1.Węglowodory - to związki chemiczne, które cząsteczki zbudowane są z węgla i wodoru. Wśród nich wyróżniamy: a)ŁAŃCUCHOWE: nasycone : alkany nienasycone: alkeny, alkiny b)PIERŚCIENIOWE: nasycone: cykloalkany nienasycone: cykloalkeny, cykloalkiny aromatyczne 2.Cząsteczka najprostszego węglowodoru - metanu o wzorze „CH4” zbudowana jest z jednego atomu węgla i 4 atomów wodoru, ma kształt czworościanu foremnego (tetraedru) między atomami wodoru, a atomami węgla występują wiązania kowalencyjne sigma( ). kąty między tymi wiązaniami wynoszą 109st 28min. 3.Otrzymywanie metanu: a)ogrzewanie mieszaniny odstaniu sodu i wodorotlenku wapnia CH3COONa + NaOH CH4 +Na2CO3 b) ogrzewanie węglika glinku z wodą lub kwasem solnym: Al4C3 + 12H2O 3CH4 + 4Al(OH)3 Al4C3 + 12HCl 3CH4 + 4AlCl3 4.Właściwości metanu: a)fizyczne: - jest gazem bezbarwnym, bezwonnym; - gęstość mniejsza od powietrza; - nierozpuszczalna w wodzie; - główny składnik gazu ziemnego b) chemiczne: -metan ulega spalaniu całkowitemu: CH4 +2O2 CO0 + 2H2O -półspalanie 2CH4 + 3O2 2CO + 4H2O -spalanie nie całkowite CH4 + O2 C + 2H2O 5. METAN, w warunkach naświetlania ulega reakcji substytucji - podstawienia atomem fluorowca (F2,Cl2,Br2). Jest to reakcja łańcuchowa o następującym przebiegu:
Jest to reakcja odbarwienia wody bromowej *Metan nie odbarwia manganianu (VII) potasu - KMnO4 6.ALKANY - tak jak inne związki można przedstawić za pomocą wzorów sumarycznych, strukturalnych I półstrukturalnych.
|
7.Szereg homologiczny - ten szereg alkanów to szereg homologiczny, w którym każdy następny węglowodór ma o jeden atom węgla i dwa atomy wodoru (-CH2) więcej od poprzedniego. Związki w szeregu homologicznym mają podobne właściwości chemiczne. Ze wzrostem łańcucha, wzrasta ich temp. wrzenia, topnienia oraz gęstości. Pierwsze 4 są gazami do 8 atomów węgla cieczami i dalej ciałami stałymi. CnH2n+2 n>/ 1 CH4 metan C6H14 heksan C2H6 etan C7H16 heptan C3H8 propan C8H18 oktan C4H10 butan C9H20 nonan C5H12 pentan C10H22 dekan 8. Właściwości chemiczne alkanów: a)Ulegają reakcją spalania C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O C3H8 + 3,5O2 3CO + 4H2O C3H8 + 2O2 3C + 4H2O b) alkany ulęgają procesu substytucji z F2, Cl2, Br2 * BROMOPROPAN: C3H8 + Br2 św. C3H7BR + HBr * DIBROMOPROPAN: C3H7Br + Br2 C3H6Br2 + HBr *TRIBROMOPROPAN: C3H6Br2 + Br2 C3H5Br3 + HBr c) Alkany ulegają krakingowi, czyli rozpadowi na krótsze łańcuchy pod wpływem temp., ciśnienia i katalizatorów. C15H32 kat. C8H18 + C7H14 T,p 9.IZOTERMIA - zjawisko występowania związków o takim samym wzorze sumarycznym, lecz różnej budowie - różnych wzorach strukturalnych, a co za tym idzie różnych właściwościach. 10. W przypadku alkanów mamy do czynienia z izomerią łańcuchową - konstytucyjną. Łańcuchy alkanów mogą być proste lub rozgałęzione, np.
11.Nazywnictwo alkanów: Zgodnie z zaleceniami IUPAC nazwy systematyczne alkanów tworzą się wg. następujących zasad: I -Należy ustalić możliwie najdłuższy łańcuch węglowy i nazwę alkanu i odpowiadającego temu łańcuchowi przyjąć jako podstawę tworzonej nazwy. II - atomy węgla w najdłuższym łańcuchu trzeba ponumerować, zaczynając od atomu skrajnego. Położenie podstawników określają numery atomów węgla, czyli tzw. lokanty. Podstawniki to atomy lub grupy atomów związane z łańcuchem głownym. III - kierunek numeracji powinien być taki, aby lokanty - liczny wskazujące położenie podstawników - były jak najmniejsze. IV - Nazwy grup alkinowych, będących podstawnikiem przy atomach węgla w najdłuższym łańcuchu, należy wymieniać w porządku alfabetycznym, a nie w kolejności wynikającej z numeracji. Grupa alkinowa jest to jednowartościowa grupa utworzona formalnie przez oderwanie jednego atomu wodoru od cząsteczki alkanu. Oznacza się ją ogólnie literą -R. Może być to Grupa metylowa - CH3, etylowa -C2H5, propylowa - C3H7, itd. V - Liczbę identyczną podstawników oznacza się przedrostkami: di-, tri- , tetra - , penta- , heksa- , hepta- , okta-, nona- , deka- . VI - Zapisując nazwy, należy na jej początku podać numer, liczbę, rodzaj podstawników w kolejności alfabetycznej i po ich wyczerpaniu dopisać nazwę alkanu, któremu odpowiada ustalony łańcuch węglowy.
|
„ALKENY” 1.Wzór ogólny szeregu homologicznego: CnH2n n>/2 n=2 C2H4 eten CH2=CH2 n=3 C3H6 propen CH2=CH-CH3 * W alkenach występuję jedno wiązanie podwójne ze wzrostem łańcucha rośnie gęstość, temp. wrzenia i topnienia. 4 pierwsze alkeny to gazy. Do 10 at. węgla to ciecze. Powyżej 10 - ciała stałe. 2. Właściwości i chemiczne alkenów: a) ulegają reakcją spalania: PROPEN C3H6 + 4,5O2 3CO2 + 3H2O C3H6 + 3O2 3CO + 3H2O C3H6 + 1,5O2 3C + 3H2O b) ulegają reakcji ADDYCJI, czyli przyłączania fluorowców do wiązania podwójnego: CH2=CH-CH3 +Cl CH2 - CH - CH3
1,2 - DICHLOROPROPAN 3.Budowa cząsteczki etenu: - w cząsteczce etenu 2atomy węgla połączone są jednym wiązaniem kowalencyjnym (sigma) i drugim typu „pi” pyzatym każdy atom węgla połączony jest wiązaniami kowalencyjnym typu sigma z dwoma atomami wodoru:
4.Eten - to bezbarwny nierozpuszczalny w wodzie gaz o przyjemnym zapachu otrzymujemy go: a) podczas ogrzewania polietylenu b) w reakcji eliminacji cząsteczki wody z etanolem 5. ELIMINACJA - jest to reakcja, w której ze związku nasyconego odrywa się prosta cząsteczka nieorganiczna i powstaje związek nienasycony. 6. Właściwości chemiczne etenu: a) eten spala się jasnym świecącym płomieniem. C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O C2H4 +2O2 2CO + 2H2O C2H4 +O2 2C +2H2O b) ze względu na obecność wiązania podwójnego etenu przyłącza się: fluorowce (S2,Cl2,Br2) oraz reaguje z Manganianiem (VII) potasu.
Jeśli to reakcja Addycji, czyli przyłączania.
|
7.Zastosowanie Alkenów: - etylen palny jest substratem do wielu syntez przemysłowych pod wysokim ciśnieniem (lub kat. Al.(C2H5)3 ) - propylen substrat do otrzymania alkoholu izopropylowego, syntetycznej gliceryny -butylen i izobutylen C4H8 poprzez dimeryzajcę dają izooktan (paliwo do silników spalinowych) „ACETYLEN” 8.Acetylen - etyn jest przedstawicielem szeregu homologicznego alkinów, które w swoich cząsteczkach mają jedno wiązanie potrójne. Acetylen o wzorze C2H2 zbudowany jest z 2 at. węgla (hybrydyzacja SP) i 2 at. wodoru. Pomiędzy At. węgla jest potrójne wiązanie w którym jedno to wiązanie sigma, a dwa to wiązania pi
*pomiędzy At. węgla, a At. wodoru są silne wiązania kowalencyjne sigma. 9.Otrzymywanie acetylenu: a) z karbidu: CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 b)podczas pirolizy metanu: 2CH4 (1500St.) H - C = - C - H + 3H2 10.Właściwości acetylenu: a)fizyczne: - jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, - o gęstości mniejszej od gęstości powietrza - słabo rozpuszczalne w wodzie b)chemiczne: - acetylen spala się jaskrawym kopcącym płomieniem: C2H2 + 2,5O2 2CO2 +H2O C2H2 + 1,5C2 2CO + H2O 2C2H2 + O2 4C + 2H2O - ze wzg. na obecność wiązania potocznego. Acetylen ulega reakcji addycji (reakcji przyłączania) „ALKINY” 11.szereg homologiczny alkinów ma wz. ogólny: CnH2n-2 n>/2 n=2 C2H2 H-C=C-H etyn
n=3 C3H4 H-C=C-C-H propyn 12.Alkiny - posiadają w swoich cząsteczkach jedno wiązanie potrójne wraz ze wzrostem długości łańcucha zwiększa się ich gęstość, rośnie temp. wrzenia i topnienia.
|