Формула метана в химии: Формула метана в химии

Содержание

Формула метана в химии – Telegraph

Формула метана в химии

Легендарный магазин HappyStuff теперь в телеграамм!

У нас Вы можете приобрести товар по приятным ценам, не жертвуя при этом качеством!

Качественная поддержка 24 часа в сутки!

Мы ответим на любой ваш вопрос и подскажем в выборе товара и района!

Telegram:

https://t.me/happystuff

(ВНИМАНИЕ!!! В ТЕЛЕГРАМ ЗАХОДИТЬ ТОЛЬКО ПО ССЫЛКЕ, В ПОИСКЕ НАС НЕТ!)

купить кокаин, продам кокс, куплю кокаин, сколько стоит кокаин, кокаин цена в россии, кокаин цена спб, купить где кокаин цена, кокаин цена в москве, вкус кокаин, передозировка кокаин, крэк эффект, действует кокаин, употребление кокаин, последствия употребления кокаина, из чего сделан кокаин, как влияет кокаин, как курить кокаин, кокаин эффект, последствия употребления кокаина, кокаин внутривенно, чистый кокаин, как сделать кокаин, наркотик крэк, как варить крэк, как приготовить кокаин, как готовят кокаин, как правильно нюхать кокаин, из чего делают кокаин, кокаин эффект, кокаин наркотик, кокаин доза, дозировка кокаина, кокаин спб цена, как правильно употреблять кокаин, как проверить качество кокаина, как определить качество кокаина, купить кокаин цена, купить кокаин в москве, кокаин купить цена, продам кокаин, где купить кокс в москве, куплю кокаин, где достать кокс, где можно купить кокаин, купить кокс, где взять кокаин, купить кокаин спб, купить кокаин в москве, кокс и кокаин, как сделать кокаин, как достать кокаин, как правильно нюхать кокаин, кокаин эффект, последствия употребления кокаина, сколько стоит кокаин, крэк наркотик, из чего делают кокаин, из чего делают кокаин, все действие кокаина, дозировка кокаина, употребление кокаина, вред кокаина, действие кокаина на мозг, производство кокаина, купить кокаин в москве, купить кокаин спб, купить кокаин москва, продам кокаин, куплю кокаин, где купить кокаин, где купить кокаин в москве, кокаин купить в москве, кокаин купить москва, кокаин купить спб, купить куст коки, купить кокс в москве, кокс в москве, кокаин москва купить, где можно заказать, купить кокаин, кокаиновый куст купить, стоимость кокаина в москве, кокаин купить цена, продам кокаин, где купить кокс в москве, куплю кокаин, где достать кокс, где можно купить кокаин, купить кокс, где взять кокаин, последствия употребления кокаина

Methan n — Самая органическое соединение углерода с водородом, природный бесцветный газ без запаха, химическая формула — CH 4. Встречается в осадочном чехле земной коры в виде свободных скоплений залежей , в растворенном в нефти, пластовых и поверхностных водах , рассеянном сорбированной породами и органич. Веществом и твердом газогидратных состояниях. При использовании в быту, до метана обычно добавляют одоранты со специфическим ‘запахом газа’. Метан — бесцветный газ без запаха и вкуса, почти в два раза легче воздуха. Первый член гомологического ряда насыщенных метановых углеводородов. Метан представляет собой малоактивные в химическом отношении вещество. При обычных условиях он довольно устойчив к действию кислот, щелочей и окислителей. Так, при пропускании метана через раствор KMnO 4, который является довольно сильным окислителем, он не окисляется и фиолетовая окраска раствора не исчезает. В реакции присоединения сообщения метан не вступает, поскольку в его молекуле все четыре валентности атома углерода полностью насыщены. Для метана, как и других предельных углеводородов, типичны реакции замещения, при которых атомы водорода замещаются атомами других элементов или атомными группами. Характерная для метана также реакция с хлором, которая происходит при обычной температуре под влиянием рассеянного света при прямом солнечном свете может произойти взрыв. При этом атомы водорода в молекуле метана последовательно замещаются атомами хлора. В атмосфере воздуха метан горит бесцветным пламенем с выделением значительного количества тепла:. С воздухом метан образует горючие взрывную смесь. При нагревании метана без доступа воздуха до температуры выше C он разлагается на элементы — на углерод сажу и водород:. Большое количество метана растворено в водах океанов, морей, озер. Количество метана, растворенного в пластовых водах, на несколько порядков выше его промышленных запасов. Метан присутствует также в атмосферах Земли , Юпитера , Сатурна , Урана ; в газах поверхностного грунта Луны. Основная масса метана лето-и гидросферы Земли образовалась при биохимической и термокаталитический деструкции рассеянного органического вещества, уголь и нефть. Метан образуется при анаэробном разложении органических веществ, в частности целлюлозы метановое брожение. В природе Земли метан довольно распространен. Он образует много месторождений, из которых добывается и по газопроводам подается к месту использования. На дне болот и прудов метан образуется в результате разложения остатков растений без доступа воздуха. Поэтому его называют еще болотным газом. Под названием ‘рудничный газ’ метан накапливается в угольных шахтах, в результате выделения из пластов угля и сопутствующих пород, в которых находится в свободном и связанном виде. Рудничный газ очень опасен, поскольку с воздухом может образовывать взрывчатую смесь. При низких температурах метан образует соединения включения — газовые гидраты , широко распространенные в природе. Гидратообразования происходит в пористой среде осадочного чехла с формированием газогидратных залежей. В лабораториях метан можно получить при нагревании ацетата натрия с твердым гидроксидом натрия или при воздействии воды на карбид алюминия:. Водоросли Древесина Растительные и животные жиры и масла Трава. Большие количества метана используются как удобное и дешевое топливо. Неполное сжигание метана дает сажу, которая идет на изготовление печатной краски и как наполнитель каучука, а при термическом разложении выше C получают сажу и водород, который используется для синтеза аммиака. Продукт полного хлорирования метана — тетрахлорид углерода CCl 4 — является хорошим растворителем жиров и применяется для извлечения жиров из зерен масличных растений. Метан служит также исходным веществом для получения ацетилена , метилового спирта и многих других химических продуктов. Различают три формы выделения М. По метанообильность, согласно ‘Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах’, шахты подразделяют на пять категорий. Критерием такого деления является относительная метанообильность, то есть количество метана в кубометрах, выделяемой за сутки на 1 т среднесуточной добычи: Шахты, разрабатывающих пласты, опасные или угрожающие по внезапным выбросам угля, газа и породы, относятся к особой категории — опасных по внезапным выбросам. Перспективным считается добыча метана из угольных пластов см. В конце ХХ в. Первые промышленные попытки использовать попутный метан при угледобыче производятся и в Украине, в Донбассе. Продукты неполного окисления метана являются исходными для изготовления пластмасс, используемых в органическом синтезе. Плотность и агрегатное состояние.

Братск купить спайс

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Палласовка купить Мескалин

Купить закладки шишки ак47 в Пятигорске

Сколько держится трава в крови и в моче

Формула метана

Купить Метамфетамин в Кувандык

Купить экстази в спб

Купить Говнишко Пестово

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Методон в Якутске

Купить Говнишко Советский

Переборщил с амфетамином

Ярославль купить закладку MDMA Pills — ORANGE

Купить гашиш владивосток закладки

Формула метана

Купить МЁД Вятские Поляны

Формула метана

Городские закладки XDER в Мурманске

Формула метана

Купить закладки MDMA в Лабинске

Мефедрон марихуана

Челябинск купить закладку Мефедрон купить закладку Лучший эйфоретик

Формула метана

Бошки в Великом Новгороде

Закладки скорость a-PVP в Чите

Купить МЕФ Урень

Формула метана

Фенамин цена в аптеках

Москва Куркино купить HQ Гашиш

Купить закладки героин в Белогорске

Стаф в Муре

Покажет ли в моче спайс

Формула метана

Марки экстази

Формула метана

Клиенты Jabber — Мир Jabber

Природный газ: формула.

Химическая формула газа. Все виды природного газа

Купить mdma в Ачинск

Форум как снять ломку от метадона

Закладки наркотики в Орске

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Купить закладки шишки в Миллерове

Купить Марка Саянск

Купить Ганджа Тихвин

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Бузулук купить Шишки White Widow

Марки в Чехов-3

Купить скорость в Губкинский

Крахмальный клей и клеевые добавки

Купить Метадон Оренбург

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Удачный купить кокс

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Раменское купить закладку Гидропоника Afgan Kush

Формула метана

Купить Шишки Тюкалинск

Красногорск купить наркотики

Трамал в Екатеринбурге

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Купить mdma в Каменногорск

Купить Кокаин в Нижнем Ломове

Ишим купить закладку Кокаин MQ

Природный газ: формула.

Химическая формула газа. Все виды природного газа

Закладки кристалы в Демиде

Закладки кокаин в Добрянке

Купить Азот Назарово

Закладки спайс россыпь в Шали

Фейковая точка доступа

Формула метана

Купить Дурь Володарск

Природный газ: формула. Химическая формула газа. Все виды природного газа

Основы органической химии / КонсультантПлюс

Основы органической химии

Появление и развитие органической химии как науки. Предмет органической химии. Место и значение органической химии в системе естественных наук. Взаимосвязь неорганических и органических веществ.

Химическое строение как порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности. Основные положения теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова. Углеродный скелет органической молекулы. Кратность химической связи. Зависимость свойств веществ от химического строения молекул. Изомерия и изомеры. Понятие о функциональной группе. Принципы классификации органических соединений. Международная номенклатура и принципы образования названий органических соединений.

Классификация и особенности органических реакций. Реакционные центры. Первоначальные понятия о типах и механизмах органических реакций. Гомолитический и гетеролитический разрыв ковалентной химической связи. Свободнорадикальный и ионный механизмы реакции. Понятие о нуклеофиле и электрофиле.

Алканы. Электронное и пространственное строение молекулы метана. sp3-гибридизация орбиталей атомов углерода. Гомологический ряд и общая формула алканов. Систематическая номенклатура алканов и радикалов. Изомерия углеродного скелета. Физические свойства алканов. Закономерности изменения физических свойств. Химические свойства алканов: галогенирование, дегидрирование, термическое разложение, крекинг как способы получения важнейших соединений в органическом синтезе. Горение алканов как один из основных источников тепла в промышленности и быту. Изомеризация как способ получения высокосортного бензина. Механизм реакции свободнорадикального замещения. Получение алканов. Реакция Вюрца. Нахождение в природе и применение алканов.

Циклоалканы. Строение молекул циклоалканов. Общая формула циклоалканов. Номенклатура циклоалканов. Изомерия циклоалканов: углеродного скелета, межклассовая, пространственная (цис-транс-изомерия). Специфика свойств циклоалканов с малым размером цикла. Реакции присоединения и радикального замещения.

Алкены. Электронное и пространственное строение молекулы этилена. sp2-гибридизация орбиталей атомов углерода. — и -связи. Гомологический ряд и общая формула алкенов. Номенклатура алкенов. Изомерия алкенов: углеродного скелета, положения кратной связи, пространственная (цис-транс-изомерия), межклассовая. Физические свойства алкенов. Реакции электрофильного присоединения как способ получения функциональных производных углеводородов. Правило Марковникова, его электронное обоснование. Реакции окисления и полимеризации. Полиэтилен как крупнотоннажный продукт химического производства. Промышленные и лабораторные способы получения алкенов. Правило Зайцева. Применение алкенов.

Алкадиены. Классификация алкадиенов по взаимному расположению кратных связей в молекуле. Особенности электронного и пространственного строения сопряженных алкадиенов. Общая формула алкадиенов. Номенклатура и изомерия алкадиенов. Физические свойства алкадиенов. Химические свойства алкадиенов: реакции присоединения (гидрирование, галогенирование), горения и полимеризации. Вклад С.В. Лебедева в получение синтетического каучука. Вулканизация каучука. Резина. Многообразие видов синтетических каучуков, их свойства и применение. Получение алкадиенов.

Алкины. Электронное и пространственное строение молекулы ацетилена. sp-гибридизация орбиталей атомов углерода. Гомологический ряд и общая формула алкинов. Номенклатура. Изомерия: углеродного скелета, положения кратной связи, межклассовая. Физические свойства алкинов. Химические свойства алкинов: реакции присоединения как способ получения полимеров и других полезных продуктов.

Реакции замещения. Горение ацетилена как источник высокотемпературного пламени для сварки и резки металлов. Получение ацетилена пиролизом метана и карбидным методом. Применение ацетилена.

Арены. История открытия бензола. Современные представления об электронном и пространственном строении бензола. Изомерия и номенклатура гомологов бензола. Общая формула аренов. Физические свойства бензола. Химические свойства бензола: реакции электрофильного замещения (нитрование, галогенирование) как способ получения химических средств защиты растений; присоединения (гидрирование, галогенирование) как доказательство непредельного характера бензола. Реакция горения. Получение бензола. Особенности химических свойств толуола. Взаимное влияние атомов в молекуле толуола. Ориентационные эффекты заместителей. Применение гомологов бензола.

Спирты. Классификация, номенклатура спиртов. Гомологический ряд и общая формула предельных одноатомных спиртов. Изомерия. Физические свойства предельных одноатомных спиртов.

Водородная связь между молекулами и ее влияние на физические свойства спиртов. Химические свойства: взаимодействие с натрием как способ установления наличия гидроксогруппы, с галогеноводородами как способ получения растворителей, внутри- и межмолекулярная дегидратация. Реакция горения: спирты как топливо. Получение этанола: реакция брожения глюкозы, гидратация этилена. Применение метанола и этанола. Физиологическое действие метанола и этанола на организм человека. Этиленгликоль и глицерин как представители предельных многоатомных спиртов. Качественная реакция на многоатомные спирты и ее применение для распознавания глицерина в составе косметических средств. Практическое применение этиленгликоля и глицерина.

Фенол. Строение молекулы фенола. Взаимное влияние атомов в молекуле фенола. Физические свойства фенола. Химические свойства (реакции с натрием, гидроксидом натрия, бромом). Получение фенола. Применение фенола.

Альдегиды и кетоны. Классификация альдегидов и кетонов. Строение предельных альдегидов. Электронное и пространственное строение карбонильной группы. Гомологический ряд, общая формула, номенклатура и изомерия предельных альдегидов. Физические свойства предельных альдегидов. Химические свойства предельных альдегидов: гидрирование; качественные реакции на карбонильную группу (реакция «серебряного зеркала», взаимодействие с гидроксидом меди (II)) и их применение для обнаружения предельных альдегидов в промышленных сточных водах. Получение предельных альдегидов: окисление спиртов, гидратация ацетилена (реакция Кучерова). Токсичность альдегидов. Применение формальдегида и ацетальдегида. Ацетон как представитель кетонов. Строение молекулы ацетона. Особенности реакции окисления ацетона. Применение ацетона.

Карбоновые кислоты. Классификация и номенклатура карбоновых кислот. Строение предельных одноосновных карбоновых кислот. Электронное и пространственное строение карбоксильной группы. Гомологический ряд и общая формула предельных одноосновных карбоновых кислот. Физические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот. Химические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот (реакции с металлами, основными оксидами, основаниями и солями) как подтверждение сходства с неорганическими кислотами. Реакция этерификации и ее обратимость. Влияние заместителей в углеводородном радикале на силу карбоновых кислот. Особенности химических свойств муравьиной кислоты. Получение предельных одноосновных карбоновых кислот: окисление алканов, алкенов, первичных спиртов, альдегидов. Важнейшие представители карбоновых кислот: муравьиная, уксусная и бензойная. Высшие предельные и непредельные карбоновые кислоты. Оптическая изомерия. Асимметрический атом углерода. Применение карбоновых кислот.

Сложные эфиры и жиры. Строение и номенклатура сложных эфиров. Межклассовая изомерия с карбоновыми кислотами. Способы получения сложных эфиров. Обратимость реакции этерификации. Применение сложных эфиров в пищевой и парфюмерной промышленности. Жиры как сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Растительные и животные жиры, их состав. Физические свойства жиров. Химические свойства жиров: гидрирование, окисление. Гидролиз или омыление жиров как способ промышленного получения солей высших карбоновых кислот. Применение жиров. Мыла как соли высших карбоновых кислот. Моющие свойства мыла.

Углеводы. Классификация углеводов. Физические свойства и нахождение углеводов в природе. Глюкоза как альдегидоспирт. Химические свойства глюкозы: ацилирование, алкилирование, спиртовое и молочнокислое брожение. Экспериментальные доказательства наличия альдегидной и спиртовых групп в глюкозе. Получение глюкозы. Фруктоза как изомер глюкозы. Рибоза и дезоксирибоза. Важнейшие дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза), их строение и физические свойства. Гидролиз сахарозы, лактозы, мальтозы. Крахмал и целлюлоза как биологические полимеры. Химические свойства крахмала (гидролиз, качественная реакция с йодом на крахмал и ее применение для обнаружения крахмала в продуктах питания). Химические свойства целлюлозы: гидролиз, образование сложных эфиров.

Применение и биологическая роль углеводов. Окисление углеводов — источник энергии живых организмов. Понятие об искусственных волокнах на примере ацетатного волокна.

Идентификация органических соединений. Генетическая связь между классами органических соединений.

Амины. Первичные, вторичные, третичные амины. Классификация аминов по типу углеводородного радикала и числу аминогрупп в молекуле. Электронное и пространственное строение предельных аминов. Физические свойства аминов. Амины как органические основания: реакции с водой, кислотами. Реакция горения. Анилин как представитель ароматических аминов. Строение анилина. Причины ослабления основных свойств анилина в сравнении с аминами предельного ряда. Химические свойства анилина: взаимодействие с кислотами, бромной водой, окисление. Получение аминов алкилированием аммиака и восстановлением нитропроизводных углеводородов. Реакция Зинина. Применение аминов в фармацевтической промышленности. Анилин как сырье для производства анилиновых красителей.

Синтезы на основе анилина.

Аминокислоты и белки. Состав и номенклатура. Строение аминокислот. Гомологический ряд предельных аминокислот. Изомерия предельных аминокислот. Физические свойства предельных аминокислот. Аминокислоты как амфотерные органические соединения. Синтез пептидов. Пептидная связь. Биологическое значение -аминокислот. Области применения аминокислот. Белки как природные биополимеры. Состав и строение белков. Основные аминокислоты, образующие белки. Химические свойства белков: гидролиз, денатурация, качественные (цветные) реакции на белки. Превращения белков пищи в организме. Биологические функции белков. Достижения в изучении строения и синтеза белков.

Азотсодержащие гетероциклические соединения. Пиррол и пиридин: электронное строение, ароматический характер, различие в проявлении основных свойств. Нуклеиновые кислоты: состав и строение. Строение нуклеотидов. Состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК). Роль нуклеиновых кислот в жизнедеятельности организмов.

Высокомолекулярные соединения. Основные понятия высокомолекулярных соединений: мономер, полимер, структурное звено, степень полимеризации. Классификация полимеров. Основные способы получения высокомолекулярных соединений: реакции полимеризации и поликонденсации. Строение и структура полимеров. Зависимость свойств полимеров от строения молекул. Термопластичные и термореактивные полимеры. Проводящие органические полимеры. Композитные материалы. Перспективы использования композитных материалов. Классификация волокон. Синтетические волокна. Полиэфирные и полиамидные волокна, их строение, свойства. Практическое использование волокон. Синтетические пленки: изоляция для проводов, мембраны для опреснения воды, защитные пленки для автомобилей, пластыри, хирургические повязки. Новые технологии дальнейшего совершенствования полимерных материалов.

Молекулярная и структурная формула расчета метана

Молекулярная, структурная и электронная формула метана составляются на основе теории строения органических веществ Бутлерова. Прежде чем приступать к написанию таких формул, начнем с краткой характеристики данного углеводорода.

Особенности метана

Данное вещество является взрывоопасным, его еще именуют «болотным» газом. Специфический запах этого предельного углеводорода известен всем. В процессе сгорания от него не остается химических компонентов, оказывающих негативное воздействие на организм человека. Именно метан является активным участником образования парникового эффекта.

Физические свойства

Первый представитель гомологического ряда алканов был обнаружен учеными в атмосфере Титана и Марса. Учитывая тот факт, что метан связан с существованием живых организмов, появилась гипотеза о существовании жизни на этих планетах. На Сатурне, Юпитере, Нептуне, Уране, метан появился в качестве продукта химической переработки веществ неорганического происхождения. На поверхности нашей планеты его содержание незначительное.

Общая характеристика

Метан не имеет цвета, он легче воздуха почти в два раза, плохо растворяется в воде. В составе природного газа его количество достигает 98 процентов. В нефтяном попутном газе содержится от 30 до 90 процентов метана. В большей степени метан имеет биологическое происхождение.

Копытные травоядные козы и коровы испускают при переработке в желудках бактерий довольно существенное количество метана. Среди важных источников гомологического ряда алканов выделим болота, термитов, фильтрацию естественного газа, процесс фотосинтеза растений. При обнаружении на планете следов метана, можно говорить о существовании на ней биологической жизни.

Способы получения

Развернутая структурная формула метана является подтверждением того, что в его молекуле только насыщенные одинарные связи, образованные гибридными облаками. Среди лабораторных вариантов получения данного углеводорода отметим сплавление ацетата натрия с твердой щелочью, а также взаимодействие карбида алюминия с водой.

Горит метан голубоватым пламенем, выделяя при этом порядка 39 МДж на кубический метр. Взрывоопасные смеси данное вещество образует с воздухом. Наиболее опасен метан, который выделяется во время проведения подземных разработок месторождений полезных ископаемых в горных шахтах. Высок риск взрыва метана и на обогатительных угольных и брикетных фабриках, а также на сортировочных производствах.

Физиологическое действие

Если процентное содержание метана в воздухе составляет от 5 до 16 процентов, при попадании кислорода возможно воспламенение метана. В случае существенного возрастания в смеси данного химического вещества повышается вероятность взрыва.

Если в воздухе концентрация данного алкана составляет 43 процента, он является причиной удушья.

При взрыве скорость распространения составляет от 500 до 700 метров в секунду. После того как метан контактирует с источником тепла, процесс воспламенения алкана происходит с некоторым запаздыванием.

Именно на этом свойстве базируется производство взрывобезопасного электрического оборудования и предохранительных взрывчатых компонентов.

Так как именно метан является самым термически устойчивым насыщенным углеводородом, он имеет широкое применение в виде промышленного и бытового топлива, а также используется в качестве ценного сырья для химического синтеза. Структурная формула три-этил-метана характеризует особенности строения представителей данного класса углеводородов.

В процессе его химического взаимодействия с хлором при воздействии ультрафиолетового облучения возможно образование нескольких продуктов реакции. В зависимости от количества исходного вещества, можно в ходе замещения получить хлорметан, хлороформ, четыреххлористый углерод.

В случае неполного сгорания метана образуется сажа. В случае каталитического окисления образуется формальдегид. Конечным продуктом взаимодействия с серой является сероуглерод.

Особенности структуры метана

Какова его структурная формула? Метан относится к предельным углеводородам, имеющим общую формулу СnН2n+2. Рассмотрим особенности образования молекулы, чтобы пояснить, как образуется структурная формула.

Метан состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода, связанных между собой ковалентной полярной химической связью. Поясним на основе строения атома углерода структурные формулы.

Вид гибридизации

Пространственное строение метана характеризуется тетраэдрической структурой. Так как на внешнем уровне у углерода четыре валентных электрона, при нагревании атома происходит переход электрона со второй s-орбитали на p. В итоге на последнем энергетическом уровне у углерода располагается четыре неспаренных («свободных») электрона. Полная структурная формула метана основывается на том, что происходит образование четырех гибридных облаков, которые ориентируются в пространстве под углом 109 градусов 28 минут, формируя структуру тетраэдра. Далее происходит перекрывание вершин гибридных облаков с негибридными облаками атомов водорода.

Полная и сокращенная структурная формула метана в полной мере отвечает теории Бутлерова. Между углеродом и водородами образуется простая (одинарная) связь, поэтому для данного химического вещества не характерны реакции присоединения.

Ниже представлена конечная структурная формула. Метан — это первый представитель класса насыщенных углеводородов, он обладает типичными свойствами предельного алкана. Структурная и электронная формула метана подтверждают тип гибридизации атома углерода в данном органическом веществе.

Из школьного курса химии

Данный класс углеводородов, представителем которого является «болотный газ», изучается в курсе 10 класса средней школы. Например, ребятам предлагается задание следующего характера: «Напишите структурные формулы метана». Необходимо понимать, что для этого вещества можно расписать по теории Бутлерова только развернутую структурную конфигурацию.

Его сокращенная формула будет совпадать с молекулярной, записываться в виде СН4. По новым федеральным образовательным стандартам, которые введены в связи с реорганизацией российского образования, в базовом курсе химии все вопросы, касающиеся характеристики классов органических веществ, разбираются обзорно.

Промышленный синтез

На основе метана были разработаны промышленные способы такого важного химического компонента, как ацетилен. Основой термического и электрического крекинга стала именно его структурная формула. Метан при каталитическом окислении с аммиаком образует синильную кислоту.

Применяют данное органическое вещество для производства синтез-газа. При взаимодействии с водяным паром получается смесь угарного газа и водорода, являющаяся сырьем для производства предельных одноатомных спиртов, карбонильных соединений.

Особое значение имеет взаимодействие с азотной кислотой, в результате получается нитрометан.

Применение в виде автомобильного топлива

В связи с нехваткой природных источников углеводородов, а также оскудением сырьевой базы, особую актуальность приобретает вопрос, связанный с поиском новых (альтернативных) источников для получения топлива. Одним из таких вариантов является биодизельное топливо, в составе которого есть и метан.

Учитывая разницу в плотности между бензиновым топливом и первым представителем класса алканов, существуют определенные особенности применения его в качестве источника энергии для автомобильных двигателей. Для того чтобы не было необходимости перевозить с собой огромное количества метана, путем сжатия его плотность увеличивают (при давлении порядка 250 атмосфер). Хранят метан в сжиженном состоянии в баллонах, устанавливаемых в автомобилях.

Воздействие на атмосферу

Выше уже шла речь о том, что метан оказывает воздействие на парниковый эффект. Если степень действия оксида углерода (4) на климат берется условно за единицу, то в нем доля «болотного газа» составляет 23 единицы. На протяжении двух последних столетий ученые наблюдают повышение количественного содержания метана в земной атмосфере.

На данный момент примерное количество СН4 оценивается в 1,8 части на миллион. Несмотря на то что данный показатель в 200 раз меньше, чем наличие углекислого газа, идет разговор между учеными о возможном риске удержания тепла, излучаемого планетой.

В связи с отличной теплотворной способностью «болотного газа», его применяют не только в качестве исходного сырья при осуществлении химического синтеза, но и в качестве источника энергии.

Например, на метане функционируют разнообразные газовые котлы, колонки, предназначенные для индивидуальной отопительной системы в частных домах и загородных коттеджах.

Такой автономный вариант отопления весьма выгоден для собственников жилья, не связан с авариями, систематически происходящими на централизованных отопительных системах. Благодаря газовому котлу, функционирующему на данном виде топлива, достаточно 15-20 минут для того, чтобы полностью обогреть двухэтажный коттедж.

Заключение

Метан, структурные и молекулярные формулы которого были приведены выше, является природным источником энергии. Благодаря тому, что в его составе есть только атом углерода и атомы водорода, экологи признают экологическую безопасность данного насыщенного углеводорода.

При стандартных условиях (температуре воздуха 20 градусов по Цельсию, давлении 101325 Па) это вещество является газообразным, нетоксичным, нерастворимым в воде.

В случае понижения температуры воздуха до -161 градуса, происходит сжатие метана, что широко применяют в промышленности.

Метан оказывает воздействие на здоровье человека. Он не является отравляющим веществом, но считается удушающим газом. Существуют даже предельные нормы (ПДК) по содержанию данного химического вещества в атмосфере.

Например, работы в шахтах разрешены только в тех случаях, когда его количество не превышает на метр кубический 300 миллиграммов. Анализируя особенности строения данного органического вещества, можно сделать вывод о его сходстве по химическим и физическим свойствам со всеми другими представителями класса насыщенных (предельных) углеводородов.

Мы проанализировали структурные формулы, пространственное строение метана. Гомологический ряд, который начинает «болотный газ», имеет общую молекулярную формулу СnН2n+2.

Метан. Физические свойства метана

Про матеріал

В результате этого урока учащийся должен: -знать строение молекул алканов на примере метана; -знать химические и физические свойства метана, добывание и применение; -уметь составлять молекулярные и структурные формулы алканов и давать им названия; Ø Развивать у учащихся умения наблюдать, делать выводы, устанавливать причинно-следственные связи; Ø Формировать интерес к изучаемому предмету, воспитывать культуру поведения.

Перегляд файлу

Зміст слайдів

Номер слайду 1

Тема: Строение молекулы метана. Свойства метана

Номер слайду 2

Цели урока: Ш В результате этого урока учащийся должен: -знать строение молекул алканов на примере метана; -знать химические и физические свойства метана, добывание и применение; -уметь составлять молекулярные и структурные формулы алканов и давать им названия; Ш Развивать у учащихся умения наблюдать, делать выводы, устанавливать причинно-следственные связи; Ш Формировать интерес к изучаемому предмету, воспитывать культуру поведения.

Номер слайду 3

Актуализация знаний: Что изучает органическая химия? Чем органическая химия отличается от неорганической? Кто такой Бутлеров? Какой его вклад в развитие органической химии? В каком состоянии прибывают атомы Карбона в органических соединениях? Назовите валентность атома Углерода в органических соединениях?

Номер слайду 4

Определение Метан – простейший представитель класса предельных углеводородов. Это бесцветный легкий горючий газ, не имеющий запаха и почти нерастворимый в воде.

Номер слайду 5

•Гибридизация •Угол связи •Форма молекулы в пространстве •Длина связи •Все атомы соединены •Sp3 •109°28‘ •Тетраэдрическая •0,154 нм •σ(сигма) связью Краткая характеристика:

Номер слайду 6

https://bilimland.kz/ru/courses/simulyaczii/ximiya/lesson/formy-molekul-osnovy

Номер слайду 7

Физические свойства: легче воздуха; без запаха и вкуса; плохо растворяется в воде; молекулярная масса – 16; температура плавления – -182,49°С; температура кипения – -161,56°С; температура вспышки – 87,8°С; температура самовоспламенения – 537,8°С.

Номер слайду 8

Особенности соединения Чистый газ горит пламенем голубого цвета, но примеси могут изменять окраску, что позволяет оценить качество сгорания. В частности, желтый оттенок проявляется при недостатке кислорода и сигнализирует о неполном сгорании газа и, как следствие, повышенном образовании копоти и угарного газа.

Номер слайду 9

Получение метана

Номер слайду 10

Получение метана

Номер слайду 11

Применение метана

Номер слайду 12

Что мы узнали? Метан – простейший представитель класса алканов, образующий гомологический ряд. Это бесцветный горючий газ, выделяемый из природного газа и получаемый при коксовании угля. Метан используется в качестве топлива. При высокой температуре самовоспламеняется. Газ подвержен нитрованию, галогенированию, сульфохлорированию, окислению под действием катализатора, водяного пара, горения, а также крекингу, используемого в переработке нефти.

Номер слайду 13

Проверим свои знания! Игра «Первый миллион» https://learningapps.org/1267248

Номер слайду 14

Спасибо за внимание!!!

Формула метана

Формула и структура: Химическая формула метана – CH 4 , также записывается как Met. Его молярная масса составляет 16,043 г моль -1 . Молекула представляет собой простейшее органическое соединение и считается основой более сложных органических молекул. Молекула метана имеет тетраэдрическую геометрию с 4 атомами водорода, связанными с атомом углерода. Атом углерода имеет sp3-гибридизацию, что объясняет его геометрию. Его химическую структуру можно записать, как показано ниже, в общепринятых представлениях, используемых для органических молекул.

Проявление: Метан широко распространен в природе. Он присутствует в почвах, морях и воздухе. Метан является основным компонентом природного газа, и его также можно извлекать из нефтяных скважин в почвах и морях. Этот газ образуются органические отложения при разложении под действием микроорганизмов, которые образовали запасы метана в почвах. Метан, присутствующий в атмосфере, является частью парниковых газов, которые способствуют глобальному потеплению.

Приготовление: Метан в основном извлекается из природного газа, так как он составляет 87% от общего состава материала. Однако существуют некоторые способы получения метана посредством органического или неорганического синтеза; для Например, в результате реакции между монооксидом углерода и водородом. Это самый простой способ производства метана, в нем используется никелевый катализатор и высокая температура:

.

CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O

Другим способом является реакция воды и двуокиси углерода в реакции, в которой используется рутениевый электрод. В природе, метан от разложения органического вещества бактериями и фуги называется метаногенезом и это на самом деле очень используется для производства метана из биомассы в биотехнологических процессах:

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O

Физические свойства: Метан — бесцветный газ без запаха.Его температуры плавления и кипения составляют -183 ºC и -161 ºC соответственно. Его плотность 0,716 г/мл -1 . Метан легко воспламеняется, образуя пары легче воздуха. Он не растворяется в воде, но растворяется в этаноле, эфире, бензоле, толуоле и метаноле.

Химические свойства: Метан является самым простым органическим соединением, поэтому он образован только одним атомом углерода и 4 атомами водорода, в результате чего получается очень легкая молекула, не имеющая достаточного количества межмолекулярных связей. взаимодействие с образованием жидкости или твердого тела.Общий дипольный момент в молекуле метана равен 0, что препятствует высокой реакционной способности вещества и приводит к очень слабой кислоте в растворе.

Использование: Этан используется в качестве горючего в домах, в основном в водонагревателях и печах. Это также промышленное горючее для турбин для выработки электроэнергии, а также в качестве альтернативного топлива в автомобилях.

Воздействие на здоровье/опасность: Метан тяжелее воздуха, поэтому в высоких концентрациях может вызвать удушье из-за вытеснения кислорода.Он чрезвычайно легко воспламеняется и может воспламениться даже при низких температурах. Он также может взорваться при контакте с сильными окислителями и галогенами, такими как диоксид хлора и трифторид азота, или при контакте с кипящей водой.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Откуда мы знаем, что метан (глава 5) является тетраэдрическим? – Магистр органической химии

Что валентные электроны углерода говорят нам о связи в CH 4 ?

(Подсказка: поскольку дипольный момент CH 4 равен нулю, ответ «недостаточно»)

как мы можем использовать эту информацию, чтобы выяснить, как расположены орбитали в простой органической молекуле, такой как метан (CH 4 )?

Получается, что метан тетраэдрический, с 4 равными валентными углами по 109. 5° и 4 равные длины связи, дипольный момент отсутствует.

Возникает два вопроса. Во-первых, откуда мы знаем , что CH 4 является тетраэдром? И, во-вторых, как согласовать эту электронную конфигурацию (2s 2 2p 2 ) с тем фактом, что у нас есть четыре равных связи C–H?

Вот о чем этот пост.

Содержание

  1. Электронная конфигурация валентных электронов углерода равна 2s 2 2p 2
  2. Можем ли мы использовать эту информацию, чтобы выяснить структуру метана (CH 3 4)? (Спойлер: Нет)
  3. Возможно, метан (CH 4 ) Является ли квадрат плоским?
  4. Опровержение квадратно-плоской структуры CH 4 (1874) и предположение о тетраэдрической структуре
  5. Тетраэдрические углероды: не популярная идея в 1874 году
  6. Итак, какие орбитали задействованы?
  7. Примечания

1.Электронная конфигурация валентных электронов углерода равна 2s

2 2p 2

В нашем обзоре атомных орбиталей мы увидели, что орбитальная конфигурация валентных электронов углерода равна 2s 2 2p 2

как показано ниже:

Поскольку 2s-орбиталь имеет меньшую энергию, чем 2p, она заполняется первой. Это означает, что на 2s-орбитали находится два электрона, а на двух из трех 2p-орбиталей — один электрон. Также есть пустая 2р-орбиталь.

[Кроме того, на «внутренней оболочке» 1s-орбитали находятся два электрона, недоступные для связывания].

2. Можем ли мы использовать эту информацию, чтобы выяснить структуру метана (CH

4 )? (Спойлер: Нет)

Пока все хорошо. Это нормально, если мы просто говорим об изолированных атомах углерода.

Но чтобы быть по-настоящему полезными, мы должны иметь возможность связать орбитали углерода со структурой и связью реальных органических соединений.

Простейшим органическим соединением является метан, CH 4 .Итак, давайте добавим в картину четыре атома водорода и попробуем применить то, что мы узнали, чтобы выдвинуть некоторые гипотезы о связи в этой молекуле.

Все 3 p-орбитали углерода расположены под углом 90 градусов друг к другу вдоль осей x, y и z.

Разве мы не должны ожидать, что в структуре метана будет по три связи C-H для каждой из p-орбиталей (под углом 90 градусов друг к другу), а затем четвертая связь C-H присоединена к 2s-орбитали? Поскольку пары электронов отталкиваются, возможно, нам следует поместить эту связь С-Н на максимальное расстояние от других связей С-Н; это дало бы валентный угол H – C – H 135 °.

Следуя этой логике, получится следующая структура:

Как оказалось, можно показать, что это предложение неверно.

Почему?

Дипольный момент.

Напомним, что каждая связь C–H имеет небольшой диполь из-за разницы в электроотрицательности между C (2.5) и H (2.2). Мы ожидаем, что C будет частично отрицательным, а H частично положительным.

  • Если бы приведенная выше структура точно отражала структуру метана, мы ожидали бы, что метан будет иметь 3 более длинные связи C–H (с 2p-орбиталями) и одну более короткую связь C–H (с 2s-орбиталью, которая ближе к ядро)
  • Кроме того, мы ожидаем, что 3 валентных угла H–C–H равны 90° и один валентный угол H–C–H равен 135°.
  • Когда векторные суммы диполей C–H складываются в этой структуре, они , а не все компенсируются.
  • Таким образом, мы ожидаем наблюдать небольшой, но измеримый дипольный момент для CH 4 . [примечание 1]

Однако измеренный дипольный момент CH 4 равен нулю . Следовательно, это не может быть правильной структурой.

Это говорит нам о том, что все длины связей и валентные углы в метане идентичны.

3.Может быть, метан (CH

4 ) квадратный и плоский?

Хорошо, скажете вы. Если все связи C-H имеют одинаковую длину и равные углы, то почему CH 4 не может иметь структуру ниже, где все углы связей равны 90°, а CH 4 плоский, в плоскости страницы. (Мы называем эту структуру «квадратной планарной»).

На самом деле это было мнением большинства относительно расположения связей вокруг углерода примерно до 1880 года. Чрезвычайно блестящие химики, такие как Берцелиус, отправились в могилу, не имея причин сомневаться в том, что метан совсем не плоский.

Однако теперь мы знаем, что это неправильно. Почему?

4. Опровержение квадратно-плоской структуры CH

4 (1874) и предположение о тетраэдрической структуре

Если метан модифицировать таким образом, что центральный углерод присоединен к четырем различным группам, молекула может существовать в виде двух разных изомеров. которые не накладываются друг на друга зеркальными изображениями (это называется «оптической изомерией» и рассматривается позже в курсе).

Это возможно, если расположение 4 групп вокруг центрального атома углерода тетраэдрическое, но не , если молекула квадратно-плоская.Например, производное метана бромхлорфторметан имеет четыре разные группы вокруг углерода и может быть разделено на два разных изомера, которые вращают плоскополяризованный свет в разных направлениях. [Как мы увидим позже, эти изомеры называются «энантиомерами»]

Это наблюдение исключает плоскоквадратную структуру. Если бы углерод был плоским квадратом, молекула была бы плоской и накладывалась на свое собственное зеркальное отражение, и был бы возможен только один изомер.

Якобус Хенрикус ван’т Хофф, научный сотрудник ветеринарного колледжа в Утрехте, был одним из первых, кто обратил внимание на возможность трехмерного углерода. В своей работе «La Chimie dans L’Espace» (1874 г. ) он отметил, что расположение атомов в пространстве имеет важные практические последствия — пункт, которым до сих пор полностью пренебрегали. Вант-Гофф показал, что тетраэдрическое расположение четырех различных групп вокруг атома углерода (которое он назвал «асимметричным углеродом») дает два разных изомера, и, кроме того, это объясняет, почему винная кислота (с двумя асимметрическими атомами углерода ) существовал в трех формах (+, – и мезо ).[Источник]

Работа Вант-Гоффа, которая, следует отметить, была чисто теоретической, не была хорошо принята в некоторых кругах.

5. Тетраэдрический углерод: непопулярная идея В 1874 году

Выдающийся немецкий химик Герман Кольбе сказал следующее:

Со своей стороны, Вант-Гофф прилетел в Стокгольм на своем Пегасе, чтобы получить первую Нобелевскую премию по химии в 1901 г. [Примечание 2]

Неопровержимое доказательство тетраэдрического расположения связей вокруг атома углерода было получено в 1913 г. , когда Брэгг определил структуру алмаза с помощью рентгеновской кристаллографии и обнаружил, что это тетраэдрическая сеть атомов углерода с Валентные углы ССС равны 109.5°.

6. Итак, какие орбиты задействованы?

Теперь мы рационализируем тетраэдрическое расположение атомов вокруг метана как результат отталкивания связывающих пар электронов друг с другом (так называемая теория VSEPR).

Однако это не помогает нам понять орбиталей , участвующих в соединении.

Если принять, что расположение атомов водорода вокруг метана тетраэдрическое, то как описать связывающие орбитали метана, учитывая то, что мы знаем о геометрии s и p орбиталей?

В конце концов, все 2p-орбитали расположены под углом 90 градусов друг к другу, но валентные углы в метане равны 109.5°.

Кроме того, как мы учитываем, что все 4 связи в метане имеют одинаковую длину? Что случилось, например, с 2s-орбиталью?

Считаются ли электроны в связях C-H находящимися на p орбиталях или s орбиталях? Или что-то другое?

Как оказалось,  традиционная трактовка состоит в том, чтобы рассматривать связи вокруг углерода как находящиеся на 90 080 гибридных орбиталях.

Подробнее об этом в следующем посте.

Next Post: Hybrid Orbitals


Примечания

Обратите внимание, что монодейтерированный метан (CH 3 D, где D — дейтерий, тяжелый изотоп водорода) имеет небольшой измеренный дипольный момент.[ref]

Примечание 2: следует отметить, что Нобелевская премия Вант-Гоффа была присуждена за его вклад в физическую химию, а не органическую стереохимию.

Я в долгу перед этой страницей, посвященной книге Вант-Гоффа «Расположение атомов в пространстве» за историческую перспективу. Стоит прочитать полностью.

Из того же источника: тетраэдрические модели Вант-Гоффа [из Лейденского музея истории науки; источник]

От того же автора, еще немного исторической перспективы ссоры Кольбе/Вант-Гоффа:

Очевидно, Кольбе был глуп, чтобы быть таким несдержанным и злобным.Он также был близорук и угадал неправильно. Мы можем легко понять, что на суде истории он получил то, что ему предстояло.

Задача состоит в том, чтобы должным образом уважать незаменимый вклад позиции, которую он отстаивал, в развитие химии. Именно благодаря тщательному экспериментальному наблюдению химия достигла того, чем она была (и является). Кольбе пытался удержать науку на продуктивном, интеллектуально оправданном пути.

Полный текст читайте здесь.

 

 

Метан — Энциклопедия Нового Света

Метан
Общие
Другие наименования Болотный газ
Молекулярная формула Ч 4
УЛЫБКИ С
Молярная масса 16,04 г/моль
Внешний вид бесцветный газ
Номер CAS [74-82-8]
Недвижимость
Плотность и фаза 0. 717 кг/м 3 , газ
Растворимость в воде 3,5 мл г/100 мл (17°C)
Температура плавления -182,5 ° С (90,6 К)
Температура кипения -161,6 ° С (111,55 К)
Тройная точка 90,7 К, 0,117 бар
Критическая температура 190,5 °K (-82,6 °C) при 4,6 МПа (45 атм)
Структура
Молекулярная форма четырехгранный
Группа симметрии T d
Дипольный момент Ноль
Опасности
MSDS Внешний паспорт безопасности
Классификация ЕС Легковоспламеняющийся ( F+ )
NFPA 704

4

1

0

 

Фразы риска Р12
S-фразы С2, С9, С16, С33
Температура вспышки –188 °С
Температура самовоспламенения 537 °С
Максимальная температура горения
:
2148 °С
Пределы взрываемости 5–15 процентов
Страница дополнительных данных
Структура и
свойства
Термодинамические данные
Спектральные данные УФ, ИК, ЯМР, МС
Родственные соединения
Родственные алканы Этан
Пропан
Родственные соединения Метанол
Хлорметан
Если не указано иное, данные приведены для материалов
в их стандартном состоянии (при 25 °C, 100 кПа)

Метан — простейший углеводород с химической формулой CH 4 . С химической точки зрения он классифицируется как алкан . При обычных температурах и давлениях это газ. Это второстепенный компонент атмосферы Земли, но он является основным компонентом природного газа и биогаза. Большие количества метана были обнаружены в отложениях на дне океана, где он заперт в похожих на клетки ледяных кристаллах, известных как клатраты метана . Метан широко используется в качестве топлива, но также является исходным материалом для синтеза других соединений. В природе он играет важную роль как «парниковый газ» — газ, который помогает удерживать тепло Земли, предотвращая выход тепла в космос.

Возникновение и производство

Мантия Земли является основным резервуаром метана, и большие количества этого газа были обнаружены в геологических отложениях, известных как месторождения природного газа . Он встречается в ассоциации с другими углеводородами, а иногда также с гелием и азотом. Как правило, природный газ присутствует в отложениях, залегающих глубже и при более высоких температурах, чем те, которые содержат нефть. Месторождения природного газа в настоящее время являются основным источником, из которого извлекается метан для использования человеком.

Метан также можно извлекать из угольных месторождений. Это основной компонент рудничного газа угольных шахт. Он также излучается грязевыми вулканами, связанными с глубокими геологическими разломами.

Биогаз , производимый водно-болотными угодьями и свалками, является еще одним источником метана. Биогаз представляет собой смесь метана, углекислого газа и небольшого количества других газов. Он образуется в результате микробной ферментации органических веществ, включая навоз, осадок сточных вод, твердые бытовые отходы или другое биоразлагаемое сырье, в анаэробных условиях.Биогаз также называют болотным газом , свалочным газом или болотным газом , в зависимости от того, где он производится.

«Пылающий лед». Клатрат метана состоит из метана, заключенного в кристаллы льда. При нагревании этот материал выделяет метан, который может гореть. Врезка: Молекулярная структура клатрата метана.
Источник: USGS

Большие залежи метана были обнаружены в форме, известной как клатрат метана , под отложениями на дне океана.Также известный как гидрат метана или метановый лед , он состоит из молекул метана, заключенных в клеточные кристаллические структуры замороженной воды. Считается, что клатраты метана образуются, когда потоки метанового газа, поднимающиеся из геологических разломов, вступают в контакт с холодной морской водой. Один литр твердого клатрата метана будет содержать в среднем 168 литров газообразного метана (при 25 °C и давлении 100 кПа).

В дополнение к вышеупомянутым источникам метан вырабатывается пищеварительной системой жвачных животных, термитов, рисовых полей и океанов [1], [2].

До недавнего времени считалось, что большая часть метана из биологических источников была произведена в результате процессов в среде с низким содержанием кислорода. Однако в январе 2006 года группа исследователей сообщила, что растения, подвергающиеся воздействию атмосферных уровней кислорода, также являются важным источником метана [3], [4]. Исследователи отметили, что «этот недавно выявленный источник может иметь важные последствия для глобального баланса метана и может потребовать пересмотра роли природных источников метана в изменении климата в прошлом.»

Искусственный синтез

В лаборатории метан можно получить прямой реакцией углерода с водородом или карбида алюминия с водой. В промышленных условиях метан производится в результате химических реакций между водородом и обычными атмосферными газами.

Свойства

При комнатной температуре и давлении метан представляет собой бесцветный газ без запаха, легче воздуха. При давлении 1 атмосфера его температура кипения составляет -161,5 ° C (-258,7 ° F), а температура плавления -182.5 ° С (-296,5 ° F). Он легко воспламеняется и бурно реагирует с окислителями, галогенами и некоторыми соединениями галогенов.

Каждая молекула метана мала и состоит из четырех атомов водорода, присоединенных к одному атому углерода через ковалентные связи. Молекула имеет форму тетраэдра с атомом углерода в центре и четырьмя атомами водорода, занимающими четыре угла тетраэдра. В отличие от молекул воды, которые полярны и притягиваются друг к другу, молекулы метана неполярны и не имеют большого притяжения друг к другу.Вот почему при комнатной температуре метан представляет собой газ, а вода — жидкость.

Реакции метана

Горение

Когда метан сжигается в присутствии кислорода, реакция, называемая реакцией горения , производит углекислый газ, воду и большое количество тепла. На молекулярном уровне химическую реакцию можно представить следующим образом:

CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + тепло
Активация водорода

В метане ковалентная связь углерод-водород является одной из самых прочных среди всех углеводородов.С химической точки зрения, существует высокий «барьер активации» для разрыва этой связи C-H, другими словами, для ее разрыва требуется значительная энергия. Тем не менее, метан по-прежнему является основным сырьем для производства водорода. Поиск катализаторов, способных снизить барьер активации, и других низкомолекулярных алканов является областью исследований, имеющей большое промышленное значение.

Реакции с галогенами

При определенных условиях метан реагирует со всеми галогенами.Общую реакцию можно представить следующим образом:

CH 4 + X 2 → CH 3 X + HX

Здесь X представляет собой фтор (F), хлор (Cl), бром (Br) или иногда йод (I).

Эта реакция может продолжаться, так что CH 3 X реагирует с X 2 с образованием CH 2 X 2 ; CH 2 X 2 в свою очередь может реагировать с X 2 с образованием CHX 3 ; и CHX 3 может далее реагировать с X 2 с образованием CX 4 .

Возможные последствия для здоровья

Метан не токсичен, но поскольку он легко воспламеняется, он может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Кроме того, если он вытесняет кислород в замкнутом пространстве, а концентрация кислорода падает ниже 18 процентов, это может привести к удушью. По этим причинам имеющийся в продаже метан обычно смешивают с небольшими количествами одорантов — сильно пахнущих соединений серы, таких как этилмеркаптан, для обнаружения утечек.

Когда сооружения строятся на свалках или рядом с ними, отходящие метановые газы могут проникать внутрь здания и подвергать людей воздействию значительного количества метана. В некоторых зданиях под подвалами есть специально спроектированные системы рекуперации, которые активно улавливают такие летучие отходящие газы и выводят их из здания.

Метан в атмосфере Земли

Атмосфера ранней Земли

График концентрации метана

Ученые считают, что в начале истории Земли — около 3.5 миллиардов лет назад в атмосфере было в тысячу раз больше метана, чем сейчас. Самый ранний метан был выпущен в атмосферу в результате вулканической деятельности. Кроме того, древние бактерии способствовали концентрации метана, превращая водород и углекислый газ в метан и воду. Кислород не стал основной частью атмосферы, пока позже в истории Земли не появились фотосинтезирующие организмы. В отсутствие кислорода метан оставался в атмосфере дольше и в более высоких концентрациях, чем сегодня.

Недавний статус

Компьютерные модели, показывающие количество метана (частей на миллион по объему) на поверхности (вверху) и в стратосфере (внизу)

В настоящее время метан является второстепенной составляющей атмосферы нашей планеты. Средняя концентрация метана у поверхности Земли в 1998 г. оценивалась в 1745 ppb (частей на миллиард) [5]. Его концентрация выше в северном полушарии, так как там больше источников (природных и антропогенных). Кроме того, концентрация меняется в зависимости от сезона с минимумом в конце лета.

Процессы удаления

Основным процессом удаления метана из земной атмосферы является его реакция с гидроксильным радикалом ( · ОН) — реактивным соединением, которое может образовываться при попадании космического луча на молекулу водяного пара. Химическое изменение можно записать следующим образом.

CH 4 + · OH → · CH 3 + H 2 O

Два дополнительных набора процессов, которые удаляют незначительные количества метана из аэробных микробов: почвы и (б) реакции с · OH, · Cl и · O ( 1 D) в стратосфере.На основании этих процессов расчетное время жизни метана в атмосфере рассчитано как 8,4 года [6].

Использует

Топливо

Подробнее об использовании метана в качестве топлива см.: Природный газ.

Метан является важным топливом. Будучи простейшим углеводородом, при сгорании метана выделяется больше тепла на грамм, чем у других углеводородов. Кроме того, по сравнению с другими углеводородными видами топлива, при сжигании метана образуется меньше углекислого газа на каждую единицу выделяемого тепла.

В виде природного газа метан регулярно распределяется по газопроводам. Во многих городах он подается в дома для отопления и приготовления пищи. Кроме того, большое количество сжигается для привода газовых или паровых турбин, для выработки электроэнергии.

Когда биогаз используется в качестве топлива, это удобный способ превратить отходы в электричество. Процесс производства биогаза уменьшает количество отходов, подлежащих удалению, и уничтожает болезнетворные микробы, присутствующие в потоке отходов.

Промышленное использование

В химической промышленности метан является исходным сырьем для производства водорода, метанола, уксусной кислоты и уксусного ангидрида. Для производства любого из этих химикатов метан сначала подвергают реакции с паром в присутствии никелевого катализатора при высоких температурах (700–1100 °C). Химическое уравнение выглядит следующим образом:

CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2

Продукт, известный как «синтез-газ», представляет собой смесь монооксида углерода и водорода. Синтез-газ затем подвергают обработке для получения нужных продуктов.

Кроме того, ацетилен получают пропусканием метана через электрическую дугу. Когда метан вступает в реакцию с газообразным хлором, образуются различные хлорметаны: хлорметан, дихлорметан, хлороформ и четыреххлористый углерод. Однако использование этих химикатов сокращается. Ацетилен может быть заменен менее дорогостоящими заменителями, а хлорметаны используются реже из-за проблем со здоровьем и окружающей средой.

Парниковый газ

Метан в атмосфере Земли является важным «парниковым газом», который способствует «парниковому эффекту». Земля поглощает часть солнечной энергии, а затем излучает энергию на более длинных волнах. Парниковые газы (в том числе водяной пар, углекислый газ и метан) поглощают излучаемое тепло и предотвращают его выход в космос. Таким образом, парниковые газы играют жизненно важную роль в поддержании достаточной температуры планеты для проживания людей.

Нынешнее беспокойство по поводу глобального потепления основано на сообщениях о том, что в последние годы концентрация парниковых газов возросла, в основном в результате деятельности человека, что привело к тенденции к повышению температуры Земли [7]. Некоторые утверждали, что если эту тенденцию к потеплению не обратить вспять, это может вскоре привести к ужасным последствиям. Тем не менее, эта тема находится в центре внимания интенсивных исследований и дискуссий.

В случае с метаном, его концентрация увеличилась примерно на 150 процентов с 1750 года. Кроме того, его «потенциал глобального потепления» оценивается в 23 за 100-летний период. Другими словами, при усреднении за сто лет каждый килограмм метана нагревает Землю в 23 раза сильнее, чем такая же масса углекислого газа.Тем не менее, скорость эмиссии метана различными источниками в биосфере сильно различается и ее трудно оценить. Следовательно, трудно предсказать будущие концентрации метана в атмосфере [8].

Метан был обнаружен или предположительно существует в нескольких местах Солнечной системы за пределами нашей планеты, как указано ниже.

Следы газообразного метана присутствуют в тонкой атмосфере земной Луны. Метан также был обнаружен в межзвездных облаках.

См. также

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Макмерри, Джон. 2004. Органическая химия, 6-е изд. Бельмонт, Калифорния: Брукс/Коул. ISBN 0534420052 .
  • Моррисон, Роберт Т. и Роберт Н. Бойд. 1992. Органическая химия, 6-е изд. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл. ISBN 0136436692 .
  • Соломоновы острова, Т.В. Грэм и Крейг Б. Фрайл. 2004. Органическая химия, 8-е изд.Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли. ISBN 0471417998.
Алканы

метан
CH 4

|

этан
C 2 H 6

|

пропан
C 3 H 8

|

бутан
C 4 H 10

|

пентан
C 5 H 12

|

гексан
C 6 H 14

гептан
C 7 H 16

|

Октан
C 8 H 18

|

нонан
C 9 H 20

|

декан
C 10 H 22

|

ундекан
C 11 H 24

|

додекан
С 12 Н 26

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Учебник по химии

Учебник по химии

Химические связи и силы притяжения

Молекула — это два или более атомов, связанных химической связью. Молекулы могут содержать различные типы связей. Если атомы делят электроны, тогда связь между ними ковалентная. Если атом отдает электрон другому атому, то между ними существует ионная связь.
Ковалентные связи
Метан имеет четыре ковалентные связи между углеродом (С) и водородом (Н).На рисунке ниже показана молекула метана в четырех разных проекциях. Обратите внимание, как эти разные взгляды по-разному представляют атомы и их связи. Электроотрицательность относится к тенденции атомов связывать электроны. Кислород (0) с электроотрицательностью 3,5 имеет сильное сродство. Водород (H) (2.1) и углерод (C) (2.5) имеют более низкое сродство. Связь между C и H будет иметь почти одинаковое количество электронов. Кислород и водород образуют высокополярную связь из-за гораздо более сильного сродства O к электронам.

Инсулин представляет собой сложную молекулу, называемую белком. Позже мы рассмотрим более простые способы рассмотрения сложных молекул жизни.
Ионные связи
Ионы образуются, когда атомы могут получить стабильную количество электронов, отдавая или приобретая электроны. Например, Na (натрий) может отдавать электрон Cl (хлору), образуя Na + и Cl .Ионная пара удерживается вместе сильным электростатическим притяжением.
Нековалентные связи и другие слабые взаимодействия
Лайнус Полинг, 1946
  • Химическая реактивность молекул – склонность к разрыву и образованию химических связей.
  • Биология молекулы — размер и форма молекул, характер слабых взаимодействий с другими молекулами.
Нековалентные связи и другие слабые взаимодействия важны в биологических структурах.
  • Электростатическая связь (ионная) — результат из-за электростатического притяжения между двумя ионизированными группами противоположного заряда, такими как карбоксильная (-COO ) и амино (-NH 3 + ). В воде эти связи очень слабые.
  • Водородные связи – возникают в результате электростатического притяжения между электроотрицательный атом (O или N) и атом водорода, ковалентно связанный со вторым электроотрицательным атомом.
  • Н-Н —— О=С- -О-Н—— О=С-
  • Связи Ван-дер-Ваальса — это короткодействующие силы притяжения между химическими группами, находящимися в контакте.Вызвано легким смещения заряда.
  • Гидрофобное притяжение – заставляют неполярные группы, такие как углеводородные цепи, связываться друг с другом в водная среда.
  • Несколько слабых связей или сил могут вызывать сильные взаимодействия
  • Биологическое распознавание является результатом трехмерной структуры, которая допускает множественные слабые взаимодействия между молекулами


Биологический проект
Факультет биохимии и молекулярной биофизики
Университет Аризоны
Пересмотрено: 28 января 2003 г.
Связаться с командой разработчиков

http://www.биология.аризона.эду
Авторское право на все содержимое © 1997-2003. Все права защищены.

Химическая формула — более 100 миллионов химических соединений

Мгновенная формула для более чем 100 миллионов соединений

Химическая формула химических соединений является одной из основных сведений для исследований и разработок, которые часто доступны только на определенных веб-сайтах, связанных с химическими веществами, когда соединение не популярно.Для наших клиентов Mol-Instincts, , мы разработали автоматический процесс создания формул химических соединений, доступных в Интернете. Формула может быть мгновенно найдена поиском Google, пока Google их индексирует.

Общее количество переработанных химических соединений превышает 100 миллионов. Мы будем постоянно обновлять дополнительную информацию о формулах редких химических соединений.

Как найти химическую формулу с помощью поиска Google

Найти информацию о формуле с помощью Google довольно просто. Просто введите текст ввода и добавьте «Mol-Instincts» на экране поиска Google.

Например, если вы хотите найти формулу холестерина, просто введите,
Вы можете использовать другой текст вместо названия химического вещества (холестерин), например номер CAS или ключ InChI, или любую другую информацию, которая у вас может быть.

Что доступно

В дополнение к информации о формуле, основная молекулярная информация, такая как молекулярная масса, химический идентификатор, e.г., имя ИЮПАК, SMILES String, InChI и т. д., а также предоставляются 2-мерные и 3-мерные изображения.

Щелкните следующую ссылку, чтобы перейти на пример страницы:

Пример страницы
Формула холестерина — C27h56O | Мол-Инстинкты

Информационный веб-проект Mol-Instincts

Механизм генерации формул был разработан как часть платформы Mol-Instincts для одновременной обработки десятков миллионов химических соединений в автоматическом режиме, который выполняется на параллельной вычислительной платформе, оснащенной тысячами процессорных ядер.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.