Сірчана кислота і її хімічні властивості
Кислоти - це хімічні сполуки, що складаються з атомів водню і кислотних залишків, наприклад, SO4, SO3, PO4 і т. Д. Вони…
Граничні вуглеводні - це такі сполуки, які представляють собою молекули, що складаються з атомів вуглецю, що знаходяться в стані гібридизації sp3. Вони пов`язані між собою виключно ковалентними сигма-зв`язками. Назва «граничні» або «насичені» вуглеводні виходить з того факту, що ці сполуки не мають можливості приєднувати будь-які атоми. Вони граничні, повністю насичені. Виняток становлять Циклоалкани.
Алкани - це вуглеводні граничні, а їх вуглецевий ланцюг незамкнута і складається з атомів вуглецю, пов`язаних між собою за допомогою одинарних зв`язків. Вона не містить інших (тобто подвійних, як у алкенів, або ж потрійних, як у алкілів) зв`язків. Алкани також називають парафинами. Це назву вони отримали, так як загальновідомі парафіни є сумішшю переважно даних граничних вуглеводнів С18-З35 з особливою інертністю.
Їх формула: СnР2n+2, тут n більше або дорівнює 1. молярна маса обчислюється за формулою: М = 14n + 2. Характерна особливість: закінчення в їхніх назвах - «ан». Залишки їх молекул, які утворюються в результаті заміщення водневих атомів на інші атоми, мають назву аліфатичних радикалів, або алкілів. Їх позначають буквою R. Загальна формула одновалентних аліфатичних радикалів: ЗnР2n+1, тут n більше або дорівнює 1. Молярна маса аліфатичних радикалів обчислюється за формулою: М = 14n + 1. Характерна особливість аліфатичних радикалів: закінчення в назвах «іл». Молекули алканів мають свої особливості будови:
Починають гомологічний ряд алкани: метан, етан, пропан, бутан і так далі.
Алкани - це речовини, які не мають кольору і нерозчинні у воді. Температура, при якій алкани починають плавитися, і температура, при якій вони закипають, підвищуються відповідно до збільшення молекулярної маси і довжини вуглеводневого ланцюга. Від менш розгалужених до більш розгалуженим алканами температури кипіння і плавлення знижуються. Газоподібні алкани здатні горіти блідо-блакитним або безбарвним полум`ям, при цьому виділяється досить багато тепла. СН4-З4Н10 являють собою гази, у яких відсутня також і запах. З5Н12-З15Н32 - це рідини, які володіють специфічним запахом. З15Н32 і так далі - це тверді речовини, які також не мають запаху.
Дані сполуки є малоактивними в хімічному плані, що можна пояснити міцністю трудноразриваемих сигма-зв`язків - С-С і С-Н. Також варто враховувати, що зв`язку С-С неполярних, а С-Н малополярни. Це малополярізуемие види зв`язків, що відносяться до сигма-виду і, відповідно, розриватися по найбільшої ймовірності вони стануть за механізмом гомолитически, в результаті чого будуть утворюватися радикали. Таким чином, хімічні властивості алканів в основному обмежуються реакціями радикального заміщення.
Алкани взаємодіють тільки з азотною кислотою з концентрацією 10% або з оксидом чотирьохвалентного азоту в газовому середовищі при температурі 140 ° С. Реакція нітрування алканів носить назву реакції Коновалова. В результаті утворюються нитросоединения і вода: CH4 + азотна кислота (Розбавлена) = CH3 - NO2 (Нитрометан) + вода.
Граничні вуглеводні дуже часто застосовуються як паливо, що обгрунтовано їх здатністю до горіння: ЗnР2n + 2 + ((3n + 1) / 2) O2 = (N + 1) H2O + n СО2.
В хімічні властивості алканів також входить їх здатність до окислення. Залежно від того, які умови супроводжують реакцію і як їх змінюють, можна з одного і того ж речовини отримати різні кінцеві продукти. М`яке окислення метану киснем при наявності каталізатора, що прискорює реакцію, і температури близько 200 ° С може дати в результаті такі речовини:
1) 2СН4 (Окислення киснем) = 2СН3ВІН (спирт - метанол).
2) СН4 (Окислення киснем) = СН2О (альдегід - формальдегід або формальдегід) + Н2О.
3) 2СН4 (Окислення киснем) = 2НСООН (карбонова кислота - метанова або мурашина) + 2Н2О.
Також окислення алканів може проводитися в газоподібному або рідкому середовищі повітрям. Такі реакції призводять до утворення вищих жирних спиртів і відповідних кислот.
При температурах, що не перевищують + 150-250 ° С, обов`язково в присутності каталізатора, відбувається структурна перебудова органічних речовин, яка полягає в зміні порядку з`єднання атомів. Даний процес називається изомеризацией, а речовини, отримані в результаті реакції - изомерами. Таким чином, з нормального бутану виходить його ізомер - ізобутан. При температурах 300-600 ° С і наявності каталізатора відбувається розрив зв`язків С-Н з утворенням молекул водню (реакції дегідрування), молекул водню з замиканням вуглецевого ланцюга в цикл (реакції циклізації або ароматизації алканів):
1) 2СН4 = С2Н4 (Етен) + 2Н2.
2) 2СН4 = С2Н2 (Етін) + 3Н2.
3) З7Н16 (Нормальний гептан) = С6Н5 - СН3 (Толуол) + 4Н2.
Такі реакції полягають у введенні в молекулу органічної речовини галогенів (їх атомів), в результаті чого утворюється зв`язок С-галоген. При взаємодії алканів з галогенами утворюються галогенпохідних. Дана реакція має специфічні особливості. Вона протікає по механізму радикальному, і щоб її проініціювати, необхідно на суміш галогенів і алканів впливати ультрафіолетовим випромінюванням або ж просто нагріти її. Властивості алканів дозволяють реакції галогенування протікати, поки не буде досягнуто повне заміщення на атоми галогену. Тобто хлорування метану не закінчиться однією стадією і отриманням метилхлорида. Реакція піде далі, будуть утворюватися всі можливі продукти заміщення, починаючи з хлорметана і закінчуючи тетрахлорметаном. Вплив хлору при даних умовах на інші алкани призведе до утворення різних продуктів, отриманих в результаті заміщення водню у різних атомів вуглецю. Від температури, при якій йде реакція, буде залежати співвідношення кінцевих продуктів і швидкість їх утворення. Чим довше вуглеводнева ланцюг алкана, тим легше буде йти дана реакція. При Галогенування спочатку буде заміщатися атом вуглецю найменш гідрування (третинний). Первинний вступить в реакцію після всіх інших. Реакція галогенування відбуватиметься поетапно. На першому етапі замістити тільки один атом водню. C розчинами галогенів (хлорного і бромної водою) алкани не взаємодіють.
Хімічні властивості алканів також доповнюються реакцією сульфохлорування (вона носить назву реакції Ріда). При впливі ультрафіолетового випромінювання алкани здатні реагувати з сумішшю хлору і діоксиду сірки. В результаті утворюється хлороводень, а також алкільних радикал, який приєднує до себе діоксид сірки. В результаті виходить складне з`єднання, яке стає стабільним завдяки захопленню атома хлору і руйнування черговий його молекули: R-H + SO2 + Cl2 + ультрафіолетове випромінювання = R-SO2Cl + HCl. Утворилися в результаті реакції сульфонілхлоріди знаходять широке застосування у виробництві поверхнево-активних речовин.
Кислоти - це хімічні сполуки, що складаються з атомів водню і кислотних залишків, наприклад, SO4, SO3, PO4 і т. Д. Вони…
Хімія - дуже захоплююча наука. Вона вивчає всі речовини, які існують в природі, а їх безліч. Вони поділяються на…
Серед різноманіття хімічних елементів і їх з`єднань складно виділити найбільш корисне для людства речовина. Кожне…
Органічні сполуки, що утворюються в результаті реакції один з одним двох молекул спирту, - це прості ефіри. Зв`язок…
Хімія - дивовижна і, зізнатися, заплутана наука. Чомусь асоціюється вона з яскравими експериментами, різнокольоровими…
До неорганічних сполук відносять всі поєднання хімічних елементів, які не містять вуглець. Більшість відомих сполук є…
Всі речовини, які містять вуглецевий атом, крім карбонатів, карбідів, ціанідів, тіоціонат і вугільної кислоти, являють…
Спирти - велика група органічних хімічних речовин. Вона включає підкласи одноатомних і багатоатомних спиртів, а також…
Хімічні сполуки, які складаються в тому числі і з карбоксильної групи COOH, отримали від вчених назву карбонові…
Серед кисневмісних органічних сполук величезне значення мають цілих два класи речовин, які завжди вивчають разом за…
Ароматичні вуглеводні складають важливу частину циклічного ряду органічних сполук. Найпростішим представником таких…
Спирти поширені в природі. Більшість людей знайомі з етиловим спиртом (етанолом) - активним інгредієнтом алкогольних…
Органічні кисень з`єднання, одними з яких є різні спирти, є важливими функціональними похідними вуглеводнів. Вони…
Феноли - це прості органічні речовини, утворені на основі бензолу. При нормальних умовах являють собою тверді отруйні…
Практично всі хімічні речовини, що оточують нас, тестуються людиною, виходячи з його запитів і потреб. Кожне з`єднання…
У неорганічної хімії існує три основні класи сполук. Це кислоти, луги та оксиди. Кислота складається з катіона водню і…
Діоксид вуглецю (вуглекислий газ) - часто зустрічається в природі з`єднання. Воно утворюється при окисленні різних…
Хімічним зв`язком називають взаємодію частинок (іонів або атомів), яке здійснюється в процесі обміну електронами, що…