تشكيل, التعليم والمدارس الثانوية
ما هي ردود فعل نموذجية لالألكانات
كل فئة من المركبات الكيميائية يمكن أن يحمل خصائص بسبب بنيتها الإلكترونية. لالألكانات نموذجي تفاعل استبدال، انشقاق أو الأكسدة الجزيئية. جميع العمليات الكيميائية لديها تدفق معين الخاصة بهم، والتي سيتم مناقشتها بمزيد من التفاصيل.
ما هو الألكانات
هذا المشبعة المركبات الهيدروكربونية، والتي تعرف باسم البارافين. تتكون هذه الجزيئات فقط ذرات الكربون والهيدروجين، هي الخطية أو تشعبت سلسلة اسيكليك التي لا يوجد سوى مركب واحد. ونظرا لخصائص الطبقة، يمكنك حساب ما يميز رد فعل من الألكانات. يطيعون صيغة لفئة كاملة: H 2N + 2 C ن.
التركيب الكيميائي
يتكون جزيء البارافين ذرات الكربون واظهار س 3 التهجين. أنهم جميعا المدارات التكافؤ الأربعة لديها شكل نفس والطاقة والاتجاه في الفضاء. حجم الزاوية بين مستويات الطاقة من 109 درجة و 28 '.
وجود سندات واحدة في جزيئات يحدد ما هي ردود فعل مميزة من الألكانات. أنها تحتوي على سيجما-المجمع. التواصل بين الكربون هو اقطبي وقطوب ضعيف، بل هو أطول قليلا من C-H. أيضا، كثافة الإلكترونات من التحول إلى ذرة الكربون هي الأكثر كهربية. يتميز المجمع الناجم عن C-H قطبية منخفضة.
تفاعل استبدال
البارافينات الطبقة المواد لديها النشاط الكيميائي منخفضة. ويمكن تفسير ذلك من قبل قوة الروابط بين C-C و C-H، والتي من الصعب كسر بسبب عدم قطبية. أساس تدميرها هو آلية homolytic، حيث نوع الجذور الحرة المعنية. وهذا هو السبب وتتميز الألكانات من رد فعل تبديل. هذه المواد هي قادرة على التفاعل مع جزيئات الماء أو الأيونات من حاملات الشحنة.
كان ترتيبها استبدال الجذور الحرة التي يتم استبدال ذرات الهيدروجين من قبل عناصر الهالوجين أو جماعة نشطة أخرى. وتشمل هذه التفاعلات العمليات المتعلقة الهلجنة، sulfochlorination ونترتة. هذه تؤدي إلى إعداد المشتقات ألكان.
- تبدأ العملية مع بدء التنوي أو سلسلة، والتي تتشكل الجذور الحرة. المحفزات هي مصادر الأشعة فوق البنفسجية والتدفئة.
- ثم تطور سلسلة التي الجسيمات النشطة المتعاقبة قامت التفاعل مع جزيئات نشطة. هو تحويلها إلى جزيئات والجذور، على التوالي.
- وستكون الخطوة النهائية كسر السلسلة. إعادة التركيب هناك أو اختفاء الجزيئات النشطة. وبالتالي إنهاء تطوير سلسلة من ردود الفعل.
عملية الهلجنة
لأنه يقوم على آلية نوع جذري. ألكان رد فعل الهلجنة يحدث من قبل التشعيع مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية والتدفئة من خليط من الهالوجينات والهيدروكربونات.
جميع مراحل العملية تخضع إلى القاعدة التي ذكرت Markovnikov. وهو ينص على أن يخضع لاستبدال من قبل الهالوجين، خصوصا الهيدروجين، الذي ينتمي إلى الكربون المهدرج. الهلجنة يحدث في التسلسل التالي: من المرحلة الابتدائية إلى ذرة الكربون الثالثة.
وتستغرق عملية وضع أفضل في جزيئات ألكان مع سلسلة طويلة الهيدروكربونية الرئيسية. ويرجع ذلك إلى انخفاض الطاقة المؤينة في هذا الاتجاه، ومادة أسهل الإلكترون المشقوق هذا.
ومن الأمثلة على ذلك كلورة جزيئات الميثان. العمل من الأشعة فوق البنفسجية يسبب نوعا جذري تقسيم الكلور التي تحمل هجوما على ألكان. يحدث الانفصال وتشكيل الذري H هيدروجين 3 C · أو الميثيل الراديكالية. هذا الجسيم، بدوره، ومهاجمة الكلور الجزيئي، مما أدى إلى تدمير بنيته وتكوين مادة كيميائية جديدة.
في كل مرحلة يتم تنفيذ عملية الاستبدال إلا من ذرة الهيدروجين واحد. رد فعل الهلجنة من الألكانات يؤدي إلى تشكيل التدريجي للhlormetanovoy، ثنائي كلورو ميثان، وجزيء trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy.
تخطيطي، والعملية هي على النحو التالي:
H 4 C + الكلور: الكلور → H 3 لجنة علم المناخ + حمض الهيدروكلوريك،
H 3 لجنة علم المناخ + الكلور: الكلور → H 2 لجنة علم المناخ 2 + حمض الهيدروكلوريك،
H 2 لجنة علم المناخ 2 + الكلور: الكلور → HCCl 3 + حمض الهيدروكلوريك،
HCCl 3 + الكلور: الكلور → جنة علم المناخ 4 + حمض الهيدروكلوريك.
وعلى النقيض من كلورة جزيئات الميثان تحمل مثل هذه العملية مع الألكانات أخرى تتميز حصول على المواد بعد استبدال الهيدروجين ليست واحدة ذرة كربون، وفي عدد قليل. نسبة الكمية المرتبطة بها مع مؤشرات درجة الحرارة. في الظروف الباردة، انخفاضا في معدل تكوين المشتقات مع هيكل التعليم العالي والثانوي والابتدائي.
مع زيادة سرعة الهدف درجة حرارة تشكيل هذه المركبات يتم تسوية. في عملية الهلجنة هناك تأثير عامل ثابت وهو ما يشير إلى احتمال مختلفة من اصطدام جذرية مع ذرة كربون.
لا تحدث عملية الهلجنة مع اليود في ظل ظروف طبيعية. فمن الضروري لخلق ظروف خاصة. عندما تتعرض لغاز الميثان يحدث فقا الهالوجين يوديد حدوث الهيدروجين. كان لديه تأثير على يوديد الميثيل نتيجة لذلك تبرز الكواشف الأولية الميثان واليود. ويعتبر هذا رد فعل لتكون قابلة للعكس.
تفاعل فورتز من الألكانات
وهي طريقة للحصول على النفط والغاز مع هيكل متناظرة المشبعة. كما تستخدم المواد المتفاعلة فلز الصوديوم، البروم ألكيل أو الكلوريدات ألكيل. التفاعل مع إعداد هاليد الصوديوم وزيادة سلسلة الهيدروكربون الذي هو مجموع المتطرفين الهيدروكربونية اثنين. تخطيطي، والتوليف كما يلي: R-كلور + CL-R + 2NA → R-R + 2NaCl.
فورتز تفاعل الألكانات لا يمكن تحقيقه إلا إذا الهالوجينات في جزيئات هم في ذرة الكربون الرئيسية. على سبيل المثال، CH 3 -CH 2 -CH 2 برازيلي.
إذا أثناء اللعب من خليط galogenuglevodorododnaya اثنين من المركبات، في التكثيف من ثلاث سلاسل مختلفة شكلت المنتج. مثال على هذا التفاعل يمكن أن تكون بمثابة الصوديوم التفاعل مع ألكان chloromethanes وhloretanom. الإخراج هو خليط يتألف من غاز البوتان والبروبان والإيثان.
وإلى جانب الصوديوم، من الممكن استخدام الفلزات القلوية الأخرى، والتي تشمل الليثيوم أو البوتاسيوم.
sulfochlorination عملية
ويسمى أيضا رد الفعل ريد. أنه يعمل على مبدأ بديل حر. هذا النوع من رد الفعل هو نموذجي من الألكانات لعمل خليط من ثاني أكسيد الكبريت والكلور الجزيئي في وجود الأشعة فوق البنفسجية.
وتبدأ عملية الشروع في آلية السلسلة، حيث الكلور الحصول عليها من الجذور اثنين. واحد ألكان الهجوم الذي يؤدي إلى جزيئات ألكيل وجزيئات كلوريد الهيدروجين. بواسطة الهيدروكربونية جذرية تعلق على شكل جزيئات ثاني أكسيد الكبريت المعقدة. لتحقيق الاستقرار في التقاط يحدث ذرة الكلور من جزيء آخر. المادة النهائية هي كلوريد السلفونيل ألكان، ويتم استخدامها في تركيب المركبات النشطة على السطح.
تخطيطي، عملية تبدو مثل هذا:
CLCL → HV ∙ الكلور + ∙ الكلور،
HR + ∙ الكلور → R ∙ + حمض الهيدروكلوريك،
R ∙ + OSO → ∙ RSO 2،
∙ RSO 2 + CLCL → RSO 2 الكلور + ∙ الكلورين.
العمليات المرتبطة نترتة
الألكانات تتفاعل مع حامض النيتريك في حل 10٪ ومع أكسيد النيتروجين رباعي التكافؤ في الحالة الغازية. شروط حدوثه هي القيم العالية درجة الحرارة (حوالي 140 درجة مئوية) وقيم الضغط المنخفض. في nitroalkanes الإخراج المنتجة.
فتحت عملية من نوع الحرة الراديكالية الذي سمي على اسم عالم كونوفالوف، والتوليف نترتة: CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O.
آلية الانقسام
لنزع الهيدروجين ألكان نموذجي وتكسير. الميثان جزيء يخضع لالتحلل الحراري الكامل.
الآلية الأساسية للتفاعلات أعلاه هي انشقاق من ذرات من الألكانات.
عملية نزع الهيدروجين
عندما فصل ذرات الهيدروجين على الهيكل العظمي الكربون من البارافينات، باستثناء الميثان يتم الحصول على المركبات غير المشبعة. هذه التفاعلات الكيميائية من الألكانات اختبارها في درجة حرارة عالية (400-600 ° C) وتحت المعجلات العمل كما البلاتين والنيكل و أكاسيد الكروم والألومنيوم.
لو يشارك في رد فعل من الإيثان أو البروبان الجزيئات، ثم منتجاتها والإيثين أو البروبين مع الرابطة المزدوجة واحد.
نزع الهيدروجين من الهيكل العظمي أربعة أو خمسة الكربون الحصول على مجمع ديني. من تشكيلها بوتادين البوتان-1،3 و 1،2 بيوتادين.
إذا كان موجودا في المواد رد فعل مع 6 أو أكثر من ذرات الكربون، ويتم تشكيل البنزين. ولديه عصابة العطرية مع ثلاث روابط ثنائية.
العملية المقترنة التحلل
تحت درجة حرارة عالية تفاعل الألكانات يمكن أن تمر مع سندات الكربون الفجوة وتشكيل الأنواع النشطة من نوع جذري. ويشار إلى هذه العمليات باسم تكسير أو الانحلال الحراري.
تسخين المواد المتفاعلة لدرجات حرارة تزيد عن 500 درجة مئوية، والنتائج في التحلل من الجزيئات التي تتكون مخاليط معقدة من الألكيل من نوع الجذور.
تنفيذ تحت التدفئة قوية من الانحلال الحراري من الألكانات مع طول سلسلة الكربون المناسب للحصول على المركبات المشبعة وغير المشبعة. ومن دعا التكسير الحراري. وتستخدم هذه العملية حتى منتصف القرن 20.
وكان العيب في الحصول على النفط والغاز مع عدد منخفضة اوكتان (أقل من 65)، لذلك تم استبداله تكسير المحفز. تستغرق العملية مكان في درجات الحرارة التي هي أقل من 440 درجة مئوية، وضغوط أقل من 15 الاجواء، في وجود ألومينوسيليكات الألكانات الافراج عن دواسة البنزين وجود بنية متفرعة. ومن الأمثلة على ذلك الانحلال الحراري من الميثان: 2CH 4 → ر ° C 2 H 2 + 3H 2. الهيدروجين الأسيتيلين والجزيئي تشكلت خلال التفاعل.
قد يتعرض جزيء لتحويل غاز الميثان. لهذا التفاعل يتطلب المياه ومحفز النيكل. الإخراج هو خليط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين.
عمليات الأكسدة
التفاعلات الكيميائية التي ألكان نموذجي المرتبطة تأثير الإلكترون.
هناك صناعة السيارات في أكسدة البارافينات. أنه ينطوي على آلية الحرة الراديكالية أكسدة الهيدروكربونات المشبعة. خلال رد فعل، الطور السائل هيدرو ألكان الحصول. في البداية جزيء البارافين يتفاعل مع الأكسجين في الجذور النشطة المخصصة. بعد ذلك، يتفاعل ألكيل الجسيمات جزيء O آخر 2، الحصول ∙ ROO. منذ راديكالية البيروكسي من الأحماض الدهنية يتم الاتصال جزيء ألكان، ثم أطلق سراحه هيدرو. ومن الأمثلة على ذلك autooxidation من الإيثان:
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + HOO ∙،
∙ C 5 H 2 + O 2 → ∙ شركة النفط العمانية 2 H 5،
∙ شركة النفط العمانية 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 + ∙ C 2 H 5.
لألكان تتميز رد فعل الاحتراق التي هي أساسا الخصائص الكيميائية، في تحديد تكوين وقود. هم التأكسدي في الطبيعة مع انبعاث الحرارة: 2C 2 H 6 + 2 7O → 4CO 2 + 6H 2 O.
إذا لوحظ عملية في كمية صغيرة من الأكسجين، ويمكن أن المنتج النهائي يكون الكربون ثنائي التكافؤ أو أول أكسيد الكربون، والتي يتم تحديدها من قبل تركيز O 2.
في أكسدة الألكانات تحت تأثير المواد الحفازة وتسخينه إلى 200 ° C ويتم الحصول على جزيء الكحول ألدهيد، أو حمض الكربوكسيلية.
مثال الإيثان:
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (الإيثانول)،
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (إيثانال والمياه)
2C 2 H 6 + 3O 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O (حمض ethanoic والمياه).
الألكانات يمكن أن تتأكسد في إطار العمل من البيروكسيد دوري ثلاثي الحدود. وتشمل هذه ميثيل dioxirane. والنتيجة هي أكسدة جزيء البارافينات الكحول.
النواب البارافينات لا تستجيب لبرمنجنات البوتاسيوم 4 أو برمنجنات، وكذلك المياه البروم.
المماكبة
على الألكانات تتميز نوع استبدال رد فعل مع آلية بالإلكترونات. هذا ويشار المماكبة سلسلة الكربون. يحفز هذه العملية كلوريد الألمنيوم، والذي كان رد فعل مع البارافين المشبعة. ومن الأمثلة على ذلك المماكبة من جزيء غاز البوتان، الذي هو 2-ميثايلبروبان: C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3.
توابل عملية
المواد المشبعة فيه سلسلة الكربون الرئيسية تحتوي على ستة أو أكثر من ذرات الكربون، القادرة على القيام dehydrocyclization. لجزيئات قصيرة ليست سمة من سمات هذا التفاعل. والنتيجة هي دائما حلقة ستة membered-كما الهكسان الحلقي ومشتقاتها.
في ظل وجود مسرعات التفاعل، ويمر الهيدروجين مزيد من تحويلها إلى حلقة البنزين أكثر استقرارا. ويحدث ذلك تحويل الهيدروكربونات الحلقية إلى العطريات أو الساحة. ومن الأمثلة على ذلك dehydrocyclization من الهكسان:
H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (الهكسان الحلقي)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (البنزين).
Similar articles
Trending Now