fizyka wzory prawa zadania teoria, chemia teoria zadania wzory, modelarstwo szkutnicze

Węglowodory nasycone: alkany

Alkany (węglowodory nasycone)

Alkany (węglowodory nasycone) to związki, w których atomy węgla znajdujące się w cząsteczce są połączone tylko wiązaniami pojedynczymi. Najprostszym węglowodorem jest metan:
metan
Budowa przestrzenna cząsteczki metanu ma kształt tetraedru (czworościanu foremnego). W narożnikach znajdują atomy wodoru, a w centrum atom węgla
Budowa przestrzenna cząsteczki metanu ma kształt tetraedru
Atom węgla, który połączony jest z czterema innymi atomami wiązaniami pojedynczymi nazywa się tetraedrycznym atomem węgla.

Szereg homologiczny alkanów

Szereg homologiczny tworzą związki chemiczne z tej samej grupy klasyfikacyjnej, które różnią się między sobą o stała grupę atamowó. Dla alkanów jest to grupa:
grupa alkanów
lub jej wielokrotność.
Szereg homologiczny alkanów, to grupa kolejnych związków węgla i wodoru, która można utworzyć dodając do cząsteczki metanu lub poprzedzającego alkanu jeden atom węgla i dwa atomy wodoru.
Wzorem ogólnym n-alkanów jest wzór:
wzór ogólnym n-alkanów
a wzór sumaryczny będący wzorem ogólnym wszystkich alkanów to:
wzór sumaryczny alkanów

Nazwy i wzory wybranych n- alkanów

Metan
metan
Etan
etan
Propan
propan
Butan
butan
Pentan
pentan
Heksan
heksan
Heptan
heptan
Oktan
oktan
Nonan
nonan
Dekan
dekan
Undekan
undekan
Dodekan
dodekan
Tridekan
tridekan
Tetradekan
tetradekan
Pentadekan
pentadekan
Ejkozan
ejkozan
Triakontan
Triakontan

Otrzymywanie alkanów

Węglowodory nasycone otrzymuje się
-na skalę przemysłową alkany otrzymuje się z ropy naftowej
-poprzez syntezę (łączenie) pierwiastków w wysokich temperaturach i ciśnieniu przy obecności katalizatorów, na przykład otrzymywanie metanu
Otrzymywanie alkanów
-z gazu syntezowego (tlenek węgla(II) i wodór)
Otrzymywanie alkanów

Właściwości fizyczne alkanów

W warunkach normalnych pierwsze cztery alkany (metan, etan, propan, butan) z szeregu homologicznego są gazami. Alkany zawierające od pięciu do piętnastu atomów węgla są cieczami, pozostałe to ciała stałe. Alkanom wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego rośnie gęśtość oraz temperatura wrzenia.
Alkany nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych (np. woda), natomiast bardzo dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. benzyna).

Spalanie alkanów

Węglowodory nasycone mają zastosowanie jako surowce energetyczne (np. metan, propan, butan), ponieważ w wyniku ich spalania wydziela się duża ilość energii.
Przy całkowitym spalaniu na przykład metanu produktami reakcji jest dwutlenek węgla oraz para wodna
Spalanie alkanów
Gdy dostęp tlenu będzie ograniczony, to ten sam proces spalania metanu będzie przebiegać z wydzieleniem tlenku węgla i pary wodnej lub węgla i pary wodnej:
Spalanie alkanów
Reakcja spalania jest reakcją wspólną dla wszystkich alkanów. Jej zapoczątkowanie wymaga dostarczenia z zewnątrz energii, na przykład przez ogrzanie do wysokiej temperatury. Proces spalania jest najszybszy dla alkanów występujących w fazie gazowej.

Właściwości chemiczne alkanów

Alkany są związkami o niskiej reaktywności chemicznej. Jest to konsekwencją bardzo dużej trwałości wiązań pojedynczych pomiędzy atomami C-C oraz C-H. Wiązania te są prawie niespolaryzowane, co wynika ze zbliżonej elektroujemności węgla i wodoru.
Alkany reagują z fluorowcami: fluorem, chlorem i bromem. Nie reagują z jodem. Zainicjowanie tych reakcji wymaga dostarczenia z zewnątrz energii, na przykład przez ogrzanie lub naświetlanie promieniami nadfioletowymi.
Alkany reagują z fluorowcami
Ogólnie reakcję metanu z fluorowcem można zapisać według schematu:
Alkany reagują z fluorowcami
Jest to przykład reakcji podstawienia (reakcja substytucji). Reakcja ta jest charakterystyczną reakcją dla węglowodorów nasyconych. Polega ona na tym, że atomy w związku organicznym zastępowane są (podstawiane) atomami innych pierwiastków.

Halogenoalkany (fluorowcoalkany)

Halogenoalkany (fluorowcoalkany) to pochodne alkanów, które powstają w reakcjach substytucji alkanów. W związkach tych został zastąpiony jeden lub kilka atomów wodoru przez atom fluorowca (za wyjątkiem jodu).
Aktywność halogenoalkanów wykorzystuje się do otrzymywania alkanów w reakcji syntezy Wurtza. Tą metoda otrzymuje się alkany o dłuższych łańcuchach atomów węgla, na przykąłd z chlorometanu otrzymamy etan:
synteza Wurtza

Izomeria alkanów i halogenoalkanów

Większość alkanów (za wyjątkiem metanu, etanu i propanu) jest izomerami, to znaczy związkami, o takim samym wzorze sumarycznym, ale o innej budowie cząsteczek.
Na przykład butan tworzy dwa izomery, które różnią się budową łańcucha szkieletowego:
n-butan
n-butan
izobutan (metylopropan)
izobutan (metylopropan)
Dla obu związków wzór sumaryczny to
wzór sumaryczny
Przykładem izomerii dla halogenoalkanów jest izomeriia podstawienia (położenia), czyli izomery różnią się położeniem podstawników jest:
1-chloropropan
1-chloropropan
oraz
2- chloropropan
2- chloropropan
Dla obu związków wzór sumaryczny to
wzór sumaryczny

Cykloalkany

Cykloalkany to węglowodory nasycone o budowie pierścieniowej (cyklicznej). Najmniejszy pierścień, jaki można utworzyć z atomów węgla składa się z trzech atomów tego pierwiastka. Najmniejszy cykloalkan, to cyklopropan.
Najprostsze cykloalkany:
-cyklopropan
cyklopropan
-cyklobutan
cyklobutan
-cyklopentan
cyklopentan
-cykloheksan
cykloheksan
Cykloalkany mogą mieć doczepione do pierścienia grupy alkilowe. Takie cząsteczki są analogia do alkanów o rozgałęzionych łańcuchach, na przykład:
-metylocyklobutan
metylocyklobutan
-1,1-dimetylocykloheksan
1,1-dimetylocykloheksan
Zobacz przepisprzepis na gofry

Zobacz przepis na wyśmienite gofry

Zobacz przepisprzepis na gofry

Zobacz przepis na bitą smietanę

Zobacz przepisprzepis na naleśniki

Zobacz przepis na naleśniki. Pyszne naleśniki

Zobacz przepisprzepis na ciasto malinowa chmurka

Malinowa chmurka- zobacz przepis

Zobacz przepisprzepis na ciasto murzynek

Murzynek- zobacz przepis

Zobacz przepisprzepis na ciasto karpatka

Karpatka- zobacz przepis

Zobacz przepisprzepis na placki ziemniaczane

Placki ziemniaczane- zobacz przepis

Zobacz przepisprzepis na placek po węgiersku

Placek po węgiersku- zobacz przepis

Zobacz przepisprzepis na burrito

Zobacz przepis na burrito meksykańskie

Zobacz przepisprzepis na burrito

Tortilla placki z indykiem- zobacz przepis