Алканы структурная формула: Общая формула алканов – названия веществ (химия, 9 класс)

Содержание

Строение алканов — урок. Химия, 9 класс.

Насыщенные углеводороды — соединения углерода с водородом, в молекулах которых все связи одинарные.

Такие углеводороды содержат максимально возможное число атомов водорода, поэтому их ещё называют предельными. Международное название насыщенных углеводородов — алканы.

 

Наиболее простое строение среди алканов имеет метан. Его формула — Ch5. Структурная формула метана:

 

 

 

Если от молекулы метана отнять один атом водорода, то образуется радикал метил —Ch4.

 

Этан имеет состав C2H6 и строение Ch4—Ch4. Его структурную формулу можно изобразить следующим образом:

 

 

Этану соответствует радикал этил —C2H5.

 

 

Пропан: C3H8,   Ch4—Ch3—Ch4,

 

 

Из молекулы пропана образуется радикал пропил —C3H7.

 

Бутан: C4h20,   Ch4—Ch3—Ch3—Ch4,

 

 

 

Радикал бутил —C4H9.

 

Соседние углеводороды отличаются друг от друга на группу атомов —Ch3—,  называемую гомологической разностью.

 

Такие вещества являются гомологами, а ряд гомологов — гомологическим рядом.

 

Для алканов состав любого члена гомологического ряда можно вывести из общей формулы Cnh3n+2, где n — число атомов углерода в молекуле.

 

Составим формулы следующих гомологов метана и радикалов, которые они образуют:

 

C5h22   пентан     C5h21−   пентил (амил)

 

C6h24   гексан      C6h23−   гексил

 

C7h26   гептан      C7h25−   гептил

 

C8h28   октан        C8h27−   октил

 

C9h30   нонан       C9h29−   нонил

 

C10h32  декан      C10h31−  децил

 

Структурные формулы показывают порядок соединения атомов, но не совсем правильно отражают строение молекул алканов. Молекулы алканов объёмные.

 

Установлено, что молекула метана имеет тетраэдрическое строение: атом углерода находится в центре тетраэдра, а атомы водорода — в вершинах тетраэдра.

 

Углы между всеми связями одинаковые и равны \(109\)°.

 

Рис. \(1\). Молекула метанаРис. \(2\). Модель молекулы

 

В молекулах гомологов метана все связи тоже располагаются под углом \(109\)°, поэтому атомы углерода располагаются зигзагообразно.

 

Рис. \(3\). Модель молекулы пентана

 

В молекулах алканов, начиная с бутана, атомы углерода могут образовывать боковые ответвления. Один и тот же состав может иметь не одно вещество, а несколько. Такие вещества — изомеры.

 

Ch4—Ch3—Ch3—Ch4

                    Бутан

 

 

           \(2\)-метилпропан

  

Для составления названий изомеров используются специальные правила — международная номенклатура.

 

Цифра в начале названия показывает, у какого по счёту атома углерода находится боковой радикал, затем записывают название радикала, а потом — название цепи.

Источники:

Рис. 1. Молекула метана

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4b/Methane-3D-space-filling.svg/1024px-Methane-3D-space-filling.svg.png

Рис. 2. Модель молекулы метана

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/92/Methane-2D-stereo.svg/1024px-Methane-2D-stereo.svg.png

Рис. 3. Модель молекулы пентана

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5f/Pentane-3D-space-filling.png

Определение структурной формулы алкана в тестах ЕГЭ


Достаточно часто встречаются задачи, в которых указано отношение масс, участвующих в химической реакции веществ. Эти данные позволяют определить молярную массу искомого вещества и при известной общей формуле выявить истинную формулу.
Рассмотрим пример решения такой задачи.
Задача 99
Масса дихлорпроизводного, полученного в результате реакции хлорирования алкана, в 2,568 раза больше, чем масса исходного алкана. Определите структурную формулу исходного вещества.
Дано: отношение массы дихлорпроизводного к массе исходного алкана:

Найти: структурную формулу алкана.
Решение:

Шаг 1. В состав алканов входит углерод и водород. Общая формула алканов СnН2n+2.

Шаг 2. Реакция галогенирования алкана является реакцией замещения водорода галогеном:

СnН2n+2 + 2С12 » СnН2n С12 + 2НС1

Шаги 3,4. Соотношение элементов и простейшая формула легко определяется по общей формуле, но это не позволяет определить истинную формулу.

Шаг 5. По уравнению реакции определим отношение массы дихлорпроизводного к массе исходного алкана.

Запишем отношение массы дихлорпроизводного к массе исходного алкана по данным расчета по уравнению:

Приравниваем полученное отношение к значению из условия:

Получили уравнение с одним неизвестным. Его решение дает n = 3. Подставляем значение «y» в общую формулу алканов и получаем истинную молекулярную формулу исходного вещества: С3Н8.

Шаг 6. Установление структурной формулы.

Составу С3Н8 отвечает единственное вещество — пропан. Его структурная формула: 

СН3–СН2–СН33.

 Ответ: СН3–СН2–СН3.


Россия напала на Украину!

Россия напала на Украину!

Мы, украинцы, надеемся, что вы уже знаете об этом. Ради ваших детей и какой-либо надежды на свет в конце этого ада –  пожалуйста, дочитайте наше письмо .

Всем нам, украинцам, россиянам и всему миру правительство России врало последние два месяца. Нам говорили, что войска на границе “проходят учения”, что “Россия никого не собирается захватывать”, “их уже отводят”, а мирное население Украины “просто смотрит пропаганду”. Мы очень хотели верить вам.

Но в ночь на 24-ое февраля Россия напала на Украину, и все самые худшие предсказания

 стали нашей реальностью .

Киев, ул. Кошица 7а. 25.02.2022

 Это не 1941, это сегодня. Это сейчас. 
Больше 5 000 русских солдат убито в не своей и никому не нужной войне
Более 300 мирных украинских жителей погибли
Более 2 000 мирных людей ранено

Под Киевом горит нефтебаза – утро 27 февраля, 2022.

Нам искренне больно от ваших постов в соцсетях о том, что это “все сняли заранее” и “нарисовали”, но мы, к сожалению, вас понимаем.

Неделю назад никто из нас не поверил бы, что такое может произойти в 2022.

Метро Киева, Украина — с 25 февраля по сей день

Мы вряд ли найдем хоть одного человека на Земле, которому станет от нее лучше. Три тысячи ваших солдат, чьих-то детей, уже погибли за эти три дня. Мы не хотим этих смертей, но не можем не оборонять свою страну.

И мы все еще хотим верить, что вам так же жутко от этого безумия, которое остановило всю нашу жизнь.

Нам очень нужен ваш голос и смелость, потому что сейчас эту войну можете остановить только вы. Это страшно, но единственное, что будет иметь значение после – кто остался человеком.

ул. Лобановского 6а, Киев, Украина. 26.02.2022

Это дом в центре Киева, а не фото 11-го сентября. Еще неделю назад здесь была кофейня, отделение почты и курсы английского, и люди в этом доме жили свою обычную жизнь, как живете ее вы.

P.S. К сожалению, это не “фотошоп от Пентагона”, как вам говорят. И да, в этих квартирах находились люди.

«Это не война, а только спец. операция.»

Это война.

Война – это вооруженный конфликт, цель которого – навязать свою волю: свергнуть правительство, заставить никогда не вступить в НАТО, отобрать часть территории, и другие. Обо всем этом открыто заявляет Владимир Путин в каждом своем обращении.

«Россия хочет только защитить ЛНР и ДНР.»

Это не так.

Все это время идет обстрел городов во всех областях Украины, вторые сутки украинские военные борются за Киев.

На карте Украины вы легко увидите, что Львов, Ивано-Франковск или Луцк – это больше 1,000 км от ЛНР и ДНР. Это другой конец страны. 25 февраля, 2022 – места попадания ракет

25 февраля, 2022 – места попадания ракет «Мирных жителей это не коснется.»

Уже коснулось.

Касается каждого из нас, каждую секунду. С ночи четверга никто из украинцев не может спать, потому что вокруг сирены и взрывы. Тысячи семей должны были бросить свои родные города.

Снаряды попадают в наши жилые дома.

Больше 1,200 мирных людей ранены или погибли. Среди них много детей.
Под обстрелы уже попадали в детские садики и больницы.
Мы вынуждены ночевать на станциях метро, боясь обвалов наших домов.
Наши жены рожают здесь детей. Наши питомцы пугаются взрывов.

«У российских войск нет потерь.»

Ваши соотечественники гибнут тысячами.

Нет более мотивированной армии чем та, что сражается за свою землю.
Мы на своей земле, и мы даем жесткий отпор каждому, кто приходит к нам с оружием.

«В Украине – геноцид русскоязычного народа, а Россия его спасает.»

Большинство из тех, кто сейчас пишет вам это письмо, всю жизнь говорят на русском, живя в Украине.

Говорят в семье, с друзьями и на работе. Нас никогда и никак не притесняли.

Единственное, из-за чего мы хотим перестать говорить на русском сейчас – это то, что на русском лжецы в вашем правительстве приказали разрушить и захватить нашу любимую страну.

«Украина во власти нацистов и их нужно уничтожить.»

Сейчас у власти президент, за которого проголосовало три четверти населения Украины на свободных выборах в 2019 году. Как у любой власти, у нас есть оппозиция. Но мы не избавляемся от неугодных, убивая их или пришивая им уголовные дела.

У нас нет места диктатуре, и мы показали это всему миру в 2013 году. Мы не боимся говорить вслух, и нам точно не нужна ваша помощь в этом вопросе.

Украинские семьи потеряли больше 1,377,000 родных, борясь с нацизмом во время Второй мировой. Мы никогда не выберем нацизм, фашизм или национализм, как наш путь. И нам не верится, что вы сами можете всерьез так думать.

«Украинцы это заслужили.»

Мы у себя дома, на своей земле.

Украина никогда за всю историю не нападала на Россию и не хотела вам зла. Ваши войска напали на наши мирные города. Если вы действительно считаете, что для этого есть оправдание – нам жаль.

Мы не хотим ни минуты этой войны и ни одной бессмысленной смерти. Но мы не отдадим вам наш дом и не простим молчания, с которым вы смотрите на этот ночной кошмар.

Искренне ваш, Народ Украины

Связующие структурные формулы — Справочник химика 21

    Гомологический ряд алкенов (этиленовых углеводородов) имеет общую формулу С Н2п. Углеводороды этого ряда имеют на два водородных атома меньше, чем соответствующие алканы как известно, это происходит из-за того, что между парой атомов углерода в алкенах имеется двойная связь. Структурные формулы и названия первых членов ряда следующие  
[c.96]

    Для олефинов характерны два вида структурной изомерии-изомерия углеродного скелета, как и у алканов, и изомерия положения двойной связи. Структурные формулы изомеров олефинов записываются с учетом тех же общих правил, о которых подробно говорилось при разборе изомерии алканов. Наличие изомерии положения двойной связи приводит к тому, что число возможных изомеров алкенов оказывается большим, чем у предельных углеводородов с тем же числом атомов углерода в молекуле. Рассмотрим несколько примеров, [c.52]

    Типы химической связи. Структурные формулы органических соединений [c.5]

    A). Неправильно. Скелетная формула (А) изображает нормальный алкан. Вы должны помнить, что углеродные атомы, связанные простой (одинарной) ковалентной связью, могут свободно вращаться вокруг оси связи. Структурную формулу можно записать с любыми изгибами и искривлениями. Формулу (А) можно было бы записать и так  

[c.30]

    ПО пор. Эмпирическая формула Число свободных валентных связей Структурная формула Предлагаемый термин  [c.29]

    Структура молекулы изображается структурной формулой. Так, например, структура молекулы воды изображается формулой Н —О—Н. Каждый атом кислорода связан с двумя атомами водорода, сами же атомы водорода друг с другом непосредственно не связаны. Структурная формула едкого натра Na — U — Н показывает, чти атом натрия в этой молекуле связан с атомом кислорода, а этот последний с атомом водорода непосредственной же связи между атомами натрия и водорода нет. Таким образом, структурные формулы отображают, в какой последовательности связаны между собой атомы в молекуле, но не расположение атомов в пространстве. Судя по структурной формуле воды, нельзя сказать, лежат ли все три атома в одной плоскости и на одной прямой или нет, находятся ли атомы водорода на одинаковом расстоянии от атома кислорода или один расположен поближе, а другой — подальше от кислорода и т. п. Для того чтобы найти структурную формулу соединения, недостаточно знать молекулярную формулу и валентности элементов, входящих в его состав необходимо, кроме того, тщательно и всесторонне изучить химические свойства вещества и пути его образования.

[c.11]

    Эти горючие не являются индивидуальными веществами, и их физико-химические и эксплуатационные свойства зависят от группового состава. Групповым составом называют совокупность индивидуальных углеводородов, объединенных по химическим признакам строению молекул, форме и количеству свободных связей, структурной формуле и т. д. [c.109]


    Олеиловый спирт принадлежит к ряду непредельных спиртов с одной двойной связью. Структурная формула его [c.66]

    Так же ведет себя и пропилен. До раскрытия двойной связи структурная формула пропилена может быть представлена как [c.28]

    Кальциферол является изомером эргостерина и, следовательно, имеет элементарную формулу С28Н13ОН. В его молекуле содержатся четыре двойные связи (структурная формула иа стр. 900). [c.899]

    Олеиловый спирт принадлежит к ряду ненасыщенных спиртов с одной двойной связью. Структурная формула его СНз(СН2)7СН = СН(СН2)7СН20Н. Олеиловый спирт содержится в большом количестве (свыше 50% по отношению к спиртовой части) в туловищном кашалотовом жире и более 25% его в спермацетовом жире. Синтетически этот спирт может быть получен [c.85]


Строение алканов | Химия онлайн

Химическое строение (порядок соединения атомов в молекулах) простейших алканов – метана, этана и пропана – показывают их структурные формулы. Из этих формул видно, что в алканах имеются два типа химических связей: 

С–С и С–Н

Связь С–С является ковалентной неполярной. Длина связи C–C в предельных углеводородах равна 0,154 нм. Связь С–Н — ковалентная слабополярная, т.к. углерод и водород близки по электроотрицательности (2.5 — для углерода и 2.1 — для водорода). Связи C–Н немного короче. Электронная плотность немного смещена в сторону более электроотрицательного атома углерода.

Структурные формулы отражают химическое строение, но не дают представления о пространственном строении молекул, которое существенно влияет на свойства вещества.

Пространственное расположение атомных орбиталей углерода зависит от типа его гибридизации. Все атомы углерода в  молекулах алканов находятся в состоянии sр3-гибридизации. 

Это означает, что все четыре гибридные орбитали атома углерода одинаковы по форме, энергии и направлены в углы равносторонней треугольной пирамиды – тетраэдра. Углы между орбиталями равны 109028ʹ. Атом углерода в молекуле метана расположен в центре тетраэдра, атомы водорода – в его вершинах.

Строение молекулы метана СН4

 

Пространственное строение метана можно показать с помощью объемных (масштабных) и шаростержневых моделей.Для записи удобно использовать пространственную (стереохимическую) формулу.

Строение молекулы этана С2Н6

В молекуле следующего гомолога – этана С2Н6 – два тетраэдрических sp3— атома углерода образуют более сложную пространственную конструкцию:

  

                             

Так как гибридизированные электронные облака атомов углерода направлены к вершинам тетраэдра, то при образовании молекулы алканов, с большим числом атомов углерода, имеют зигзагообразное строение.

Строение молекулы пропана С3Н8 – цепь зигзагообразная

       

Молекула н-пентана

Все связи в молекулах предельных углеводородах одинаковые. Атом углерода образует σ–связь за счет перекрывания гибридных орбиталей   с гибридными орбиталями другого атома. Перекрывание осуществляется, таким образом, что область максимальной электронной плотности сосредотачивается в пространстве на прямой, соединяющей ядра атомов. Такое перекрывание оказывается наиболее эффективным, а возникающие при этом σ–связи – наиболее прочными.

Алканы (предельные углеводороды)

Контрольная работа по химии Алканы 10 класс

Контрольная работа по химии Алканы с ответами для учащихся 10 класса. Контрольная работа состоит из 3 вариантов в каждом по 6 заданий.

1 вариант

1. Структурная формула алкана:

2. Изомерами являются:

1) бутан и пентан
2) 2-метилбутан и 2,2-диметилпропан
3) 1,3-диметилпентан и 2-метилпентан
4) 3,3-диметилпентан и 2,2-диметилбутан

3. Верны ли следующие суждения о физических свой­ствах алканов?

А. С увеличением относительной молекулярной массы у алканов увеличиваются температуры плав­ления и кипения.
Б. Метан имеет характерный запах.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

4. В уравнении реакции горения пентана коэффициент перед формулой кислорода равен:

1) 2
2) 4
3) 6
4) 8

5. Синтез-газ образуется в результате реакции между:

1) метаном и кислородом
2) метаном и хлором
3) метаном и водой
4) хлорметаном и водой

6. Вычислите массу карбида алюминия Al4C3, который потребуется для получения 112 л (н.у.) метана, ес­ли объёмная доля выхода продукта реакции состав­ляет 80% от теоретически возможного.­

2 вариант

1. Молекулярная формула алкана:

1) С4Н10
2) С3Н4
3) C6H6
4) C5H10

2. Одинаковые по составу и свойствам вещества изо­бражены структурными формулами:

3. Пропан:

1) не имеет гомологов с меньшим числом атомов углерода
2) является жидкостью
3) является газом при комнатной температуре
4) имеет меньшую относительную молекулярную массу, чем воздух
5) не имеет изомеров
6) растворяется в воде

4. При взаимодействии 1 моль метана с 3 моль хлора образуется:

1) 1 моль трихлорметана
2) 1 моль трихлорметана и 3 моль хлороводорода
3) 1 моль трихлорметана и 2 моль хлороводорода
4) 3 моль трихлорметана и 3 моль хлороводорода

5. Дегидрирование этана относится к реакциям:

1) эндотермическим
2) разложения
3) присоединения
4) каталитическим
5) экзотермическим
6) некаталитическим

6. Определите молекулярную формулу предельного углеводорода, при взаимодействии 1,74 г которого с бромом образуется 4,11 г монобромпроизводного.

3 вариант

1. Структурная формула алкана:

2. Гомологами являются вещества, названия которых:

1) 2-метилпентан и 2-метилбутан
2) 2-метилпропан и бутан
3) 2,2-диметилбутан и 2-метилпентан
4) бутан и циклобутан

3. Верны ли следующие суждения о физических свой­ствах алканов?

А. Все алканы -газообразные или жидкие вещества.
Б. Алканы хорошо растворяются в воде.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

4. При разложении метана не образуется:

1) водород
2) этилен
3) ацетилен
4) сажа

5. Для этана характерны реакции:

1) с водородом
2) с кислородом
3) с раствором гидроксида натрия
5) с бромом
6) с концентрированной серной кислотой

6. У становите молекулярную формулу дибромалкана, содержащего 85,11 % брома.

Ответы на контрольную работу по химии Алканы
1 вариант
1. 4
2. 2
3. 1
4. 4
5. 3
6. 299,52
2 вариант
1. 1
2. 3
3. 35
4. 2
5. 124
6. C4H10
3 вариант
1. 1
2. 1
3. 4
4. 2
5. 25
6. C2H4Br2

алканов: общая формула и строение | Органическая химия

Соединения, содержащие атомы углерода и водорода, называются углеводородами. Простейший углеводород, метан, имеет четырехвалентный атом углерода, связанный с четырьмя атомами водорода.

Если один из атомов водорода метана заменить атомом углерода, связанным с тремя атомами водорода, образуется следующий углеводород, этан.

Метан и этан принадлежат к семейству углеводородов, называемых алканами.Поскольку алканы содержат только одинарные ковалентные связи, они являются насыщенными углеводородами.

В любом алкане, например, в этане, атомы углерода sp 3 гибридизуются, образуя тетраэдрические атомы углерода. Эти однократно занятые гибридные орбитали перекрываются с гибридными орбиталями sp 3 соседнего атома углерода, образуя сигма-связь углерод-углерод.

Другие гибридные орбитали углерода образуют сигма-связи с 1 s орбиталями каждого из атомов водорода.Связанные атомы расположены под углом 109,5° друг к другу.

Изучите строение трех простых алканов — метана, этана и пропана. Метан, CH 4 , имеет один атом углерода и четыре атома водорода; этан, C 2 H 6 , имеет два атома углерода и шесть атомов водорода; и пропан, C 3 H 8 , имеет три атома углерода и восемь атомов водорода.

Обратите внимание, что каждая последующая формула содержит один атом углерода и два атома водорода, а именно на группу CH 2 больше, чем в предыдущей формуле.

В общем, на каждые n атомов углерода приходится 2 n +2 атома водорода. Так, алканы имеют характерную молекулярную формулу: C n H 2 n +2 .

Сокращенная структурная формула упрощает структуру Льюиса алканов за счет исключения водородных связей или даже углерод-углеродных связей.

Углеводороды также могут быть представлены с помощью линейно-угловых или скелетных структур. Линии обозначают углерод-углеродные связи, причем каждая вершина и конечная точка означают атом углерода.Предполагается, что атомы водорода, хотя это и не показано явно, связаны с атомами углерода, что соответствует их валентности.

Алканы — Органические соединения — OCR Gateway — GCSE Chemistry (Single Science) Revision — OCR Gateway

Алканы образуют гомологический ряд. Как и все гомологические ряды, алканы:

Общая формула

Общая формула алканов: C n H

Вопрос

Декан является алканом. Его молекулы содержат 10 атомов углерода. Предскажите молекулярную формулу декана и объясните свой ответ.

Показать ответ

Формула будет C 10 H 22 . Это потому, что n = 10.

Итак, 2

Вопрос

Геанексалк. Его молекулы содержат 6 атомов углерода.Предскажите молекулярную формулу гексана.

Показать ответ

Формула будет C 6 H 14 .

Структуры

Отображаемая формула показывает структуру молекулы, включая все ковалентные связи. В таблице показаны четыре алкана, их молекулярные формулы и их структуры.

Таблица, показывающая четыре алкана, их молекулярные формулы и их структуры

Шарико-стержневые модели справа показывают, что ковалентные связи на самом деле не расположены под углом 90°, как показано в их отображаемых формулах.

Алканы являются насыщенными углеводородами:

  • углеводороды, поскольку они представляют собой соединения, содержащие только водород и углерод
  • насыщенные, поскольку их атомы углерода соединены только одинарными связями С-С

Изомер — обзор | ScienceDirect Topics

29.2.5.2 Физические и химические свойства

Физические свойства различных катионных комплексов [Mn(CO) 6 −  n (L) n 2 +

] 9001 не являются исключительнымиЭти комплексы обычно кристаллические, белого или бледного цвета (обычно желтого цвета). Большая часть доступной информации была представлена ​​для целей характеристики; неудивительно, что это в основном ограничивается данными ИК и ЯМР, а также данными электропроводности.

Структурные данные рентгеновской дифракции доступны только для двух из этих комплексов, изомеров цис — и транс -[Mn(CO) 2 {PPh(OMe) 2 }

3 4

3 4

3 ]ПФ 6 . 164 Оба комплекса имеют приблизительную октаэдрическую координацию вокруг металла с небольшими отклонениями, приписываемыми стерическим эффектам. Длины связей марганец–фосфор в пределах точности одинаковы. Длины связей марганец-углерод различаются, хотя и не на исключительную величину; значение для транс-изомера составляет 1,84(2) Å, что примерно на 0,06 Å больше, чем значения, измеренные для цис-изомера . Это различие согласуется с большим эффектом транс карбонила по сравнению с эффектом фосфина.

Важные химические свойства этих катионных комплексов включают восприимчивость к нуклеофильным реакциям, окислительно-восстановительный химический состав и образование и взаимное превращение изомеров. В этом обсуждении можно обойтись без темы замены лиганда, поскольку она подробно рассматривалась как синтетический путь.

Окислительно-восстановительная химия этих катионных комплексов широко не изучалась. За исключением существенных электрохимических исследований комплексов, содержащих изоцианидные лиганды, [Mn(CO) 6 —  n (CNR) n ] + (рассмотрено в разделе 29.9.2), информация в этой области ограничена несколькими примерами. Первый катионный комплекс марганца, который оказался способным к окислению, представляет собой транс -[Mn(CO) 2 (dppe) 2 ]ClO 4 . 165 Как и ожидалось, окисление вызвало увеличение ν(CO) с 1897 до 1975 см -1 . Более позднее электрохимическое исследование [Mn(CO) 2 (dppe) 2 ]ClO 4 показало одноэлектронное окисление при 1,07 В ( против Ag|, |, |AgCl). 166

Окисление СНГ — [Mn (Co) 2 (L) 4 ] PF 6 [L = PPH (OME) 2 ] 140 NOPF 6 было показано, что он дает транс -[Mn(CO) 2 (L) 4 ](PF 6 ) 2 . Восстановление этой темно-синей разновидности марганца (II) гидразином дает транс -[Mn(CO) 2 (L) 4 ]PF 6 . Аналогичная картина поведения наблюдалась с цис -[Mn(CO) 2 (L) 2 (MeCN) 2 ]PF 6 и [Mn(CO) 2 (L) 3 (MeCN)]PF 6 ; При окислении NOPF 6 эти комплексы дают транс — [Mn (Co) 2 (L) 2 (MECN) 2 (PF 6 ) 2 и MER , транс -[Mn(CO) 2 -(L) 3 (MeCN)](PF 6 ) 2 соответственно. 127 Восстановление этих солей марганца(II) гидразином дает транс -[Mn(CO) 2 (L) 2 (MeCN) 2 [PF 6 9 и 0 mer -[Mn(CO) 2 (L) 3 (MeCN)]PF 6 .

Изомеры катионных комплексов [Mn(CO) 3 (L) 3 ] + и [Mn(CO) 2 (L) 4 ] + недавно обнаружены Лицевые изомеры [Mn(CO) 3 (L) 3 ]ClO 4 были исходными продуктами при использовании различных Et, PPh 2 Me, PPh 2 OEt) заменил ацетон в [Mn(CO) 3 (ацетон) 3 ]ClO 4 . Когда эти реакции проводились в течение более длительного времени или когда изомеры fac нагревали в CHCl 3 , образовывались изомеры мер . Аналогичным образом, кипячение с обратным холодильником раствора цис -[Mn(CO) 2 (L) 4 ]ClO 4 [L = PPh(OMe) 2 , PPh(OEt) 4 , P(OMe) 3 , P(OEt) 3 ] превращали эти соединения в равновесную смесь цис и транс изомеров, из которых можно было выделить транс изомеры. 139 ИК-данные использовались для определения геометрии этих продуктов. В качестве иллюстрации значения ν(CO), измеренные для нескольких соединений, перечислены ниже: 1 ), 1943-е годы (е) см -1 (ацетон)

5

5

MER — [MN (CO) 3 (PET 3 ) 3 ] CLO 4 2022W (A 1 ), 1984m (A 1 ), 1940-е годы (B 1 ) см -1 (CHCL 3 )

)

5

CIS — [MN (CO) 2 {P ( OME) 3 } 4 ] CLO 4 2000-е годы (A 1 ), 1944-е годы (B 1 ) CM -1 (CH 2 CL 2 )

Trans — [Mn (Co) 2 {P (OME) 3 } 4 ] CLO 4 ] CLO 4 1943S CM -1 (CH 2 CL 2 )

Восприимчивость катионные комплексы к нуклеофильным реагентам можно подробно задокументировать. Реакции с кислородом (OH , H 2 O, OR ), серой (HS ), азотом (RNH 2 , NH 3 , N 2 1 — 2 9002 ) 3 , N 2 H 4 ) и углеродные нуклеофилы.

Комплекс [Mn(CO) 6 ] + быстро реагирует с водой. 167 Этой реакции способствует основание, и предполагается, что она происходит при атаке ОН на координированный карбонил.Недавние исследования с H 2 18 O показывают, что обмен 18 O на 16 O происходит быстрее, чем образование гидрида. Обмен 18 O в H 2 18 O на карбонильные атомы кислорода в замещенных формах [Mn(CO) 5 (L)] + или [Mn(CO) 4 (L) 2 ] + (L = фосфины) встречается с меньшей скоростью. 168 Для этих видов требуется добавление основания, такого как SH или Et 3 N, для превращения катионного комплекса в гидрид (уравнение 43).

(43)

Бензилреактив Гриньяра реагирует с комплексами [Mn(CO) 5 (L)] + (L = CO, PPhMe 2 ) с образованием цис -Mn(COCH 2 Ph )(CO) 4 (L) комплексы. 169 Дальнейшая реакция Mn(COCH 2 Ph)(CO) 5 с этим нуклеофилом дает цис -[Mn(COCH 2 Ph) 2 (CO) 4 900] .

Реакции между Mn 2 (CO) 10 или MnX(CO) 5 и аминами приводят к образованию карбамоильных комплексов, Mn(CONHR)(CO) 4 (RNH 2  H = алкил) (R = алкил) группы). 41,133 Было высказано предположение, что катионные комплексы [Mn(CO) 5 (RNH 2 )] + первоначально образуются, но в дальнейшем эти соединения реагируют с амином. Последняя стадия реакции представляет собой нуклеофильную атаку амина по координированному карбонилу. Дальнейшая работа показала, что такие реакции действительно происходят и предположительно носят общий характер. Беренс и др. 170 провели реакции [Mn(CO) 6 ] + , [Mn(CO) 5 (L)] + и [Mn(CO) 4 (2) 2 ] + (L = PPh 3 , PEt 3 ; L 2 = phen, bipy) с NH 3 , которые в каждом случае дают карбамоильные производные марганца.Только продукты из Mn(CONH 2 )(CO) 3 (L) 2 стабильны; два комплекса Mn(CONH 2 )(CO) 4 (L) разлагаются даже при -70 °C в результате разложения амида по типу Хофмана с образованием MnH(CO) 5 и NH 4 OCN. Angelici and Brink 171 показали, что [Mn(CO) 4 (L) 2 ] + (L = PPh 3 , PPh 2 Me, PPhMe 29002) взаимодействует с первичными аминами2 Me, PPhMe 29002 , RNH 2 (R = Cy, Bu n , Pr i , Bu s ), таким же образом, что дает Mn(CONHR)(CO) 3 (L) 2 . Продукты реакций этих соединений с 1,1-дизамещенными гидразинами и с азид-ионом имеют изоцианатные лиганды. Эти соединения, Mn(NCO)(CO) 3 (L) 2 , образуются в результате начальной атаки нуклеофила на CO с последующим отщеплением либо амина (R 2 NH), либо диазота (N 2 ) соответственно.

Было показано, что реакции между [Mn(CO) 4 (L) 2 ] + (L = PPh 3 , CO, L 2  = фен) и алкоксидами дают алкоксикарбонильные соединения, Mn (CO 2 R)(CO) 3 (L) 2 (R = Me, Et). 150

Алканы: формула, типы, номенклатура, структура, свойства, применение

Углеводороды представляют собой соединения, состоящие из водорода и углерода. Алканы – самые основные углеводороды. В этой статье мы изучим алканы, типы алканов, номенклатуру алканов ИЮПАК, методы получения, физические и химические свойства с реакциями, формулами, примерами и использованием.

Узнайте больше о ячейке концентрации здесь.

Что такое алканы?

  • Алканы представляют собой насыщенные алифатические углеводороды.
  • Алканы имеют структуру с открытой цепью, а атомы углерода связаны друг с другом одинарными ковалентными связями.
  • В алканах всем четырем валентностям углерода соответствуют четыре атома или группа атомов.
  • Алканы также называют парафинами, потому что алканы не вступают в химические реакции легко (по-латыни parium означает немного, affinis означает сродство или реакционную способность).
  • Ниже приведены некоторые распространенные алканы и их молекулярные формулы.
  • Метан \((CH_4)\), Этан \((C_2H_6)\), Пропан \((C_3H_8)\), Бутан \((C_4H_{10})\), Пентан \((C_3H_{12}) \).3\) гибридная орбиталь углерода и s-орбиталь водорода.

    Метан имеет тетраэдрическую геометрию, в которой атом углерода находится в центре, а четыре атома водорода — в четырех углах правильного тетраэдра. Все валентные углы CH равны

    109°28′.

    Электронная структура и структура штриха следующие:

    Каждый атом углерода в алканах sp-гибридизирован и имеет тетраэдрическую геометрию. Тетраэдры соединены вместе, а длины связей C-C и C-H составляют 154 пм и 112 пм соответственно.Валентные углы H-C-H, C-C-H и C-CC составляют 109°28’.

    • Структурная формула может быть дополнительно сокращена путем исключения некоторых или всех дефисов, обозначающих ковалентные связи.
    • Идентичные группы, присоединенные к атому углерода, могут обозначаться нижним индексом. Такая формула называется сокращенной структурной формулой.
    • Молекула также может быть представлена ​​с помощью линий, представляющих связи углерод-углерод
    • , нарисованных зигзагом.
    • Это известно как формула линии связи.
    • В этой формуле атомы углерода и водорода не показаны. Концы обозначают метиловые
    • \((-CH_3)\) группы, а линии соединения обозначают метиленовые \((-CH_2-)\) группы. Группа -ch в алканах называется метиновой группой.

    N-гексан можно представить как,

    \ (CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \)

    структурная формула

    \ (CH_3 (CH_2) _4CH_3 \)

    Конденсированная формула

    Узнайте об алкинах здесь!

    Классификация алканов

    Алканы подразделяются на алканы с прямой и разветвленной цепью.

    Алканы с прямой цепью

    Алканы, в которых каждый атом углерода связан не более чем с двумя другими атомами углерода, известны как алканы с прямой цепью или нормальные алканы. В этих алканах все атомы углерода образуют непрерывную углеродную цепь без разветвлений.

    напр. н-Гексан \(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3\)

    Алканы с разветвленной цепью

    Алканы, в которых по крайней мере один атом углерода связан с более чем двумя другими атомами углерода, известны как алканы с разветвленной цепью .

    Некоторые алканы с разветвленной цепью (до шести атомов углерода) могут быть классифицированы как,

    Изоалканы

    Алканы, в которых одна метильная группа присоединена ко второму атому углерода нормальной цепи атомов углерода, называются изоалканами;

    В изоалканах одноуглеродная ветвь присоединена к атому углерода, расположенному рядом с концом непрерывной углеродной цепи. В этих алканах \(CH(CH_3)_2\) изопропильная группа присутствует на одном конце нормальной цепи атомов углерода.

    Неоалканы

    Алканы, в которых две метильные группы присоединены ко второму атому углерода нормальной цепи атомов углерода, называются неоалканами. В неоалканах две одноуглеродные ветви присоединены к атому углерода, расположенному рядом с концом непрерывной углеродной цепи. В этих алканах \(-C(CH_3)_3\) трет-бутильная группа присутствует на одном конце нормальной цепи атомов углерода.

    Узнайте больше о законе Гесса здесь.

    Типы атомов углерода в алканах

    В зависимости от числа атомов углерода, присоединенных к конкретному атому углерода, атомы углерода в алканах подразделяются на четыре типа следующим образом.

    Первичный атом углерода

    Атом углерода, присоединенный только к одному другому атому углерода, называется первичным атомом углерода (1°). Атом углерода в метане называется первичным атомом углерода. Концевые атомы углерода всегда первичны.

    Вторичный атом углерода

    Атом углерода, присоединенный к двум другим атомам углерода, называется вторичным атомом углерода (2°).;

    Третичный атом углерода

    Третичный атом углерода (3°) присоединен к трем другим атомам углерода.;

    Четвертичный атом углерода

    Атом углерода, присоединенный к четырем другим атомам углерода, называется четвертичным атомом углерода (4°).

    Как указано, вышеуказанный алкан содержит пять первичных, два вторичных, один третичный и один четвертичный атом углерода. Атом водорода, присоединенный к первичному атому углерода, называется первичным атомом водорода.

    Точно так же атомы водорода, присоединенные к вторичным и третичным атомам углерода, называются вторичными и третичными атомами водорода соответственно.

    Узнайте больше о Mole Concept здесь.

    Изомерия

    Первые три алкана метан, этан и пропан могут быть представлены только одной структурной формулой.

    Однако алканы, содержащие четыре или более атомов углерода, могут быть представлены более чем одной структурной формулой. например Бутан \((C_4H_{10})\) может быть представлен следующими двумя структурными формулами: прямой цепью и другой разветвленной цепью.

    \(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3\)

    н-Бутан

    Соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но разные структурные формулы, называются изомерами друг друга.Это явление называется изомерией.

    Несмотря на то, что изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, атомы связаны по-разному, что приводит к различным структурам.;

    Таким образом, изомеры – это разные соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу.;

    Следовательно, изомеры обладают различными физическими и химическими свойствами.;

    В алканах изомерия обусловлена ​​различием в строении цепи атомов углерода. Отсюда и название структурной изомерии.;

    Структурные изомеры, отличающиеся цепочкой атомов углерода, называются

    цепными изомерами. Пентан \((C_5H_{12})\) имеет три изомера цепи: молекулы увеличивается, увеличивается и число изомеров цепи.

    Алкан Пример:

    Несколько примеров приведены в табл.;

    алканы Количество изомеров
    Гексана 5
    гептана 9
    Октана 18
    нонано 35
    Декан 75
    Пентадекан 4347

    Ознакомьтесь с примечаниями по Ionic Bond здесь.

    Алкильные группы

    Одновалентные группы, полученные из алканов удалением одного атома водорода, называются алкильными группами.

    Общепринятое название алкильной группы получается путем замены суффикса «ан» исходного алкана на «ил». Некоторые алкильные группы могут быть сокращены. например Метил обозначается аббревиатурой Me, этил — Et, пропил — Pr и бутил — Bu;

    Алкильные группы классифицируются как первичные, вторичные или третичные в зависимости от степени замещения углерода в месте присоединения. ;

    Номенклатура алканов

    Номенклатура алканов составляется двумя способами:

    Распространенные или тривиальные названия

    Раньше органические соединения назывались на основе их происхождения, истории или определенных свойств.;

    Пример:;

    1. \(CH_3OH\) был назван метиловым спиртом, поскольку его исходным алканом является метан. Он также известен как древесный спирт, так как его получают деструктивной перегонкой древесины. В переводе с греческого слово «мету» означает «вино», а «хуле» — «дерево», поэтому его назвали метиловым спиртом.;
    2. Лимонная кислота названа так потому, что содержится в цитрусовых. Кислота, содержащаяся в красных муравьях, называется муравьиной кислотой, поскольку латинское название муравья — Formica.

    Система ИЮПАК

    • Общепринятые названия первых четырех алканов приняты системой ИЮПАК. Название алканов оканчивается суффиксом «ан».
    • Начиная с пятого члена, префикс греческих (или латинских) цифр используется для обозначения числа атомов углерода в молекуле. ;
    • Все алканы с нормальной цепью считаются исходными алканами.Префикс n-не входит в систему IUPAC.;
    7 \ (CH_4 \) \ (C_2H_6 \) 845 \ (C_7H_ {16} \) 9089} \(H_4 10937}\(H_4 10937}\(H_4 10937}\(H_4 10937}4) о
    Формула Формула
    Methane \ (C_ {11} H_ {24} \) undecane
    Ethane \ (C_ {12} h_ {26} \) Dodecane
    \ (C_3H_8 \) Пропан \ (C_ { 13} h_ {28} \) Tridecane
    \ (C_4H_ {10} \) \) \ (C_ {14} h_ {30} \) TetradeCane
    \ (C_5H_ {12}\) Пентан \(C_{15}H_{32}\) Пентадекан
    \(C_6H_{14}\) Гексан 90{840} 908 34} \) HexadeCane
    Heptane \ (C_ {17} h_ {36} \) HeptadeCane
    \ (C_8H_ {18} \ ) 9 0840 Октан \(C_{18}H_{38}\) Октадекан
    \(C_9H_{20}\) Нонан Нонадекан
    \(C_{10}H_{22}\) Декан \(C_{20}H_{42}\) Icosane
    2 Подробнее , здесь.

    Методы получения алканов

    Алканы могут быть получены следующими способами:

    Из ненасыщенных углеводородов: гидрированием

    Алкены и алкины, будучи ненасыщенными углеводородами, легко подвергаются присоединению водорода с образованием соответствующих алканов. Алканы получают пропусканием смеси алкенов или алкинов и водорода над никелем Ренея в качестве катализатора при температуре от 473 до 573 К. Реакция называется реакцией Сабатье и Сандерсона;

    Никель Ренея представляет собой сплав, содержащий равные количества никеля и алюминия, выщелоченный гидроксидом натрия.Алюминий растворяется, а оставшийся мелкодисперсный никель промывают и хранят под водой или в этаноле. Платина или палладий катализируют реакцию при комнатной температуре, но являются дорогостоящими.

    Узнайте больше об элементах, соединениях и молекулах здесь.

    Из натриевой соли жирных кислот: путем декарбоксилирования

    Реакция, при которой диоксид углерода удаляется из карбоновой кислоты, называется декарбоксилированием. При сплавлении безводной натриевой соли жирной кислоты с натронной известью

    получается алкан, содержащий на один атом углерода меньше, чем карбоновая кислота.

    Из алкилгалогенидов: восстановлением алкилгалогенидов

    Алканы могут быть получены путем восстановления алкилгалогенидов парами цинк-медь и спиртом. Снижение происходит из-за возникающего водорода. В качестве восстановителя можно также использовать цинк и уксусную кислоту или разбавленную соляную кислоту. Порядок реакционной способности алкилгалогенидов следующий: R-I > R – Br > R – CI.

    Из алкилгалогенидов: путем синтеза Вюрца

    Алкилгалогениды при нагревании с металлическим натрием в присутствии сухого эфира в качестве растворителя дают высшие алканы.В этой реакции две молекулы алкилгалогенида объединяются с образованием высших алканов, содержащих четное число атомов углерода. Реакция называется синтезом Вюрца. Важность реакции состоит в том, что высшие алканы могут быть получены из низших алкилгалогенидов.

    Алканы, содержащие нечетное число атомов углерода, не могут быть получены этим методом. Это связано с тем, что при нагревании смеси двух разных алкилгалогенидов с металлическим натрием образуются три разных алкана.

    Узнайте больше о молярной проводимости здесь.

    Физические свойства алканов

    Физические свойства алканов следующие:

    • Из-за небольшой разницы между электроотрицательностью углерода и водорода связи С-Н и С-С в алканах являются почти неполярными ковалентными связями. В результате молекула алкана либо неполярна, либо слабополярна. Метан является симметричной молекулой, полярность связей C-H уравновешивается, и, следовательно, это неполярная молекула.
    • Силы, удерживающие вместе неполярные молекулы (силы Вандер-Ваальса), слабы и имеют очень короткий радиус действия.Они действуют только между поверхностями молекул.
    • Внутри семьи наблюдается, что чем крупнее молекула, тем больше площадь ее поверхности и тем сильнее межмолекулярные силы. ;
    • В случае нормальных алканов по мере увеличения числа атомов углерода температуры плавления и
    • температуры кипения повышаются, поскольку межмолекулярные силы увеличиваются из-за увеличения молекулярной массы.
    • Алканы бесцветны и не имеют запаха. При комнатной температуре первые четыре алкана представляют собой газы, следующие тринадцать (от \(C_5\) до \(C_7\)) являются жидкостями, тогда как высшие алканы представляют собой твердые вещества.;
    • Для изомерных алканов изомеры с разветвленной цепью имеют более низкую температуру кипения, чем изомер с прямой цепью. Далее, чем больше количество разветвлений, тем ниже температура кипения. Это связано с тем, что по мере увеличения ветвления площадь поверхности уменьшается и, следовательно, межмолекулярные силы ослабевают.
    • Алканы нерастворимы в воде, но легко растворяются в неполярных растворителях, таких как бензол, эфир, хлороформ и т. д.
    • Все алканы менее плотны, чем вода, и их относительная плотность увеличивается с увеличением молекулярной массы.

    Химические свойства алканов

    Парафины, как следует из названия, менее реакционноспособны и не реагируют даже с сильными реагентами, такими как серная кислота или KMnO, при обычных температурах. Однако алканы реагируют с галогенами или азотной кислотой при нагревании.

    Алканы в основном проявляют реакции замещения. Реакция, в которой атом или группа атомов замещаются другим атомом или группой атомов, называется реакцией замещения.

    Галогенирование алканов

    Реакция, в которой один или несколько атомов водорода алканов замещаются атомами галогена, называется галогенированием алканов.Как правило, рассматривается хлорирование или бромирование. Фторирование происходит слишком быстро и взрывоопасно, а йодирование медленно и обратимо.

    Порядок реакционной способности галогенов следующий;

    \(F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2\)

    Хлор реагирует с алканами в присутствии рассеянного солнечного или ультрафиолетового света или при нагревании примерно до 573-773К. например Хлорирование метана дает смесь

    четырех продуктов.

    Поскольку реакция приводит к смеси продуктов и разделение затруднено, алкилгалогениды этим методом практически не получают.Однако алкилгалогениды могут быть получены в качестве основного продукта при ограничении поступления галогенов.

    (iii) Бромирование алканов проводят в присутствии катализатора \(AlBr_3\)

    Подробнее об удельной электропроводности здесь.

    Нитрование алканов

    Реакция, в которой один атом водорода алканов замещается нитрогруппой (-\(NO_2\)) называется нитрованием алканов. Нитрование алканов проводят в паровой фазе при нагревании смеси алкана и концентрированной азотной кислоты примерно от 423 до 698 К.Метан не подвергается нитрации.

    В случае высших алканов получается смесь различных нитроалканов;

    Пиролиз алканов

    Термическое разложение алканов в отсутствие воздуха с образованием низших алканов, алкенов и водорода называется пиролизом алканов;

    Природа продуктов зависит от (i) структуры алканов (ii) давления (iii) наличия или отсутствия катализатора.

    Дегидрирование: включает разрыв связей С-Н в алканах с образованием алкенов.Крекинг: включает разрыв связей С-С и С-Н в алканах с образованием низших алканов и алкенов.

    Алканы, имеющие более пяти атомов углерода, циклизуются в бензол и его гомологи при нагревании под давлением от 10 до 20 атм при температуре около 773 К в присутствии оксидов хрома, ванадия или молибдена, нанесенных на оксид алюминия. Реакция называется ароматизацией или риформингом. Это дегидрирование.

    Горение алканов

    При сгорании на воздухе алканы соединяются с кислородом с образованием двуокиси углерода и водяного пара.Реакция сильно экзотермична, так как выделяется большое количество тепла. Метан горит несветящимся пламенем в воздухе или кислороде.

    Узнайте больше об электродном потенциале здесь.

    Использование алканов

    Алканы используются для различных целей. Вот некоторые из них:

    • Поскольку алканы имеют высокую теплоту сгорания, они используются в качестве топлива. В качестве бытового топлива используется сжиженный газ, керосин. СПГ, бензин, дизельное топливо используются в качестве топлива для автомобилей.
    • Жидкие алканы используются в качестве растворителей.
    • Алканы в диапазоне от \(C_{17} до C_{20}\) представляют собой вязкие жидкости и используются в качестве смазочных материалов.
    • Неполное сгорание алканов в ограниченном количестве воздуха приводит к образованию сажи, которая используется для производства печатных красок, черных пигментов, крема для обуви и т. д.
    • Твердые алканы в диапазоне от \(C_{21} до C_{30} \) входят в состав парафинового воска, который используется в качестве основы для многих косметических средств, а также для изготовления свечей.
    • Алканы используются в качестве источника водорода.

    Ознакомьтесь с другими разделами химии здесь.

    Итак, это все об алканах. Попрактикуйтесь в том же в нашем бесплатном приложении Testbook. Скачать сейчас!

    Часто задаваемые вопросы об алканах

    В. 1 Что такое алканы?

    Ans.1 Алканы представляют собой алифатические насыщенные углеводороды. Алканы имеют структуру с открытой цепью, а атомы углерода связаны друг с другом одинарными ковалентными связями. В алканах все четыре валентности углерода удовлетворяются четырьмя атомами или группой атомов.

    Q.2 Что такое примеры алканов?

    Ans.2 Алканы представляют собой алифатические насыщенные углеводороды. Пример: метан, этан, пропан и т. д.

    В.3. Как определить алканы?

    Ответ 3 Название алканов заканчивается суффиксом «ане». Он назван в честь самой длинной углеродной цепи.

    Q.4 Что такое общая формула алканов?

    Ответ.4 Общая формула алканов: \(C_nH_{2n+2}\), где n — целое число, указывающее число атомов углерода в молекуле.

    В.5 Алканы сильнее алкенов?

    Ответ 5 Более высокая энергия означает более короткие связи, что означает более прочные связи. Алканы имеют одинарную связь, меньшую энергию, чем алкены и алкины, которые имеют соответственно две и три связи и более высокую энергию. Следовательно, нет, алканы не сильнее алкенов.

    Создайте бесплатную учетную запись, чтобы продолжить чтение

    • Получайте мгновенные оповещения о вакансиях бесплатно!

    • Получите Daily GK и текущие события Capsule и PDF-файлы

    • Получите более 100 бесплатных пробных тестов и викторин


    Подпишись бесплатно У вас уже есть аккаунт? Войти

    Следующий пост

    Часть 2 — Разработка — Наименование алканов

    Часть 2 — Разработка — Наименование алканов

    Блок 2 — Углеводороды и функциональные группы
    Разработка — Наименование алканов


    The Elaboration-Alkane Structure описывает, как для органических молекул более одной молекулы могут иметь одну и ту же молекулярную формулу. Каждая из этих молекул имеет уникальную структуру и, следовательно, уникальный набор физических и химических свойств. Для неорганических молекул мы научились называть молекулы на основе их молекулярных формул. Например, N 2 O 5 называется пятиокись азота . С другой стороны, назвать C 6 H 14 тетрадекагидридом гексауглерода не получится, потому что, как мы видели в разделе «Расширение-алкановая структура», существует пять разных молекул с пятью разными структурными формулами, которые разделяют эту молекулярную формулу. Трехмерные структуры этих пяти молекул показаны ниже вместе с их сокращенными структурными формулами:

    Чтобы придумать уникальные имена для каждой из этих уникальных молекул, имена должны быть основаны на структурных формулах, а не на молекулярной формуле.Существует набор правил, которые используются для создания этих имен, называемых правилами IUPAC . IUPAC — это аббревиатура от Международного союза теоретической и прикладной химии , который представляет собой группу химиков, которым было поручено составить правила. Правила, применяемые для обозначения алканов, описаны в разделе 4.4 Раймонда. Ниже эти правила применяются, чтобы придумать название для пяти молекул, показанных выше.

    1. Имя родительской цепочки .Имя родительской цепочки состоит из двух частей. Окончание указывает, к какому семейству принадлежит молекула; в случае алканов это окончание — ан . Другая часть представляет собой префикс, который указывает количество атомов углерода в самой длинной прямой цепи атомов углерода в молекуле. Эти префиксы показаны в таблице 4.5 Раймонда. Синие прямоугольники, обведенные вокруг каждой из приведенных ниже структурных формул, указывают самую длинную прямую из атомов углерода для каждого

    .

    гексан

    В самой длинной цепи

    6 атомов углерода.

    пентан

    В самой длинной цепи 5 атомов углерода

    пентан

    В самой длинной цепи 5 атомов углерода

    бутан

    В самой длинной цепи 4 атома углерода

    бутан

    В самой длинной цепи 4 атома углерода

    2. Назовите алкильные группы . Любая группа атомов, не входящая в самую длинную цепь атомов углерода, называется замещающей группой . Когда эти заместители получены из алканов, они называются алкильными группами . В названии алкильных групп окончание -ан заменяется окончанием -ил . Если алкильная группа разветвлена, добавляются дополнительные префиксы, такие как изо -, сек — и трет -, чтобы указать тип разветвления.Названия алкильных групп, содержащих до 4 атомов углерода, показаны в таблице 4.6 Раймонда. Каждая из алкильных групп в этих структурах обведена красным и помечена на рисунках ниже.

    В этой молекуле нет алкильных групп

    В этой молекуле имеется 1 метил группы.

    В этой молекуле имеется 1 метил группы.

    В этой молекуле 2 метильных групп.

    В этой молекуле 2 метильных групп.

    3. Определите точку присоединения алкильных групп к исходной цепи . Самая длинная цепь, которая использовалась для получения родительского имени, нумеруется, начиная с конца, ближайшего к первому заместителю.

    В этой молекуле нет алкильных групп, поэтому нет необходимости нумеровать исходную цепь.

    Нумерация начинается с левого конца, поскольку этот конец находится ближе всего к заместителю метильной группы.

    Для этой молекулы не имеет значения, с какого конца начать нумерацию.

    Для этой молекулы не имеет значения, с какого конца начать нумерацию.

    Нумерация начинается с левого конца, поскольку этот конец находится ближе всего к двум заместителям метильной группы.

    4. Составьте название алкана, расположив названия алкильных групп в алфавитном порядке и указав их номера позиций, за которыми следует название исходной цепи. Метки di , tri , tetra , и т.д. . добавляются, если присутствуют два или более идентичных заместителя . Номера позиций ставятся перед названием заместителя и отделяются тире. Запятые используются для разделения нескольких номеров заместителей.

    гексан

    Необязательный префикс n — может быть помещен впереди, чтобы указать, что это нормальный гексан

    2-метилпентан

    Названия заместителей и основной цепи обычно объединяют в одно слово.

    3-метилпентан

    2,3-диметилбутан

    Поскольку оба заместителя одинаковы, приставка к — используется для обозначения того, что их два.

    2,2-диметилбутан

    При наличии нескольких заместителей с одним и тем же именем важно указать номер позиции для каждого, даже если это один и тот же номер.


    Создайте имена IUPAC для следующих структур:


    Ответить




    Органическая химия Намного 1 (ALKANES)

    Пользовательские Пользовательские Ссылки

    Назад к Органические ссылки

    Уровень 1-Алканы Уровень 2-Alkenes Уровень 3 Alkynes Уровень 4 Benzenes Уровень 5 Двухместный уровень 6 Trenes Уровень 7 Циклические соединения

     

    Уровень 1 – Именование алканов

     

     

    За прошедшие годы я обнаружил, что просто дать названия органическим соединениям невозможно.Если вам нужны только правила, нажмите здесь===>  ПРАВИЛА.

    Я проведу вас через все изомеры метана через октан.

    Алканы – насыщенные (все одинарные связи) углеводороды (только водород и углерод).

    Правило для именования: все они заканчиваются на «-ane».

    Общая формула C n H 2n+2 , n — число атомов углерода, используемое для определения числа атомов водорода. Пример n = 5, так что h = (2 (5) +2) = 12

    C 5 H 12

    3 7
    # Carbons префикс
    1 Meth
    2 Этхи
    3 Опора
    4 А
    5 Пента
    6 гекса
    7 гепт
    8 Oct Oct 9 9 0

    10 DECA
    H 8
    Molecular Formula Имя

    CH 4 Methane
    C 2 H 6 6 Этан Пропан C 4 9002 4 H 10 Butane C 5 H 12 Pentane C 6 H 14 H 14 гексан
    C 7 H 16 Heptane
    C 8 H 18 C 9 H 20 H 20 Nonane Nonane C 10 H 22 Decane

    Гомологический ряд. Заметили ли вы, что при переходе от CH 4 к C 2 H 6 (и так далее) следующий член отличается на 1 углерод и 2 водорода?

    Теперь у молекулярных формул есть ограничения.Вы никогда не знаете, как устроена молекула. Итак, давайте посмотрим на структурные формулы и назовем каждую.

    Первые 3 алкана не имеют изомеров (их можно нарисовать только одним способом). Делает хороший вопрос с множественным выбором.

    Именование соединений — не обращайте внимания на водород. Мы беспокоимся только об атомах углерода.

    Изомеры бутана C 4 H 10

    Правило № 1. Назовите самую длинную непрерывную цепь атомов углерода и завершите ее цифрой -ан .

    Это бутан, но мы называем его

    N-бутан

    N подставки для нормальных

    правило № 2 — остальные боковые цепи будут даны окончания -эйл . Они ставятся перед самой длинной цепочкой при наименовании.

    Самая длинная цепь состоит из 3 атомов углерода, поэтому «пропан». Остался один углерод. Мы называем это «метил».

    Поэтому

    метилпропан

    Изомеры пентана C 5 H 12

    правило № 3- Многократные боковые цепи будут использовать префиксы 2 — это ди-, 3 — это три-, 4 тетра- и так далее.

    Самая длинная цепочка

    2 отдельных, один из углеродных боковых цепей диметил

    диметилпропан

    изомеры гексана C 6 ч 14

    837 N-Hexane

    3

    7
    ждут метил Пентан

    жду. … это разные структуры с одинаковыми именами…

    Правило № 4 При необходимости используйте наименьший номер , чтобы указать расположение каждой боковой цепи. Возможно, вам придется пронумеровать самую длинную цепочку справа, чтобы найти наименьшее число. (Примечание номера и буквы разделены дефисом)

    9-метил Пентан

    2 ,2-диметилбутан

     

    Вы заметили, что мы нумеровали справа? Если бы мы назвали слева, это был бы 3,3-диметилбутан.

    2+2 против 3+3 всегда используйте наименьшие числа.

    2,3-диметилтан Бутан

    Изомеры Heptane C 7 H 16

    N-Heptane
    2-метилхексан
    837 3-метилхексан
    91-диметил Пентан
    3,3-диметил Пентан
    2,3 диметилпентан
    2,2,3-триметилбутан

    Опять же, каждая боковая цепь получает номер. Так как у нас есть 3, одна углеродная боковая цепь, она называется «триметил». Вам лучше иметь 3 #, когда у вас есть префикс tri.

    этилпентан

    Имеет 1(2-углеродную) боковую цепь. Это НЕ диметил. Диметил представляет собой 2 (1-углеродные) боковые цепи. Это «этиловая» группа.

    Обратите внимание, я не использовал номер. Если сдвинуть на один углерод влево…

    3-метилгексан

    Самая длинная цепь становится гексаном.

    Изомеры октана C 8 H 18

    3
    4-метил гептан
    91-диметил гексан
    2,3-диметил гексан
    2,4-диметил гексан
    2,5-диметил гексан
    3,3-диметил гексан
    3,4-диметил гексан
    этилгексан

    (номер не требуется)

    2,2,3-триметилпентан
    9083 7
    2,2,4-триметил Пентан
    6
    2,3,3-триметил Пентан

    (номер его от правой стороны)

    2,3,4 -триметилпентан

    Правило № 5- Когда есть 2 разные боковые цепи, назовите их в алфавитном порядке, используя префикс углерода (meth, eth. .).

    0
    этил-2-метил Пентан

    (этил не нуждается в #, это может только поехать на углерод 3)

    тетраметилбутан

    (не требуется, 4 атома углерода должны занимать 2,2,3,3) Циклические соединения

    вернуться к ОРГАНИЧЕСКИМ ссылкам

    Демонстрационные видеоролики о химических веществах

     

    Структурные изомеры алканов Учебное пособие по химии

    Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом веб-сайте.
    Нет рекламы = нет денег для нас = нет бесплатных вещей для вас!

    Пример структурных изомеров алканов: бутан

    Бутан — насыщенный углеводород, алкан с молекулярной формулой C 4 H 10 .

    Мы можем нарисовать структурную формулу бутана, используя информацию в его названии:

    • «но» говорит нам, что в цепи 4 атома углерода
    • «ане» говорит нам, что между атомами углерода в цепи есть только одинарные связи.

    Структурная формула бутана представлена ​​ниже:

      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
     
    Н- С С С С
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     

    Подсчитайте общее количество атомов углерода (4) и количество атомов водорода (10), чтобы молекулярная формула бутана была C 4 H 10 .

    Но это НЕ единственная структура, которую мы можем изобразить для молекулы с молекулярной формулой C 4 H 10 .

    Мы могли бы нарисовать алкановую цепь из 3 атомов углерода (пропан) с боковой цепью (или разветвлением) CH 3 (метил), присоединенной ко второму атому углерода в цепи ( C (2 ) ), как показано ниже:

          Н
    |
         
      Н
    |
      H-C-H
    |
      Н
    |
     
    Н- С (1) С (2) С (3)
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     

    Название этого алкана с разветвленной цепью получается путем добавления приставки 2-метил к названию исходного алкана (пропана), то есть эта молекула представляет собой 2-метилпропан.

    Подсчитайте общее количество атомов углерода в молекуле (4) и общее количество атомов водорода (10), поэтому молекулярная формула 2-метилпропана будет C 4 H 10 .

    Поскольку бутан и 2-метилпропан имеют одинаковую молекулярную формулу (C 4 H 10 ), но разные структурные формулы, они известны как структурные изомеры.
    Бутан и 2-метилпропан являются структурными изомерами.

    Имя Структурная формула Молекулярная формула
    бутан
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
     
    Н- С С С С
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     
    С 4 Н 10
    2-метилпропан
          Н
    |
         
      Н
    |
      H-C-H
    |
      Н
    |
     
    Н- С С С
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     
    С 4 Н 10

    Структурные изомеры алканов имеют:

    Пример структурных изомеров алканов: пентан

    Пентан представляет собой насыщенный углеводород с молекулярной формулой C 5 H 12 .

    Сколько различных структурных формул можно нарисовать для молекул с молекулярной формулой C 5 H 12 ?

    Во-первых, мы могли бы нарисовать структурную формулу пентана, который имеет 5 атомов углерода в прямой цепи («пент» = 5) и только одинарные связи между всеми атомами углерода в цепи («ан»):

      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
     
    Н- С С С С С
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     

    Подсчитайте общее количество атомов углерода (5) и общее количество атомов водорода (12), поэтому молекулярная формула пентана будет C 5 H 12 .

    Что, если мы нарисуем цепочку из 4 атомов углерода и добавим CH 3 (метильная группа) ко второму атому углерода ( C (2) ) в цепи?
    Структура этой молекулы показана ниже:

          Н
    |
           
      Н
    |
      H-C-H
    |
      Н
    |
      Н
    |
     
    Н- С (1) С (2) С (3) С (4)
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     
    ИЛИ
              Н
    |
       
      Н
    |
      Н
    |
      H-C-H
    |
      Н
    |
     
    Н- С (4) С (3) С (2) С (1)
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     

    Название исходного алкана — бутан, потому что в цепи алкана 4 атома углерода.
    Метильная группа (CH 3 ) расположена на втором атоме углерода в цепи, поэтому мы используем приставку 2-метил
    Название этого алкана с разветвленной цепью — 2-метилбутан.

    Подсчитайте общее количество атомов углерода в молекуле 2-метилбутана (5) и общее количество атомов водорода (12), чтобы молекулярная формула 2-метилбутана была такой же, как у пентана, то есть C 5 H 12 , поэтому пентан и 2-метилбутан являются структурными изомерами.

    Можете ли вы нарисовать другой структурный изомер пентана, то есть молекулу с молекулярной формулой C 5 H 12 , но структурную формулу которой отличает пентан или 2-метилбутан?

    Нарисуем алкан с 3 атомами углерода в цепи (пропан), затем добавим 2 метильные группы ( CH 3 ) ко второму атому углерода в цепи пропана ( C (2) ) как показано ниже:

          Н
    |
         
      Н
    |
      H-C-H
    |
      Н
    |
     
    Н- С (1) С (2) С (3)
      |
    Х
      |
    H-C-H
      |
    Х
     
          |
    Х
         

    Название этого алкана с разветвленной цепью состоит из названия исходного алкана, пропана, и префикса, показывающего количество (ди = 2) и расположение (2,2-) обеих метильных групп в цепи.
    Название этой молекулы 2,2-диметилпропан.

    Подсчитайте общее количество атомов углерода в молекуле 2,2-диметилпропана (5) и подсчитайте общее количество атомов водорода в молекуле (12), поэтому молекулярная формула 2,2-диметилпропана такая же, как у пентана и 2-метилбутан, то есть C 5 H 12 .

    Три структурных изомера с молекулярной формулой C 5 H 12 , которые мы нарисовали, представлены в таблице ниже:

    молекулярная формула
    имя структурная формула
    пентан
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
      Н
    |
     
    Н- С С С С С
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     
    С 5 Н 12
    2-метилбутан
          Н
    |
           
      Н
    |
      H-C-H
    |
      Н
    |
      Н
    |
     
    Н- С С С С
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
      |
    Х
     
    С 5 Н 12
    2,2-диметилпропан
          Н
    |
         
      Н
    |
      H-C-H
    |
      Н
    |
     
    Н- С С С
      |
    Х
      |
    H-C-H
      |
    Х
     
          |
    Х
         
    С 5 Н 12

    Пентан, 2-метилбутан и 2,2-диметилпропан являются структурными изомерами, поскольку они имеют:

    .

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.