Განათლება:, Საშუალო განათლება და სკოლები
Რომელი ალკანები ხასიათდებიან რეაქციებით
თითოეული კლასის ქიმიური ნაერთების შეუძლია exhibiting თვისებები გამო ელექტრონული სტრუქტურა. ალკანები ახასიათებენ მოლეკულების ჩანაცვლების, გაჟონვის ან ჟანგვის რეაქციებით. ყველა ქიმიური პროცესს აქვს საკუთარი პერფორაციის მახასიათებლები, რომლებიც მოგვიანებით განიხილება.
რა არის ალკანები
ეს არის გაჯერებული ნახშირწყალბადები, რომლებიც პარაფინებს უწოდებენ. მათი მოლეკულები შედგება მხოლოდ ნახშირბადის და წყალბადის ატომებისგან, აქვთ ხაზოვანი ან კირქვიანი ციკლის ჯაჭვი, რომელშიც მხოლოდ ერთი ნაერთია. კლასის მახასიათებლების გათვალისწინებით, შესაძლებელია გამოთვალოთ რომელი რეაქციები დამახასიათებელია ალკანები. ისინი ემორჩილებიან ფორმულას მთელი კლასისთვის: H 2n + 2 C n .
ქიმიური სტრუქტურა
პარაფინის მოლეკულა შეიცავს ნახშირბადის ატომებს, რომლებიც ასახავს sp 3- ჰიბრიდიზაციას. მათ აქვთ ოთხივე ორბიალი, იგივე ფორმა, ენერგია და მიმართულება სივრცეში. კუთხე შორის ენერგეტიკულ დონეზე 109 ° და 28 '.
მოლეკულაში ერთჯერადი ობლიგაციების არსებობა განსაზღვრავს რა რეაქციებს ალკანებისთვის დამახასიათებელი. ისინი შეიცავს σ- ნაერთებს. კარბონებს შორის კავშირი არის არაპოლარული და სუსტად პოლარიზური, ცოტა ხანში C-H- ში. ასევე არსებობს ელექტრული სიმკვრივის ცვლა ნახშირბადის ატომში, როგორც ყველაზე ელექტრონულად. შედეგად, C-H შემადგენლობა ხასიათდება დაბალი პოლარით.
ცვლილების რეაქციები
პარაფინების კლასის ნივთიერებები სუსტი ქიმიური აქტივობაა. ეს შეიძლება აიხსნას C-C და C-H- ს შორის ობლიგაციების სიძლიერით, რაც ართულებს შეუცვლელობის გამო. მათი განადგურება ეფუძნება ჰომლიზულ მექანიზმს, რომელშიც მონაწილეობენ თავისუფალი ტიპის რადიკალები. ამიტომ ალკანები ხასიათდებიან ჩანაცვლებითი რეაქციით. ასეთი ნივთიერებები ვერ ახერხებს წყლის მოლეკულებთან ან სადაზღვევო ასიებთან ურთიერთქმედებას.
ისინი ითვლება თავისუფალ რადიკალურ ჩანაცვლებას, რომელშიც წყალბადის ატომები შეიცვლება ჰალოგენური ელემენტების ან სხვა აქტიური ჯგუფების მიერ. ასეთი რეაქციები მოიცავს ჰალოგენერაციას, სულფოქლორინას და ნიტრაციასთან დაკავშირებულ პროცესებს. მათი შედეგია ალკანური წარმოებულების წარმოება.
- პროცესი იწყება ჯაჭვის დაწყების ან ნუკლევაციით, რომლის შედეგად ხდება თავისუფალი რადიკალების ჩამოყალიბება. კატალიზატორები ულტრაიისფერი სინათლის წყაროები და გათბობაა.
- მაშინ ჯაჭვი ვითარდება, რომელშიც აქტიური ნაწილაკების აქტიური ურთიერთქმედების აქტიური მოლეკულები ხორციელდება. მათი ტრანსფორმაცია მოლეკულებსა და რადიკალებში.
- საბოლოო ეტაპი იქნება შესვენება ჯაჭვი. აქტიური ნაწილაკების რეკონსტრუქცია ან გაქრობა აღინიშნება. ამგვარად, ჯაჭვის რეაქციის განვითარება წყდება.
ჰალოგენერაციის პროცესი
იგი ეფუძნება რადიკალურ-მექანიკურ მექანიზმს. ალკოჰესის ჰალოგენერაციის რეაქცია ხდება ულტრაიისფერი სინათლისა და ჰიდროგენის და ჰიდროკარბონებისგან თხრილის დროს.
პროცესის ყველა ეტაპი ექვემდებარება იმას, რომ მარკოვნიკოვი გამოხატა. ეს მიუთითებს, რომ ჰალოგენის ჩანაცვლება, უპირველეს ყოვლისა, წყალბადის ატომი, რომელიც მიეკუთვნება წყალბადის ნახშირბადს. ჰალოგენობა ამ წესრიგს ახორციელებს: მესამე ატომებიდან პირველადი ნახშირბადისგან.
პროცესი გადის უკეთესი alkanes მოლეკულების დიდი ხნის ძირითადი ნახშირბადის ჯაჭვი. ეს არის ამ მიმართულებით მაიონებელი ენერგიის შემცირება, ელექტრონს უფრო მარტივად გამოყოფენ ნივთიერებადან.
მაგალითად არის მეთანის მოლეკულის ქლორირება. ულტრაიისფერი მოქმედება იწვევს ქლორის გაყოფის რადიკალურ ნაწილაკებს, რომლებიც ალკანზე თავდასხმას განახორციელებენ. არსებობს ატომური წყალბადის რაზმი და H3 C- ს ან მეთილის რადიკალების ჩამოყალიბება. ასეთი ნაწილაკი, თავის მხრივ, მოლეკულური ქლორნის შეტევას, რომელსაც მისი სტრუქტურის განადგურება და ახალი ქიმიური რეაქციის ფორმირება მოჰყვება.
პროცესის ყოველი ეტაპზე მხოლოდ ერთი წყალბადის ატომი შეიცვალა. ალკანების ჰალოგენერაციის რეაქცია იწვევს ქლორმეთანის, დიქლორომეთინის, ტრიქლორომეტეანის და ტეტრაქლორომეტელის მოლეკულის თანდათანობითი ფორმირებას.
სქემატურად პროცესია შემდეგი:
H 4 C + Cl: Cl → H 3 CCl + HCl,
H 3 CCl + Cl: Cl → H 2 CCl 2 + HCl,
H 2 CCl 2 + Cl: Cl → HCCl 3 + HCl,
HCCl 3 + Cl: Cl → CCl 4 + HCl.
მეთანის მოლეკულის ქლორინისგან განსხვავებით, სხვა ალკანებთან ასეთი პროცესი ხასიათდება ნივთიერებების მოპოვებით, სადაც წყალბადის ჩანაცვლება არ ხდება ერთ ნახშირბადის ატომში, არამედ რამდენიმე. მათი რაოდენობრივი ურთიერთობა უკავშირდება ტემპერატურას. ცივ პირობებში შემცირებულია დერივატივების ფორმირება მესამე, საშუალო და პირველადი სტრუქტურის მქონე.
ტემპერატურის ინდექსის ზრდისას, ასეთი ნაერთების ფორმირების სიჩქარე თანაბარია. ჰალოგენირების პროცესს გააჩნია სტატიკური ფაქტორი, რომელიც მიუთითებს ნახშირბადის ატომთან რადიკალურ კოლიბასთან სხვადასხვა ალბათობაზე.
იოდის ჰალოგენერაციის პროცესი არ ხდება ნორმალურ პირობებში. აუცილებელია სპეციალური პირობების შექმნა. ამ ჰალოგენთან ერთად, მეტასთან ერთად, წყალბადის იოდიდი ხდება. ეს იოდიდი მეთილის გავლენას ახდენს, რის შედეგადაც ორიგინალური რეაგენტები გამოიყოფა: მეთანი და იოდონი. ასეთი რეაქცია შექცევადია.
ვურზის რეაქცია ალკანებისთვის
ეს არის სიმეტრიული სტრუქტურის მქონე გაჯერებული ნახშირწყალბადების მოპოვების მეთოდი. რეაქტიული ნივთიერებები ნატრიუმის ლითონი, ალკილი ბრომიდები ან ალკლის ქლორიდებია. როდესაც ისინი ურთიერთქმედებენ, ნატრიუმის ჰალიდი და გაზრდილი ნახშირწყალბადების ჯაჭვი მიიღება, რაც ორი ნახშირწყალბადების რადიკალია. სქემატურად, სინთეზი ასეთია: R-Cl + Cl-R + 2Na → R-R + 2NaCl.
ვურზის რეაქცია შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მათი მოლეკულების ჰალოგენები მდებარეობს პირველადი ნახშირბადის ატომში. მაგალითად, CH 3 -CH 2 -CH 2 Br.
თუ პროცესში ორი ნაერთის ჰალოგენ-ჰიდროკარბონალური ნარევი მონაწილეობს, მათი ჯაჭვების კონდენსაციისას სამი სხვადასხვა პროდუქტი იქმნება. ასეთი ალკანის რეაქციის მაგალითია ნატრიუმის ურთიერთქმედება ქლოროთეთანი და ქლოროთეთანი. გამომავალი არის ნარევი, რომელიც შეიცავს ბუტანი, პროპანი და ეთანი.
გარდა ამისა, ნატრიუმის, შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა ტუტე ლითონები, რომელიც მოიცავს ლითიუმს ან კალიუმს.
სულფლორინის პროცესი
ეს ასევე მოუწოდა Reed რეაქცია. ის მიედინება თავისუფალი რადიკალური ჩანაცვლების პრინციპით. ეს არის ალკანეს რეაქციის ტიპური ტიპობა ულტრაიისფერი გამოსხივების თანდასწრებით გოგირდის დიოქსიდის და მოლეკულური ქლორის ნარევი მოქმედებაში.
პროცესი იწყება ჯაჭვის მექანიზმის დაწყებით, რომელშიც ორი რადიკალია მიღებული ქლორისგან. ერთ-ერთი მათგანი ალკანზე თავდასხმას აყენებს, რაც იწვევს ალკლის ნაწილაკსა და წყალბადის ქლორიდის მოლეკულას. გოგირდის დიოქსიდი მიმაგრებულია ნახშირწყალბადების რადიკალთან კომპლექსური ნაწილის შექმნის მიზნით. სტაბილიზაციის მიზნით, ერთი ქლორის ატომი მოლეკულაშია მოპოვებული. საბოლოო ნივთიერება არის alkane sulfonyl ქლორიდი, რომელიც გამოიყენება ზედაპირული აქტიური ნაერთების სინთეზში.
სქემატურად, პროცესი ასე გამოიყურება:
ClCl → Hv ∙ Cl + ∙ Cl,
HR + ∙ CL → R ∙ + HCl,
R ∙ + OSO → ∙ RSO 2 ,
∙ RSO 2 + ClCl → RSO 2 Cl + ∙ Cl.
პროცესები, რომლებიც დაკავშირებულია ნიტრაციით
ალკანები რეაქციას ახდენენ აზოტის მჟავასთან 10% -იანი ხსნარის სახით, ასევე აირისებრი მდგომარეობაში ტეტრავალური ოქსიდის აზოტით. მისი გადასვლის პირობებია მაღალი ტემპერატურის მნიშვნელობა (დაახლოებით 140 ° C) და დაბალი წნევის მაჩვენებლები. გამოშვებაში წარმოიქმნება ნიტროლოკანები.
ეს თავისუფალი რადიკალური პროცესი დაერქვა მეცნიერ Konovalov- ს, რომელმაც აღმოაჩინა ნიტრატის სინთეზი: CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O.
გაწმენდის მექანიზმი
ალკანებისთვის, დეჰიდროგენიზაცია და კრიზისის რეაქციები დამახასიათებელია. მეთანის მოლეკულა იწყებს სრულ თერმული დისკომფორტს.
აღნიშნული რეაქციების მთავარი მექანიზმი არის ტუტეების ატომების აღმოფხვრა.
დეჰიდრაგენის პროცესი
პარაფინის ნახშირბადის ჩონჩხიდან წყალბადის ატომების გამოყოფისას, მიიღება მეთანი, გამოუყენებელი ნაერთების გარდა. ალკანების ასეთი ქიმიური რეაქციები ჩატარდება მაღალი ტემპერატურის პირობებში (400 დან 600 ° C) და პლატინის, ნიკელის, ქრომის და ალუმინის ოქსიდების სახით accelerators- ის მოქმედებით.
თუ რეაქცია გულისხმობს პროპანის ან ეთანის მოლეკულებს, მაშინ მისი პროდუქცია პროპენს ან ერთ ორმაგი კავშირით იქნება.
როდესაც ოთხი ან ხუთი ნახშირბადის ჩამონტაჟების დეჰიდროგენი, მიღებულია diene ნაერთები. ბუტანი ჩამოყალიბებულია ბუტანი-1,3 და ბადედიენ-1,2.
თუ რეაქცია შეიცავს ნივთიერებებს 6 ან მეტი კარბონატით, მაშინ შეიქმნა ბენზოინი. მას აქვს არომატული ბირთვი სამი ობლიგაციების ორმაგი.
პროცესი ასოცირდება რღვევა
მაღალი ტემპერატურის პირობებში, ალკანების რეაქციები შეიძლება გაგრძელდეს ნახშირბადის ვენების რღვევით და აქტიური რადიკალური ტიპის ნაწილაკების ფორმირება. ასეთი პროცესები ედება კრიშის ან პიროლიზს.
გათბობის reactants to ტემპერატურა 500 ° C იწვევს დაშლა მათი მოლეკულების, რომლის დროსაც კომპლექსური ნარევები alkyl რადიკალების იქმნება.
ხანგრძლივი ნახშირბადის ჯაჭვებთან ერთად მწვავე პიროლიზის ჩატარება დაკავშირებულია შეზღუდვისა და უჯერი ნაერთების მოპოვებით. მას უწოდებენ თერმული cracking. ეს პროცესი გამოყენებული იყო მე -20 საუკუნის შუა რიცხვებში.
ნაკლოვანება იყო ნახშირწყალბადების წარმოება დაბალი ოქტანური რიცხვით (არაუმეტეს 65 წლამდე), ამიტომ შეიცვალა კატალიზური კრიკეტი. პროცესი მიმდინარეობს ტემპერატურის პირობებში, რომლებიც 440 ° C- ზე ნაკლებია, ხოლო 15 ატმოსფეროს ნაკლები ზემოქმედება ალუმონილიკატის ამაჩქარებლის თანდასწრებით. მაგალითად არის მეთანი პიროლიზი: 2CH 4 → t ° C 2 H 2 + 3H 2 . ამ რეაქციის დროს აცეტილენი და მოლეკულური წყლები იქმნება.
მეთანის მოლეკულა შეიძლება გაიაროს კონვერტაცია. ასეთი რეაქციისათვის აუცილებელია წყლისა და ნიკელის კატალიზატორი. გამომუშავება არის ნახშირბადის მონოქსიდისა და წყალბადის ნარევი.
ჟანგვის პროცესები
ალკანების დამახასიათებელი ქიმიური რეაქციები დაკავშირებულია ელექტრონების გათავისუფლებასთან.
არსებობს პარაფინების ავტომატური დაჟანგვა. იგი მოიცავს გაჯერებული ნახშირწყალბადების ჟანგვის თავისუფალი რადიკალურ მექანიზმს. რეაქციის დროს ჰიდროპეროქსიდები მიიღება ალკანების თხევადი ფაზისგან. საწყის ეტაპზე პარაფინის მოლეკულა ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, რის შედეგადაც აქტიური რადიკალების გათავისუფლება ხდება. ალკილ ნაწილაკთან ერთად, მეორე O 2 მოლეკულა ურთიერთქმედებას, ჩვენ მივიღებთ ∙ ROO. პეროქსიური ცხიმოვანი მჟავის რადიკალთან ერთად, ალკანური მოლეკულა უკავშირდება, რის შემდეგაც ჰიდროპეროქსიდი გათავისუფლდება. მაგალითად არის ეთანის ავტომატური ჟანრი:
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + HOO ,
∙ C 2 H 5 + O 2 → ∙ OOC 2 H 5 ,
∙ OOC 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + ∙ C 2 H 5 .
ალკანებისათვის დამახასიათებელია წვის რეაქციები, რომლებიც უკავშირდება საწვავის შემადგენლობაში განსაზღვრულ ძირითად ქიმიურ თვისებებს. მათ აქვთ ჟანგვითი ხასიათი სითბოს გამოშვებით: 2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O.
იმ შემთხვევაში, თუ მცირე რაოდენობით ჟანგბადი აღინიშნება პროცესში, საბოლოო პროდუქტი შეიძლება იყოს ნახშირი ან ნახშირბადის ბივალენტური ოქსიდი, რომელიც განისაზღვრება O 2 კონცენტრაციით.
მიღებულია ალკოჰოლური ნივთიერებების ზემოქმედებისა და 200 ° C- ზე ზეგავლენის ქვეშ მყოფი ალკანები, მიღებულია ალკოჰოლი, ალდეჰიდის ან კარბოქსილის მჟავების მოლეკულები.
მაგალითი ეთანური:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (ეთანოლი),
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (ეთანალი და წყალი),
2C 2 H 6 + 3 O 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (Ethanoic მჟავა და წყალი).
ალკანეს შეიძლება გამოვიდეს ოქსიდიზირებული მათზე სამი-მიმღები ციკლური პეროქსიდის მოქმედებით. მათ შორისაა dimethyldioxirane. პარაფინების დაჟანგვის შედეგი ალკოჰოლური მოლეკულაა.
პარაფინების წარმომადგენლები არ პასუხობენ KMnO 4 ან კალიუმის პერმანგანატს, ასევე ბრომიან წყალს.
იზოლაცია
ალკანებისთვის, რეაქციის ტიპი ხასიათდება ელექტროფილური მექანიზმით ჩანაცვებით. ეს არის ნახშირბადის ჯაჭვის იზომალიზაცია. ამ პროცესის ალუმინის ქლორიდის პროცესი, რომელიც ურთიერთქმედებს გაჯერებული პარაფინით. მაგალითად არის ბუტანი მოლეკულის იზომალიზაცია, რომელიც ხდება 2-მეთილპროპანზე: C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3 .
არომატიზაციის პროცესი
გაჯერებული ნივთიერებები, რომელშიც ნახშირბადის ძირითადი ჯაჭვი შეიცავს ექვს ან მეტ ნახშირბადოვან ატომს, შეუძლია განაწილდეს დეჰიდროციკლიზაცია. მოკლე მოლეკულებისთვის, ეს რეაქცია არ არის დამახასიათებელი. შედეგი ყოველთვის ექვსმხრივი ციკლია ციკლოჰექსანისა და მისი წარმოებულების სახით.
რეაქციის ამაჩქარებლების თანდასწრებით, უფრო დეჰიდრაჟირება და კონცენტრაცია ხდება უფრო სტაბილური ბენზინის ბეჭედი. არსებობს acyclic ნახშირწყალბადების ტრანსფორმაცია არომატულ ნაერთებში ან არენებზე. მაგალითად ჰექსანის დეჰიდროციკლიზაცია:
H 3 C-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (ციკლოჰექსანი),
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (ბენზენი).
Similar articles
Trending Now