какая общая формула соответствует классу алканов

Алканы

Органическая химия

По мере изучения вы поймете, что свойства вещества определяются его строением, и научитесь легко предсказывать ход реакций 😉

Номенклатура алканов

Гомологами называют вещества, сходные по строению и свойствам, отличающиеся на одну или более групп CH₂

Названия алканов формируются по нескольким правилам. Если вы знаете их, можете пропустить этот пункт, однако я должен познакомить читателя с ними. Итак, алгоритм составления названий следующий:

Внимательно изучите составленные для различных веществ названия ниже.

В углеводородной цепочке различают несколько типов атомов углерода, в зависимости от того, с каким числом других атомов углерода соединен данный атом. Различают первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.

Изомерия бывает структурной (межклассовая, углеродного скелета, положения функциональной группы или связи) и пространственной (геометрической, оптической). По мере изучения классов органических веществ вы узнаете о всех этих видах.

В молекулах алканов отсутствуют функциональные группы, кратные связи. Для алканов возможна изомерия только углеродного скелета. Так у пентана C₅H₁₂ существует 3 структурных изомера.

Природный газ и нефть

В состав нефти входят алканы с длинными углеродными цепочками, например: C₈H₁₈, C₁₂H₂₆. Путем крекинга из нефти получают алканы.

Получение алканов

В ходе крекинга нефти получается один алкан и один алкен.

Данный синтез заключается в сплавлении соли карбоновой кислоты с щелочью, в результате образуется алкан.

Эта реакция заключается во взаимодействии галогеналкана с металлическим натрием, калием или литием. В результате происходит удвоение углеводородного радикала, рост цепи осуществляется зеркально: в том месте, где находился атом галогена.

В ходе синтеза Гриньяра с помощью реактива Гриньяра (алкилмагнийгалогенида) получают различные органические соединения, в том числе несимметричные (в отличие от реакции Вюрца).

На схеме выше мы сначала получили реактив Гриньяра, а потом использовали его для синтеза. Однако можно записать получение реактива Гриньяра и сам синтез в одну реакцию, как показано на примерах ниже.

В результате электролиза солей карбоновых кислот может происходить образование алканов.

Химические свойства алканов

Реакции с хлором на свету происходят по свободнорадикальному механизму. На свету молекула хлора распадается на свободные радикалы, которые и осуществляют атаку на молекулу углеводорода.

Реакция Коновалова заключается в нитровании алифатических (а также ароматических) соединений разбавленной азотной кислотой. Реакция идет при повышенном давлении, по свободнорадикальному механизму.

Все органические вещества, в их числе алканы, сгорают с образованием углекислого газа и воды.

В ходе каталитического, управляемого окисления, возможна остановка на стадии спирта, альдегида, кислоты.

В реакциях, по итогам которых образуются изомеры, используется характерный катализатор AlCl₃.

Вам уже известно, что в результате крекинга образуется один алкан и один алкен. Это не только способ получения алканов, но и их химическое свойство.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Предельные углеводороды —

класс алканы

(углеводороды с насыщенными связями)

Сигма-связь (σ- )

Т.е. вещества класса Алканы (парафины — старое название) – алифатические (нециклические) предельные углеводороды, в которых атомы углерода связаны между собой простыми (одинарными, насыщенными) связями в неразветвленные или разветвленные цепи. Угол между связями С-C составляет 109°28′, поэтому молекулы нормальных алканов с большим числом атомов углерода имеют зигзагообразное строение (зигзаг)

Общая формула алканов:

n = числу атомов углерода.

Номенклатура веществ класса алканов строится из двух частей.

Название (приставка)

Количество атомов углерода

Формула

Физические свойства алканов:

C1-C4 — газообразные вещества;

С18-… — твердые вещества.

Алканы — довольно химически устойчивы. Между атомами насыщенная связь, поэтому вещества класса очень слабо активны.

Максимум на что они способны это:

Реакции замещения

Взаимодействие с ГАЛОГЕНАМИ:

;”>Фтор ( F₂) слишком активен, он разрушает молекулы алканов, йод (I₂) — наоборот, слишком малоактивен, поэтому реакции идут с хлором и бромом. Реакция идет на свету по радикальному механизму

Реакция Вюрца — «именная» реакция удлинения цепи: C ₂ H ₅ Cl + 2Na +Cl C ₂ H ₅ → C ₄ H ₁₀ + 2NaCl (из этана получили бутан)

Обратите внимание: реакция идет с бромом, но НЕ С БРОМНОЙ ВОДОЙ!

Так же как и в случае бромирования, если есть вторичный или третичный атом С, то нитрование будет идти по нему.

Реакции отщепления:

Реакции разложения:

Окисление алканов (горение)

как и все органические вещества, алканы горят до образования углекислого газа и воды:

Изомеризация:

Окисление алканов:

(горение тоже сюда входит, но окисление-не горение мы рассмотрим отдельно)

НЕ ОКИСЛЯЮТСЯ KMnO ₄

Получение веществ класса алканы:

Вопрос из олимпиадных заданий (2015 г)

Давайте сначала определимся с атомами углерода — какие из них будут третичными

«Третичный» — атом углерода, связанный с тремя другими атомами С

название по номенклатуре ИЮПАК — 2,2-диметилбутан

В этом веществе будут 3 первичных атома (CH3-), один вторичный (-CH2-) и один четвертичный (С)

Обсуждение: “Класс алканы”

P.S. Шикарный сайт, мне он очень помогает в подготовке к экзамену!

Да, вы верно ответили. Это в ответах на тест ошибочка вкралась. Спасибо, что обратили внимание. Уже исправили! 🙂
Большое спасибо за теплый отзыв!

Здравствуйте, вы можете подсказать мне сколкьо в алканов сигма с-с с-H связей?

Добрый день!
Не совсем поняла ваш вопрос — в каком алкане?
Проще отвечу — все одинарные связи — сигма

Реакция солей карбонових кислот со щелочАМи. А если на натриевую соль по действовать гидроксидом калия? Реакция будет? Спасибо

Добрый день, Елена!
Нет, реакция идти не будет — должен образоваться карбонат одного элемента — либо натрия, либо калия, т.е. нужно на соль действовать соответствующим основанием

Реакция солей карбонових кислот со щелочАМи. А если на натриевую соль по действовать гидроксидом калия? Реакция будет? Спасибо

А каким образом собирают полученный газообразный алкаН?

Обычно это колба с газоотводной трубкой

Здравствуйте! В тесте написано, что реакция Вюрца-качественная для алканов. Разве это не способ получения? Ведь реагируют 2ГАЛОГЕНалкан+Na. Пожалуйста, объясните))) заранее спасибо

В тесте правильный ответ на этот вопрос — нет качественной реакции

здравствуйте.
вот такие две задачки.
1) напишите уравнение реакции нитрования по М.И.Коновалову изопентана. Укажите условия проведения нитрования и назовите полученные продукты. Будут ли образовываться изомеры?
2) какие вещества получатся при действии металлического натрия на следующую смесь: бромистый этил и хлористый пропил?

еще вопросы
1) какие условия проведения нитрования, может какой-то определённый интервал температуры или что-то еще?
2) будет ли продолжать замещаться водород, во вторичных углеродах и дальше?
3) будут ли образовываться изомеры? где-то находил, что будут полинитросоединения.
4) и во втором задании был БРОМИСТЫЙ этил и ХЛОРИСТЫЙ пропил, измениться ли что-то?

1)какие будут образовываться изомеры?
2)и как будет выглядеть реакция во втором задании, если взять бромистый этил и хлористый пропил, как смесь?

а почему в 1 реакции, NO2 присоединяется не к третичному атому углерода?

А куда там ему присоединиться? Все связи метилами заняты, водородов нет

Похожие задания, не могли бы вы помочь? Заранее спасибо
1) напишите уравнение реакции нитрования по
М.И.Коновалову неопентана. Укажите условия проведения нитрования и назовите полученные продукты. Будут ли образовываться изомеры?
2) какие вещества получатся при действии металлического натрия на следующую смесь: бромистый этил и бромистый изоамил?

Источник

Какая общая формула соответствует классу алканов

– это насыщенные (предельные) углеводороды, молекулы которых состоят из атомов углерода и водорода, связанных между собой только σ-связями (одинарными связями).

Гомологический ряд алканов

2. Какие вещества относятся к алканам? Назовите алканы:

3. Сколько атомов углерода в молекуле алкана, имеющего относительную молекулярную массу 44?

Вид гибридизации атома С

sp 3 _– гибридизация

Угол связи, пространственное расположение

Пространственное строение алканов

4. Рассмотрите шаростержневую модель молекулы н-гексана. Почему молекула гексана имеет зигзагообразное строение?

Номенклатура алканов разветвленного строения

Алгоритм составления названий алканов с разветвленной цепью :

1) определить родоначальную структуру, которой, в случае алканов, является

2) главная углеродная цепь (самая длинная цепь атомов углерода); число атомов углерода в этой цепи служит основой названия;

3) пронумеровать атомы углерода в главной цепи с того конца, к которому ближе находится заместитель, т.е. углеводородный радикал;

4) перед основой названия указать цифровой номер того атома углерода в главной цепи, у которого находится заместитель, а затем в виде префикса называют этот заместитель:

5) при наличии двух и более заместителей пронумеровать атомы углерода в цепи так, чтобы заместители получили наименьшие номера. В названии алкана радикалы перечисляются в алфавитном порядке. Перед названием каждого радикала ставят цифру, обозначающую его положение в главной углеродной цепи. Если заместители одинаковые, то к их названию добавляют приставки ди-, три-, тетра- и т.д.;

6) если в главной цепи на равном расстоянии от концов стоят одинаковые радикалы, то нумерацию производят таким образом, чтобы радикалы получили наименьшие номера.

5. Составьте формулы изомеров гексана и дайте им названия.

6. Составьте формулы веществ, имеющих названия: а)2-метилгексан, б) 2,2-диметилбутан.

Изомерия алканов (привести примеры)

Структурная (по разветвлению углеродной цепи)

Химические свойства алканов

метан хлорметан хлороводород

(реакция протекает на свету)

(в присутствии конц. H ₂ SO ₄ )

Образуется углекислый газ CO ₂ и вода

6. Напишите уравнения реакций по приведенным схемам. Определите тип и название каждой реакции.

г) при нагревании CH ₄ →

7. Какой объем (при н.у.) углекислого газа выделится при сгорании 1 л пропана?

9. Составьте уравнение реакции по цепочке превращений:

Укажите условия протекания каждой реакции.

10. Пользуясь различными источниками информации, найдите и опишите области применения алканов:

Ответы на вопросы и задания, которые вы встретили в конспекте, вы можете отправить в отдельное задание.

Источник

Тестирование по органической химии за курс 10класса

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Тестирование за курс органической химии в 10 классе.

а) алканы б) алкены в) алкины г) арены

2. Какая общая формула соответствует классу алканов?

3. Реакции какого типа характерны для алканов?

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

4. Какое название соответствует веществу СН ₃ – СН – СН ₂ – СН ₃

а) бутан б) 2-метилбутан в) 2-метилпропан г) 3-метилбутан

5. Какой газ составляет основу природного газа?

7. Сколько π-связей в молекуле бутадиена-1,3

8. Гомологами являются

а) пентен и 2-метилбутан б) хлорэтен и дихлорэтан

в) пропанол и пропаналь г) 2,2-диметилпропан и 2,2-диметилбутан

9. Тип реакции взаимодействия этена с бромом

а) присоединения б) замещения в) гидрирования г) гидратации

10. Только σ – связи имеются в молекуле

а) этанола б) этаналя в) этена г) этина

11. Вещество СН ₃ – СН – СН = СН ₂ называется

а)2-метилбутан б) 3-метилбутен-2

в) 3-метилбутин-1 г) 3-метилбутен-1

а) глицерина и глюкозы б) фенола и пропанола

в) сахарозы и формальдегида г) фенола и формальдегида

угол 180 0 характерны для молекулы

а) бензола б) этана в) этина г) этена

а) альдегидов б) аминов в) карбоновых кислот г) спиртов

15. Карбоксильная группа содержится в молекуле

а) метанола б) ацетальдегида в) уксусной кислоты г) глицерина

16. Реактивом для распознавания многоатомных спиртов является

а) бромная вода б) оксид меди (+2)

в) гидроксид меди (+2) г) хлорид железа (+3)

17. Продуктами окисления предельных одноатомных спиртов являются

а) альдегиды б) кетоны в) простые эфиры г) сложные эфиры

18. Сложный эфир можно получить реакцией

а) гидрирования б) гидратации в) этерификации г) дегидратации

19. В реакцию «серебряного зеркала» вступают

а) альдегиды б) фенолы в) спирты г) одноатомные спирты

20. Из остатков молекул α – глюкозы состоят молекулы

а) фруктозы б) крахмала в) сахарозы г) целлюлозы

а) полимеризация б) присоединения

в) поликонденсации г) изомеризации

22. Для аминов характерны свойства

а) кислот б) оснований в) амфотерных соединений

23. Какое название у вещества СН ₃ – СН – СН ₂ – СООН

а) 3-аминобутановая кислота б) 2-аминобутановая кислота

в) α-аминомасляная кислота в) 4- аминомасляная кислота

24. В состав белков входят остатки

а) α-аминокислот б) β-аминокислот

в) γ-аминокислот г) δ-аминокислот

25. Химическая связь, образующая первичную структуру белков:

а) водородная б) ионная в) пептидная г) ковалентная неполярная

Н – 15,6%, N – 31,1% и относительная плотность по водороду 22,5

Для вещества СН ₂ = СН-СН=СН ₂ составьте структурные формулы одного изомера и одного ближайшего гомолога, назовите все вещества.

Напишите уравнения для осуществления превращений:

СаС ₂ → С ₂ Н ₂ → С ₆ Н ₆ → С ₆ Н ₅ NO ₂ Укажите условия реакций, назовите продукты.

Выберите, с какими из перечисленных веществ может взаимодействовать этанол, и напишите соответствующие уравнения реакций:

натрий, гидроксид натрия, хлорид натрия, хлороводород, уксусная кислота

При полном сгорании 3 г. углеводорода получилось 4,48 л. (н.у.) углекислого газа и 5,4 г. воды. Относительная плотность по воздуху равна 1,03. Выведите формулу углеводорода.

Источник

Какая общая формула соответствует классу алканов

Углеводороды, молекулы которых не содержат кратных связей, называют предельными или насыщенными.

Своё название предельные углеводороды получили потому, что все валентности углеродных атомов в их молекулах насыщены атомами водорода до предела.

Сокращённая структурная формула пропана СН₃—СН₂—СН₃. Для бутана возможно написание двух структурных формул: в одной углеродная цепь имеет линейное, а в другой — разветвлённое строение:

Свойства бутана и изобутана различны: бутан имеет более низкие температуры кипения и плавления. По отношению друг к другу бутан и изобутан являются изомерами, различающимися строением углеродной цепи. Изомерия углеродной цепи — вариант структурной изомерии.

В молекулах алканов углеродные цепи открытые, т. е. незамкнутые. Но предельными могут быть и углеводороды, имеющие замкнутую углеродную цепь. Этот класс соединений называют циклоалканами. Некоторые циклоалканы, например циклогексан С₆Н₁₂, входят в состав нефти.

Формулу каждого последующего члена гомологического ряда легко получить из формулы предыдущего, заменив один атом водорода в молекуле на группу СН₃. Так, второй гомолог ряда алканов — этан — имеет формулу СН₃—СН₃. Формулы и названия первых шести представителей алканов с неразветвлённой цепью атомов углерода приведены в таблице.

Если от молекулы алкана мысленно отщепить один атом водорода, мы получим частицу со свободной валентностью у атома углерода — радикал.

Название радикала, соответствующего предельному углеводороду, т. е. алкильного радикала, строится так: суффикс -ан заменяют на -ил, а состав будет подчиняться общей формуле С _n Н_{2 n +1}. Формулы и названия алкильных радикалов, приведённые в таблице, нужно запомнить, чтобы уметь называть органические вещества с разветвлённой углеродной цепью.

(с) Цитата из справочного издания «ХИМИЯ. Справочник в таблицах / М.: Издательство АЙРИС-пресс»

Номенклатура алканов

Для построения названий органических веществ, в частности предельных углеводородов, используют свод правил — номенклатуру. В соответствии с так называемой международной, или систематической, номенклатурой при составлении названий алканов руководствуются следующими правилами:

Проиллюстрируем эти правила примерами названий алканов.

Физические и химические свойства алканов

Метан и его газообразные гомологи (до бутана включительно) содержатся в природном и попутном нефтяном газах. Жидкие алканы — основная часть нефти. Твёрдые предельные углеводороды (парафин) растворены в нефти, которая и служит источником их получения.

При обычных условиях алканы не реагируют с концентрированными кислотами и щелочами, не окисляются сильными окислителями, такими как перманганат калия.

Однако при нагревании химическое поведение алканов резко меняется. Все алканы горят бледно-голубым пламенем с образованием углекислого газа и воды:

Горение алканов сопровождается выделением большого количества теплоты, что определяет их использование в качестве топлива.

Следует помнить, что углеводороды относятся к пожаро- и взрывоопасным веществам. Утечка бытового газа грозит страшными последствиями. Для того чтобы вовремя обнаружить наличие в воздухе бытового газа, к нему добавляют вещества с резким неприятным запахом — одоранты. Если вы почувствовали на кухне, в подъезде или на улице запах газа, следует немедленно обратиться в экстренную службу по телефону 104, проветрить помещение и ни в коем случае не пользоваться открытым огнём или электроприборами. В случае пожара службу спасения вызывают по телефону 101 или 112 (с сотового телефона бесплатно).

Предельные углеводороды используют не только как топливо, но и в качестве сырья для химической промышленности, поскольку их свойства отнюдь не ограничиваются реакцией горения.

В предельных углеводородах атомы водорода могут замещаться другими атомами или группами, в частности атомами галогенов (хлора и брома). Эти реакции замещения протекают ступенчато при освещении смеси газов:

Галогенпроизводные алканов — прекрасные растворители, хладагенты (рабочие жидкости, которыми заправляют бытовые холодильники и промышленные холодильные установки), реагенты для органического синтеза.

Если предельные углеводороды нагревать без доступа воздуха при более высокой температуре, то они не выдерживают такого воздействия и разлагаются. Например, из метана при нагревании свыше 1000 °С образуется два ценных продукта — сажа (углерод) и водород:

Сажу, полученную таким образом, используют для изготовления автомобильных шин и резины, она входит в состав красок и туши.

Алканы с неразветвлённой цепью углеродных атомов при нагревании превращаются в более устойчивые соединения с разветвлённой цепью. Например, из н-бутана можно получить изобутан:

Поскольку состав исходного вещества и продукта реакции одинаков, эти соединения являются изомерами. Именно поэтому такой процесс получил название реакция изомеризации.

При нагревании в присутствии катализатора алканы способны вступать в реакцию отщепления. Что же могут отщеплять молекулы предельных углеводородов? Если предположить, что углеродная цепь остаётся без изменения, то отщепляться могут только молекулы водорода.

При дегидрировании этана образуются два продукта — этилен и водород:

Этилен С₂Н₄ — представитель непредельных углеводородов, о которых пойдёт речь в следующем параграфе.

Таблица «Предельные углеводороды
(алканы, парафины)»

Конспект урока по химии «Предельные углеводороды. Алканы«. В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 10 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

Источник