Презентация, доклад по химии Физические и химические свойства предельных углеводородов (АЛКАНОВ)

химических
элементов – УГЛЕРОДА И ВОДОРОДА.

(предельные, насыщенные, парафины) –
это углеводороды с общей формулой CnH2n+2, которые не способны на реакции присоединения.

метана
CH4
Пространственное
строение молекулы
метана

Молекула метана представляет собой тетраэдр с атомом углерода в центре и атомами водорода по вершинам тетраэдра.

Длина простой химической связи 1,54 Å ,угол HCH 109°28`

Номенклатура алканов
Физические свойства
Химические свойства

различающиеся по составу
на одну или несколько
групп CH2 (гомологическая разность).

Вспомните, какие вещества мы называем гомологами?

главной углеродной цепи
При нормальных условиях неразветвлённые алканы с CH4 до C4H10 — газы; с C5H12 до C15H32 — жидкости; после C16H34 — твёрдые тела.
Температуры плавления и кипения понижаются от менее разветвленных к более разветвленным. Так, например, при 20 °C н-пентан — жидкость, а неопентан — газ.
Все алканы легче воды, в ней не растворимы, однако растворимы в неполярных растворителях (например, в бензоле) и сами являются хорошими растворителями.

2 раза легче воздуха, мало растворим в воде. Он образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха остатков растительных и животных организмов. Поэтому может быть обнаружен в заболоченных водоемах, где появляется в виде пузырьков газа, или накапливается в каменноугольных шахтах, куда выделяется из угольных пластов. В значительном количестве (80-97%) метан содержится в природном газе и в попутных нефтяных газах.

газов.
АЛКАНЫ содержатся в нефти. С ростом относительной молекулярной массы наблюдается переход количественных отношений в качественные: изменяется агрегатное состояние, возрастают температуры плавления и кипения.

реагентов: не взаимодействуют с концентрированными серной и азотной кислотами, с концентрированными и расплавленными щелочами, не окисляются сильными окислителями – перманганатом калия KMnO4 и т. п.

Химические свойства

связей C–C и C–H
протекают или при нагревании, или на свету, или
с применением катализаторов.

на свету, с Br2 – при нагревании).

Хлорирование метана

CH4 + Cl2

CH3Cl + HCl

hv

хлорметан

CH3Cl + Cl2

2Cl2 CH+ HCl

hv

дихлорметан

CH2Cl2 + Cl2

CHCl3 + HCl

hv

трихлорметан

CHCl3 + Cl2

CCl4 + HCl

hv

тетрахлометан

Замещение атома водорода галогеном легче всего идет у менее гидрогенизированного третичного атома углерода, затем у вторичного и в последнюю очередь у первичного. (Эта закономерность объясняется тем, что энергия связи атома водорода с первичным, вторичным и третичным атомами углерода неодинакова: она составляет соответственно 415, 390 и 376 кДж/моль).

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl

+ HCl

CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl

CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl

Запишите самостоятельно
галогенирование метана

реакциями.

давлением
Осуществляется реакция нитрования –
замещение атома водорода нитрогруппой
(реакция М.И.Коновалова). Наилучшие
результаты наблюдаются с алканами,
содержащими третичные углеродные атомы.
t,p
CH3–CH(CH3)–CH3 +HO-NO2 →CH3-C (CH3)–CH3 + H2O |
NO2
3) Сульфирование – замещение атома водорода
сульфогруппой. При нагревании конц. серная
кислота («дымящаяся») дает с высшими парафинами
сульфокислоты.

R-H + H2SO4 → R-SO3H + H2O

или группы атомов.
В этих реакциях водород никогда не выделяется, а образуется галогеноводород или вода.
Замещение у алканов идет в первую очередь по менее гидрогенизированному атому углерода.

Необходимо запомнить

CH2 – CH2 – CH3

C2H6 + C2H4

этан

этен

t°

в) полное термическое разложение:

CH4

C + 2H2

1000° C

г) для метана характерен пиролиз:

2CH4

C2H2 + 3H2

ацетилен

1500° C

объема кислорода (см. уравнение реакции). Пластиковую бутылку, разделенную метками на три равные части, заполним способом вытеснения воды одной частью метана и двумя частями кислорода. При поджигании смеси происходит взрыв - полное сгорание метана в кислороде.
CH4 + 2О2 = СО2 + 2 Н2О 

4. Реакция окисления (горения)

изомеризации;
4. Реакции окисления (горение).

CH3
CH3 C2H5
а) 1-метил-2-этилбутан
б) 2-метил-3-этилбутан
в) 2-этил-3-метилбутан
г) 2, 3-диметилпентан
 

2. Укажите формулы гомологов метана:

а) C3H8
б) C4H8
в) C4H!0
г) C7H8

Проверь себя

вещество имеет наибольшую температуру кипения?

а) бутан
б) пропан
в) 2-метилбутан
г) пентан

протекает в темноте без нагревания
г) сопровождается гомолитическим разрывом связей

6. Для алканов невозможны реакции:

а) замещения
б) полимеризации
в) присоединения
г) изомеризации

молярной массы:

а) не изменяется
в) уменьшается
б) возрастает
г) изменяется немонотонно

7. В отличие от пропана бутан вступает в реакцию:

а) горения в кислороде
б) хлорирования при освещении
в) разложения на простые вещества при сильном нагревании
г) изомеризации

1 2 3 4
CH3 – CH – CH – CH3

CH3 C2H5
2. Укажите формулы гомологов метана:
а) C3H8 CnH2n+2
в) C4H!0
3. Каким соединениям даны неправильные названия?
в) 1-метилпентан
г) диметилбутан
4. Какое вещество имеет наибольшую температуру кипения?
в) 2-метилбутан

Проверяем вместе

алканов невозможны реакции:
б) полимеризации
в) присоединения
7. В отличие от пропана бутан вступает в реакцию:
г) изомеризации
 
8. Как изменяется массовая доля углерода в алканах с возрастанием их молярной массы:
а) не изменяется

7з.;
Оценка «3» –
Выполнено: 4 - 5 з.;
Оценка «2» –
Выполнено: < 4 з.;

Сами себе выставляем оценки