Alkan xos reaktsiyalar nima

kimyoviy birikmalar har bir sinf tufayli elektron tuzilishi uchun xususiyatlarini namoyon mumkin. alkan xos narsa reaktsiya, bo'linish yoki molekulyar oksidlanish uchun. Barcha kimyoviy jarayonlar muhokama qilinadi o'z Xususan oqimini, bor.

alkan nima

parafin kabi ma'lum, bu to'yingan uglevodorod tarkibi,. Bu molekulalar faqat bitta aralashma bor bo'lgan tekis yoki tarvaqaylab asiklik zanjir, faqat uglerod va vodorod atomlaridan iborat bo'ladi. sinf xususiyatlari hisobga olib, siz alkan qanday reaktsiya xarakterli hisoblash mumkin. Ular butun sinf formulasini itoat: H _{2n + 2} C _n.

kimyoviy tuzilishi

Kerosin molekulalarini SP ³ Hibridizasyonu namoyish uglerod atomlari o'z ichiga oladi. Ular barcha to'rt valentli Orbital kosmosda bir xil shakl, energiya va yo'nalishini bor. 109 ° va 28 'energiya sathi orasidagi burchakning kattaligi.

molekulalar yagona obligatsiyalar mavjudligi reaktsiyalar alkan xos qanday aniqlaydi. Ular σ-aralash o'z ichiga oladi. -uglerod orasidagi aloqa u C-H nisbatan bir oz uzunroq, polar bo'lmagan va zaif polarizable hisoblanadi. Bundan tashqari, bir uglerod atomi bir smenada elektron zichligi eng elektronegatif hisoblanadi. Olingan aralashma C-H past qutbli bilan xarakterlanadi.

almashtirish reaktsiya

Moddalar sinf parafinler past kimyoviy jarayonlarga ega. Bu C-C va, chunki nodavlat polaritede sindirish qiyin bo'ladi C-H orasidagi obligatsiyalar kuch bilan izohlash mumkin. ularning halokatlariga asosi, erkin radikal turi ishtirok etgan bo'lib, bu erdagi homolytic mexanizmi hisoblanadi. alkanlarda bilan ifodalanadi nima uchun, deb bir narsa reaktsiya. Bunday moddalar zaryad tashuvchilarning suv molekulalarining yoki ionlari bilan o'zaro qodir.

Ular vodorod atomining halojen elementlar yoki boshqa faol guruh bilan o'zgartiriladi bo'lgan erkin radikal o'zgarishlarni baholagan. Bu reaktsiyalar Halojenleme, sulfochlorination va nitrasyona bog'liq jarayonlari o'z ichiga oladi. Bu alkan sanab chiqing tayyorlash uchun olib keladi. erkin radikal mexanizmi orqali Pastda yotgan narsa reaktsiyalar uch bosqichda asosiy turi hisoblanadi:

1. Jarayoni erkin radikal hosil bo'lgan bir nucleation qo'zg'atish yoki zanjir bilan boshlanadi. katalizatorlar ultrabinafsha nur va isitish manbai hisoblanadi.
2. So'ngra keyingi faol zarralar harakatsiz molekulalar bilan o'zaro oshiriladi bo'lgan zanjir rivojlanadi. mos ravishda molekulalar va radikallar, ularning ishlash.
3. Yakuniy bosqich zanjirni sindirib bo'ladi. U erda rekombinasyon yoki faol zarrachalar yo'qolishi. Shunday qilib, bir zanjir reaktsiyasi rivojlanishiga bekor.

halojenlenmesi jarayoni

Bu asosiy turi mexanizmini asoslangan. Alkan Halojenleme reaktsiya ultrabinafsha nur va galogenlar va uglevodorodlar aralashmasidan isitish bilan nurlanish orqali sodir bo'ladi.

jarayonining barcha bosqichlari Markovnikov aytib qoida tortiladi. Bu halojenle, ayniqsa, tomonidan o'zgarishlarni boshdan kechiradi, deb aytilgan vodorod, vodorod, uglerod tegishli. Halojenleştirilmesi quyidagi ketma-ketlikda amalga oshiriladi: asosiy bir uchlamchi uglerod atomi uchun.

jarayon uzoq asosiy uglevodorod zanjiri bilan alkan molekulalari yaxshiroq joylashtirish oladi. Bu yo'nalishda ionlashtiruvchi energiya kamayib, moddaning oson yarılan elektron tufaylidir.

Bir misol, metan molekulasi xlorlash hisoblanadi. ultrabinafsha nurlanishning harakat qaysi hujum amalga oshirish bir qattiq xlor asosiy turlari sabab bo'ladi. Ajratish sodir va atom vodorod H ₃ C shakllantirish · yoki metil radikal. Bunday zarracha, o'z navbatida, uning tuzilishi va yangi kimyoviy shakllantirish halokatga etakchi, molekulyar xlor hujum.

Har bir bosqichda almashtirish jarayoni faqat bitta vodorod atomi amalga oshiriladi. alkanlarda halojenleştirilmesi reaktsiya hlormetanovoy, diklorometanla va trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy molekulasi izchil shakllanishiga olib keladi.

quyidagicha şematik jarayon:

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.

xarakterlanadi boshqa alkan bilan bunday jarayonni oshiruvchi metan molekulasi xlorlash farqli o'laroq vodorod o'rnini bosish ega moddalar bir uglerod atomi emas, va bir necha yilda olish. Ularning miqdoriy nisbati harorat ko'rsatkichlari bilan bog'liq. sovuq sharoitda, uchlamchi o'rta va boshlang'ich tuzilishi bilan yasamalarning shakllanishi kursi kamayishi.

Bunday birikmalar shakllantirish oshirish harorat maqsadli tezlik bilan tekislangan bo'ladi. halojenleştirilmesi jarayonida uglerod atomi bilan tubdan to'qnashuvi bir xil ehtimollik bildiradi statik omil ta'siri bor.

Yod bilan Process halojenleştirilmesi normal sharoitlarda sodir bo'lmaydi. Bu maxsus shart-sharoit yaratish zarur. metan duch kelgan bo'lsa, halojen o'rni vodorod iyodür asosan sodir bo'ladi. Bu natijasida boshlang'ich reaktivlar metan va yod ajralib turadi metil iyodür ta'sir bor. Bunday reaksiya qaytar hisoblanadi.

alkanlarda wurtz reaktsiya

Bu to'yingan simmetrik tuzilishi bilan uglevodorodlar olish uchun bir usuli hisoblanadi. reaktivlar natriy metall, alkil Brom yoki alkil, xlor ishlatiladi kabi. ikki uglevodorod radikal yig'indisi, ularning o'zaro tayyorlangan natriy Xolid va ortdi uglevodorod zanjiri bilan. Şematik sintezi quyidagicha bo'ladi: R-Cl + Cl-R + 2Na → R-R + 2NaCl.

ularning molekulalarida halojen asosiy uglerod atomlariga ega bo'lgan bo'lsa, alkanlarda wurtz reaktsiya mumkin. Masalan, CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ Br.

mahsulotni hosil uch xil zanjirlar quyilib, ikki birikmalar galogenuglevodorododnaya aralashmasi o'yin davomida bo'lsa. Bu reaktsiya misol chloromethanes va hloretanom bilan natriy alkan o'zaro bo'lib xizmat qilishi mumkin. chiqish butan, propan va etan tashkil topgan, bir aralashmasi.

natriy Bundan tashqari, imkon lityum yoki kaliy o'z ichiga oladi, boshqa gidroksidi metallar, foydalanish.

jarayon sulfochlorination

Bu, shuningdek, Reed reaktsiya deyiladi. Bu bepul almashtirish tamoyili bo'yicha ishlaydi. reaktsiya bu turi ultrabinafsha nurlanish ishtirokida oltingugurt dioksid va molekulyar xlor aralashmasi harakatga alkan xos.

jarayoni xlor ikki radikallar olingan bo'lib, zanjir mexanizmi qo'zg'atish bilan boshlanadi. biror alkil zarralar va vodorod xlorid molekulalari sabab beradi biri hujum alkan. uglevodorodlarni tomonidan asosiy oltingugurt dioksid murakkab zarralarini hosil biriktirilgan. ta'qib barqarorlashtirish uchun yana bir molekulasi bir xlor atomi sodir bo'ladi. yakuniy moddiy sirt-faol moddalar sinteziga ishlatiladi, bir alkan sülfonil xlor bo'ladi.

Şematik jarayoni, bu kabi ko'rinadi:

CLCL → ^HV ∙ Cl + ∙ Cl,

HR + ∙ Cl → R ∙ + HCl,

R ∙ + OSO → ∙ RSO _2,

RSO ₂ + ClCl → RSO ₂ Cl + ∙ Cl ∙.

nitrasyona bilan bog'liq jarayonlar

Alkan bir yechim 10% va gazsimon holatda tetravalent azot oksidi bilan nitrat kislota bilan reaksiyaga. uning yuzaga shartlari yuqori harorat qiymatlari (taxminan 140 ° C) va past bosimli qadriyatlarni hisoblanadi. chiqish ishlab nitroalkanes da.

Konovalov olim nomidagi erkin radikal turi, jarayoni nitrolama sintezini ochildi: CH ₄ + hno ₃ → CH ₃ NO ₂ + H ₂ O.

bo'linish mexanizmi

Odatda, alkan dehidrojenasyondan va sindirish uchun. Metan molekulasi to'liq issiqlik terkip buzilishiga qoladi.

Yuqoridagi reaktsiyalar asosiy mexanizmi alkan dan atomlarning masofa bo'ladi.

Vodorod bartaraf jarayoni

kerosin uglerod skeletining haqida vodorod atomlari ajratib bo'lsa, metan tashqari to'yinmagan birikmalar olingan. yuqori harorat (400 600 ° C) da va platina, nikel, deb harakat hızlandırıcıları ostida sinovdan alkan Bunday kimyoviy reaktsiyalar Chromium oksidi va alyuminiy.

etan yoki propan molekulalar reaksiyaga ishtirok bo'lsa, keyin uning mahsulotlari ethene yoki bir er-xotin rishtalari bilan Propene bo'ladi.

to'rt yoki besh-uglerod skeletining vodorod bartaraf dien tarkibdan olingan. hosil butan-1,3 butadien va 1,2-butadien boshlab.

6 yoki undan ko'p uglerod atomi bilan reaktsiya moddalar mavjud bo'lsa, benzol hosil bo'ladi. Bu uch ikki obligatsiyalar bilan aromatik halqa bor.

parchalanish bilan bog'liq jarayon

yuqori harorat ostida alkan reaksiya bir farq uglerod obligatsiyalar va radikal turi faol turlarining shakllanishi bilan o'tishi mumkin. Bunday jarayonlar yorilish yoki piroliz deb ataladi.

500 ° C dan yuqori harorat reaktivlarni Isitish, molekulalar parchalanish natijalari alkil-turi radikallar murakkab Aralashmalarning hosil bo'ladi.

to'yingan va to'yinmagan birikmalar olish tufayli bir uglerod zanjiri uzunligi bilan, alkanlarda piroliz kuchli isitish ostida amalga oshiruvchi. Bu issiqlik yorilish deyiladi. Bu jarayon 20-asr o'rtalaridan qadar ishlatiladi.

nuqson past oktanlı (kam 65) bilan uglevodorodlar olish edi, shuning uchun u almashtirildi katalizator xafa qilma. jarayon tarvaqaylab ketgan tuzilishga ega bo'lgan alüminosilikat katalizator relizlar alkan huzurida, 440 ° C dan past haroratlarda va kam 15 atmosfera bosimiga da bo'lib o'tadi. ₄ → ^{t °} C ₂ H ₂ + 3H ₂ 2CH: misol metan piroliz _hisoblanadi. reaktsiya davomida shakllangan atsetilen va molekulyar vodorod.

molekula metan ishlash tobe bo'lishi mumkin. Bu reaksiya uchun suv va bir nikel katalizatori talab qiladi. chiqish uglerod oksidi va vodorod aralashmasi hisoblanadi.

Oksidlanish jarayonlari

elektron ta'siri bilan bog'liq xos alkan bo'lgan kimyoviy reaktsiyalar.

kerosin avtomatik Oksidlanish mavjud. Bu to'yingan uglevodorodlar oksidlanish erkin radikal mexanizmi o'z ichiga oladi. reaktsiya davomida, suyuq o'zgarishlar alkan Hidroperoksit olingan. Dastlab parafin molekula ajratilgan faol radikallar kislorod bilan reaksiyaga. Keyingi alkil zarracha boshqa molekulasi O _2, ∙ Roo olingan o'zaro hamkorlik qiladi. Agar yog 'kislotasi Peroksi tubdan yildan alkan molekulalar bilan murojaat, keyin hidroperoksit ozod etiladi. Bir misol, etan autooxidation hisoblanadi:

C ₂ H ₆ + O ₂ → ∙ C ₂ H ₅ + HOO ∙,

∙ C ₅ H ₂ + O ₂ OOC ₂ ∙ → H _5,

∙ OOC ₂ H ₅ + C ₂ H ₆ → HOOC ₂ H ₅ + ∙ C ₂ H _5.

bir yonilg'i tarkibini belgilashda, asosan kimyoviy xususiyatlari bor yonish reaktsiyasi bilan xarakterlanadi qaysi uchun. 2C ₂ H ₆ + 7O ₂ 4CO → ₂ + 6H ₂ O.: Ular issiqlik chiqarish bilan tabiatda oksidlanish bo'ladi

jarayoni kislorod kichik miqdorda kuzatiladi bo'lsa, oxirgi mahsulot O ₂ kontsentratsiyasi bilan belgilanadi bir, ikki, qimmatbaho uglerod yoki uglerod oksid, bo'lishi _mumkin.

katalitik moddalar ta'siri va isitish uchun 200 ° C ostida alkan oksidlanish spirtli molekula, aldehit yoki karboksilik kislotasi olingan.

O'RNAK etan:

C ₂ H ₆ + O ₂ → C ₂ H ₅ OH (o'rganish),

C ₂ H ₆ + O ₂ → CH ₃ CHO + H ₂ O (ethanal va suv)

2C ₂ H ₆ + 3o ₂ → 2CH ₃ COOH + 2H ₂ O (ethanoic kislotasi va suv).

Alkan trinomial tsiklik periks ta'siri ostida oksi mumkin. Bu etan dioxirane o'z ichiga oladi. Natijada parafinler spirt molekulasi Oksidlanish hisoblanadi.

Vakillari parafinler, shuningdek, KMnO ₄ yoki kaliy permanganat javob emas brom suv.

izomerleştirme

alkan bo'yicha elektrofilik mexanizmi bilan almashtirish turi reaktsiyasini xarakterlanadi. Bu uglerod zanjirining izomerleştirme ataladi. bu jarayonni bir to'yingan parafin bilan reaksiyaga tiqiladi alyuminiy xlorid, tezlashtiradi. Bir misol, 2-metilpropan bo'lgan butan molekulasi, izomerizasyonu bo'ladi: C ₄ H ₁₀ → C ₃ H ₇ CH _3.

jarayon flavoring

dehydrocyclization o'tkazish imkoniga ega asosiy uglerod zanjiri olti yoki undan ko'p uglerod atomi o'z ichiga oladi, unda to'yingan moddalar. qisqa molekulalar uchun bu reaksiya xos emas. Natijada har doim uning sikloheksan va sanab chiqing, deb olti-a'zoli halqa hisoblanadi.

reaktsiya tezlatgichlar huzurida va yanada barqaror benzol ringga konvertatsiya yanada dehidrojenasyonu o'tadi. Bu aromatikler yoki maydonda uchun asiklik uglevodorodlar aylantirish sodir bo'ladi. Bir misol, kondesatsiyalanadi dehydrocyclization hisoblanadi:

H ₃ C-CH ₂ - CH ₂ - CH ₂ - CH ₂ -CH ₃ → C ₆ H ₁₂ (sikloheksan)

C ₆ H ₁₂ → C ₆ H ₆ + 3H ₂ (benzol).