Hybrydyzacja orbitali atomowych- tworzenie się nowych jednakowych orbitaliw wyniku zmieszania orbitali typu s,p i d atomu centralnego. Orientacja przestrzenna orbitali zhyb., różna od wyjściowych pozwala zminimalizować elektryczne odpychanie elektronów i wynika to z ukierunkowania orbitali zhyb na otaczające atom centralny inne atomy i ligandy. Pojęcie to przyczynia się do wyjaśnienia struktury związków chemicznych, trwałości wiązań między pierwiastkami, jakie je tworzą oraz ich wartościowości. Wiązanie σ- tworzą nakładające się elektrony sp2; wiązanie π- tworzą dwa elektrony z równoległych orbitali p.
Alkany- węglowodory skł się wyłącznie z węgla i wodoru. Główny skł ropy naftowej i gazu ziemnego. Są najważniejszym żródłem energii. Dzielimy na 1) nasycone- 1; 2) nienasycone- wielokrotne; 3) aromatyczne. C(n)H(2n+2)
Podział alkanów: o nierozgałęzionym łańcuchu i o rozgałęzionym łańcuchu.
Występowanie alkanów: 1) ropa naftowa: mieszanina wielu zw org, min. Alkanów i cykloalkanów; 2) gaz ziemny: metan 80%, etan 10%, propan jest głównym skł opałowego LGP, 3) powierzchnia liści i owoców- subs woskowe; 4) wosk pszczeli.
Metody syntezy:
- redukcja halogenków alkinowych
CH3-Br + 2H= CH4 + HBr
- redukcja alkoholi silnymi reduktorami
R-OH+2HJ=R-H+H2O+J2
- dekarboksylacja kwasów alifatycznych w podwyższonych temp
- dekarboksylacja soli sodowej kwasu z wodorotlenkiem sodu
- elektrosynteza Kolbego (elektroliza wodnego r-r soli sodowej kwasu (podwojenie liczby at C w cząsteczce)
- reakcja halogenków alkalicznych z metalicznym sodem. Otrzymuje się węglowodory zawierające 2x więcej at C niż w cząsteczce wyjściowej.
Właściwości chemiczne alkanów: alkany są chemicznie bierne; głowne reakcje: z fluarem gwałtowna reakcja nawet w ciemności; chlor pod wpływem światła, brom trudniej, jod nie reaguje. Ulega częściowemu utlenianiu: jeśli parę alkanu z O2 lub N2 nad katalizatorem( prod alkohole lub kwasy); Nitrowanie- pary alkany i HNO3 ogrzane do 673K.
Właściwości fizyczne:
-od C(1-4) gazy: (5-16) ciecze: (17- ) ciało stałe
- w szeregu homologicznym ze wzrostem masy regularnie rosną temp wrzenia, topnienia( alkany rozgałezione zawsze mają te temp niższe od tych normalnych)
- są nie rozpuszczalne w wodzie, częściowo w niepolarnych rozpuszczalnikach org
- C(1-4) bezzapachowe, reszta lekka woń benzyny
- niższe alkany palą się łatwo płomieniem bezbarwnym w sposób wybuchowy; wyższe płomieniem świecącym np. parafina Reakcja spalania silnie egzotermiczna.
Cykloalkany- węglowodory nasycone, w których at C tworzą co najmniej jeden pierścień. Pierścienie o większej liczbie C wskutek naprężeń wyginaja się tworząc konfiguracje przestrzenne.
Właściwości fizyczne: podobnie do odp. alkanów. C(1-4)gazy, (5-8)ciecze, (9- ) ciała stałe palne, mają wł narkotyczne, sa dobrymi rozpuszczalnikami zw org, żywic i tłuszczów.
Własciwości chemiczne; łatwo rozrywaja pierścień dając alkany.