторинними атомами карбону. Через просторові ускладнення воно не можливе за третинними атомами карбону.

4. Сульфоокиснення:

5. Окиснення

Кисень повітря та звичайні окисники (KMnO4, K2CrO4, K2Cr2O7) окиснюють алкани тільки при високих температурах з розривом С–С-зв’язків. При цьому в незначній кількості одержується кінцевий продукт окиснення – діоксид карбону СО2. Окиснюються алкани при t ≈ 150°C в присутності каталізаторів (солі Mn, Co, V).

Розглянемо окиснення н-бутану за вторинним атомом карбону.

При високих температурах внаслідок відщеплення атомів водню від зв’язку

або при розриві зв’язку утворюються вільні радикали R., які далі взаємодіють з молекулярним киснем з утворенням пероксидного радикала:

27

Подальше окиснення спиртів і альдегідів призводить до утворення карбоксильних сполук – карбонових кислот.

6. Крекінг Крекінг – це високотемпературне (470-540 °С) розщеплення алканів, що приводить

до утворення суміші насичених та ненасичених вуглеводнів з меншою молекулярною масою, ніж вихідний вуглеводень. Чим довший вуглеводневий ланцюг, тим легше він розщеплюється. Перетворення алканів при вищих температурах (700-1000 °С) називається піролізом.

Термічний крекінг – вільнорадикальний процес, у результаті якого утворюються, головним чином, ненасичені вуглеводні (мономери):