Презентация алканы

Алканы – углеводороды с общей формулой: С n H 2n+2 ,

в молекулах которых атомы связаны одинарными связями.

Метан

Пропан

Этан

Бутан

Структурная формула пропана

S Р 3 – гибридизация

Валентный угол -109 о 28 

Тетраэдр

Длина углерод – углеродной связи: 0,154 нм

0,154 нм

Алканы с большим числом атомов углерода имеют зигзагообразное строение

Модель молекулы пентана

Различия в порядке соединения атомов в молекулах (т. е. в химическом строении) приводят к структурной изомерии . Строение структурных изомеров отражается структурными формулами. В ряду алканов структурная изомерия проявляется при содержании в цепи 4-х и более атомов углерода, т. е. начиная с бутана С 4 Н 10 .

С С

 

С  С  С  С С  С  С  С

 

С С

2,2 диметилбутан

2,3 диметилбутан

Все алканы плохо растворимы в воде. С ростом молекулярной массы закономерно увеличиваются температуры кипения и плавления.

Начиная с гексадекана появляются твёрдые алканы.

1 – выделение углеводородов из природного сырья

2- гидрирование циклоалканов и непредельных углеводородов

3- декарбоксилирование натриевых солей карбоновых кислот

4- синтез Вюрца

5- гидролиз карбидов

Реакции гидрирования

Циклоалканов:

С 5 Н 8 + Н 2 = С 5 Н 10

Алкинов:

С 2 Н 2 + 2Н 2 = С 2 Н 6

Алкенов:

С 2 Н 4 + Н 2 = С 2 Н 6

Алкадиенов:

С 4 Н 6 + 2Н 2 = С 4 Н 10

+ Н 2

Получение метана при сплавлении ацетата натрия со щелочью :

t  C

CH 3 COONa + NaOH  CH 4  + Na 2 CO 3

ацетат натрия метан

Свойства метана:

1) метан не вступает в реакцию окисления при действии водного раствора KMnO 4 ;

2 ) метан не вступает в реакцию с раствором брома;

3 ) горение метана:

CH 4 + 2О 2  СО 2 + 2Н 2 О + Q

Синтез Вюрца

проводят с целью получения алканов с более длинной углеродной цепью.

Например: получение этана из метана

1 этап. Галогенирование исходного алкана

СН 4 + С l 2 = CH 3 Cl + HCl

2 этап. Взаимодействие с натрием

2CH 3 Cl + 2 Na = C 2 H 6 + 2NaCl

Метан в лаборатории можно получить гидролизом карбида алюминия

Al 4 C 3 + 12 H 2 O = 4 Al(OH) 3 + 3 CH 4

1- реакции замещения

2- реакции дегидрирования

3- реакции горения

4 - реакции изомеризации

5- термическое расщепление

Хлорирование метана:

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl +HCl

CH 3 Cl + Cl 2 = CH 2 Cl 2 +HCl

CH 2 Cl 2 + Cl 2 = CHCl 3 + HCL

CHCl 3 + Cl 2 = CCL 4 + HCL

Пример реакции замещения:

Взаимодействие декана с бромом

С 10 Н 22 + Br 2 = С 10 Н 2 1 Br + HBr

При дегидрировании алканов образуются алкены и другие непредельные углеводороды.

Например, дегидрирование пентана:

С 5 Н 10 С 5 Н 8 + Н 2

пентен

Все алканы горят с образованием углекислого газа и воды

Например: горение бутана

2С 4 Н 10 + 13О 2 = 8СО 2 + 10Н 2 О

Реакции изомеризации идут при нагревании и в присутствии катализатора

Например: изомеризация пентана (с хлоридом алюминия)

СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 СН 3 -СН-СН 2 -СН 3

СН 3

Термическое расщепление

1- крекинг (400-500 о С)

Алкан новый алкан и алкен

С 20 Н 42 С 10 Н 22 + С 10 Н 20

2- пиролиз метана при 1000 о С

СН 4 С + 2Н 2

3- получение ацетилена при нагревании до 1500 о С

2СН 4 С 2 Н 2 + 3Н 2

Получение растворителей

Получение ацетилена

А также сырьё для синтезов спиртов, альдегидов, кислот.

Горючее для дизельных и турбореактивных двигателей

В металлургии

• Какие углеводороды относят к алканам?

• Запишите формулы возможных изомеров гексана и назовите их по систематической номенклатуре.
• Напишите формулы возможных продуктов крекинга октана

4. В каком объёмном соотношении смесь метана с воздухом становится взрывоопасной?

5. Каковы природные источники получения алканов?

6. Назовите области применения алканов

ТЕСТ

ОТВЕТЫ К ТЕСТУ:

• 2
• 3
• 2
• 1
• 4
• 4
• 2
• 4
• 3
• 2