Предельные углеводороды, их общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Свойства (горение, реакция замещения) и применение метана

Предельные углеводороды, общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Свойства и применение метана. Углеводороды – это простейшие органические соединения, которые состоят из двух элементов – углерода, водорода. Предельные углеводороды, или алканы. (международное название), – это соединения, состав которых выражается общей формулой СnН2n+2, где n – число атомов углерода. Явление изомерии в ряду углеводородов– это изомерия углеродного скелета молекул, который обусловливает возможность существования разных веществ одного и того же состава. Основные свойства метана: 1) это газ без цвета и запаха (СН4); 2) в два раза легче воздуха; 3) образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха остатков животных и растительных организмов; 4) может быть обнаружен в заболоченных водоемах, каменноугольных шахтах; 5) содержится в природном газе, который широко используется в качестве топлива в быту и на производстве; 6) в молекуле метана химические связи атомов водорода с атомом углерода имеют ковалентный характер. Строение углеводородов. В природном газе и особенно в нефти содержится много углеводородов, сходных с метаном по строению и свойствам. Предельные углеводороды (неразветвленного строения): 1) метан; 2) этан; 3) пропан; 4) бутан; 5) пентан; 6) гексан; 7) гептан; 8) октан; 9) нонан; 10) декан.

Гомологический ряд алканов (первые 10 членов).

Метан CH4 CH4

Этан CH3—CH3 C2H6

Пропан CH3—CH2—CH3 C3H8

Бутан CH3—CH2—CH2—CH3 C4H10

Пентан CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 C5H12

Гексан CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 C6H14

Гептан CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 C7H16

Октан CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 C8H18

Нонан CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 C9H20

Декан CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 C10H22

Для наименования всех предельных углеводородов принят суффикс – ан. С увеличением молекулярной массы последовательно возрастают температуры плавления и кипения углеводородов. Первые четыре вещества (С1 – С4) при обычных условиях – газы. Все предельные углеводороды нерастворимы в воде, но могут растворяться в органических растворителях. Общая формула углеводородов: СnH2n+2, где n – число атомов углерода в молекуле. Химические свойства предельных углеводородов: 1. Горение углеводородов на воздухе и выделение большого количества теплоты. 2. Смесь метана с кислородом или воздухом при поджигании может взрываться. 3. При сильном нагревании углеводороды разлагаются на простые вещества – углерод и водород. Применение предельных углеводородов: 1) метан в составе природного газа находит все более широкое применение в быту и на производстве; 2) пропан и бутан применяются в виде «сжиженного газа», особенно в тех местностях, где нет подвода природного газа; 3) жидкие углеводороды используются как горючее для двигателей внутреннего сгорания в автомашинах, самолетах; 4) метан как доступный углеводород в большей степени используется в качестве химического сырья; 5) реакция горения и разложения метана используется в производстве сажи, идущей на получение типографской краски и резиновых изделий из каучука; 6) высокая теплота сгорания углеводородов обусловливает использование их в качестве топлива; 7) метан– основной источник получения водорода в промышленности для синтеза аммиака и ряда органических соединений.

Дата добавления: 2015-08-31