4: Алкани
Алкани - найпростіші органічні молекули, що складаються тільки з вуглецю і водню і мають лише поодинокі зв'язки між атомами вуглецю. Алкани використовуються в якості основи для найменування більшості органічних сполук (їх номенклатура). Алкани мають загальну формулуCnH2n+2.
- 4.1: Прелюдія до алканів
- Хоча ця глава стосується хімії лише одного класу сполук: алканів, розроблено кілька основних принципів, які ми будемо широко використовувати в наступних розділах. Вивчення деяких з цих принципів традиційно більше асоціюється з фізичною хімією, ніж з органічною хімією. Ми включаємо їх сюди, на початку обговорення органічних реакцій, оскільки вони забезпечують міцну основу для розуміння практичного використання органічних реакцій.
- 4.2: Фізичні властивості алканів і поняття гомології
- Ряд прямоланцюгових алканів, у яких n - кількість вуглеців у ланцюзі, показує надзвичайно плавну градацію фізичних властивостей. У міру збільшення n кожна додатковаCH2 група сприяє досить постійному збільшенню температури кипіння і щільності, і в меншій мірі до температури плавлення. Це дає можливість оцінити властивості невідомого учасника серії з властивостей його сусідів.
- 4.3: Хімічні реакції алканів. спалювання алканів
- Як клас, алкани, як правило, не реагують, оскільки їх хімічна «спорідненість» до більшості поширених реагентів може розглядатися як «насичена» або задоволена. Таким чином, жодна з зв'язків С−Н або С−С у типовому насиченому вуглеводні, наприклад етані, не піддається впливу при звичайних температурах сильною кислотою, такою як сірчана кислота, або окислювачем, таким як бром (у темряві), кисень або перманганат калію. У звичайних умовах етан аналогічно стійкий до відновників.
- 4.4: Горіння. Нагрівання реакції. Енергії облігацій
- Всі вуглеводні піддаються нападу кисню при підвищених температурах і, якщо кисню в надлишку, відбувається повне згоряння вуглекислого газу і води. Тепло, що виділяється в цьому процесі - теплота реакції горіння, є мірою кількості енергії, що зберігається в С-С і С-Н зв'язках вуглеводню ПОРІВНЯНО з енергією, що зберігається в продуктах, вуглекислому газу і воді.
- 4.5: Галогенація алканів. Енергії та швидкості реакцій
- Економіки високоіндустріально розвинених країн світу в значній мірі базуються на енергії та хімічних речовин, вироблених з нафти. Хоча найбільш важливими і універсальними проміжними продуктами для перетворення нафти в хімічні речовини є сполуки з подвійними або потрійними зв'язками, також можна приготувати багато цінних речовин шляхом реакцій заміщення алканів. При таких заміщеннях з вуглецевого ланцюга видаляється водень і на його місці приєднується інший атом або група атомів.
- 4.6: Практичні галогенації та проблеми селективності
- Враховуючи знання про те, що певна реакція буде протікати з відповідною швидкістю, для задовільної роботи необхідний ряд практичних міркувань. Ці міркування включають втручання можливими побічними реакціями, які дають продукти, відмінні від бажаних, легкість відділення потрібного продукту від реакційної суміші, а також витрати на матеріали, апарати та працю. Ці проблеми ми розглянемо у зв'язку з важливими синтетичними реакціями, розглянутими в цій книзі.
- 4.7: Нітровання алканів
- Ще однією реакцією промислового значення є нітровання алканів для отримання нітропарафінів. Такі реакції зазвичай проводяться в паровій фазі при підвищених температурах з використанням азотної кислоти або тетроксиду азоту в якості нітруючого агента.
- 4.E: Алкани (вправи)
- Це домашні вправи, які супроводжують главу 4 TextMap з основних принципів органічної хімії (Робертс та Касеріо).
Мініатюра: Структура пропану.