Предельные углеводороды

Определение
Предельные углеводороды - это органические вещества, состоящие только из углерода и водорода, соответствующие общей формуле Сn Н2n +2.
У этих веществ только простые одинарные связи между атомами углерода, которые соединяются с максимально возможным количеством числом атомов водорода. Их поэтому называют предельными или насыщенными.

Изомеры
Изомеры - это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но отличающиеся по своему строению и свойствам
Изомерия- это явление существования веществ с одинаковым качественным и количественным составом, но отличающимся по своему строению и свойствам

Примеры изомеров
Для вещества с общей молекулярной формулой С4Н10 существуют 2 изомера: СН3-СН2-СН2-СН3 (н - бутан, t кип.=-0,50С)
СН3- СН -СН3 (изобутан, t кип.=-11,70С)
|
СН3

Гомологический ряд предельных углеводородов
таблица

Таблица (продолжение)

Гомологи
Гомологи – вещества, расположенные в порядке возрастания относительных молекулярных масс, сходных по строению и свойствам, но отличающихся друг от друга по составу на одну или несколько групп -СН2-
Гомологический ряд- ряд веществ, расположенных в порядке возрастания относительных молекулярных масс, сходных по строению и свойствам, но отличающихся друг от друга по составу на одну или несколько групп -СН2-

Физические свойства предельных углеводородов
Агрегатное состояние: первые четыре члена гомологического ряда(С1-С4) – газы, С5-С15- жидкости, С16 и более тяжелые – твердые вещества
Температура кипения и плавления постепенно увеличиваются с ростом молекулярной массы вещества
Растворимость в воде - плохая

Нахождение в природе и получение предельных углеводородов
Предельные углеводороды встречаются:
√ в природном газе (98%- метан);
√ в попутном нефтяном газе (С1-С6);;
√ в нефти (С5-С50);
√ в каменном угле
Получают их из природного сырья.

Химические свойства предельных углеводородов
Для предельных углеводородов характерны следующие химические реакции:
√ замещения (по свободно-радикальному механизму);
√ окисления (полное и неполное);
√ разложения (крекинг, дегидрирование);
√ изомеризации.
Для предельных углеводородов совсем не характерны реакции присоединения.

Реакции замещения
1. Реакция хлорирования на свету
1 2 3 4
СН4 →СН3 Сl →СН2 Сl 2 →СН Сl 3 →С Сl 4
СН4 +Cl2 → СН3 Сl (первая стадия)
хлорметан
2. СН3 Сl +Cl2 → СН2 Сl 2 (вторая стадия)
дихлорметан
3. СН2 Сl 2 +Cl2 → СН Сl 3 (третья стадия)
тр ихлорметан
4. СН Сl 3 +Cl2 → С Сl 4 (четвертая стадия)
тетрахлорметан
2. Реакция нитрования(реакция Коновалрва)
СН4 +НNO3→ СН3 NO2 +H2O

Реакции окисления
Полное окисление – горение
СН4 + 2О 2→СО 2 +2Н2О +Q
2. Неполное окисление
СН4 + [О] →метиловый спирт, м метаналь (формальдегид),
метановая (муравьиная)кислота

Реакции разложения
1. крекинг (реакции идут при нагревании с разрывом углеродной цепи)
15000С СН4→ 2С+2Н2
С4Н10→ С2Н4+С2Н6
2. отщепление молекулы водорода (дегидрирование)
С2Н6→ С2Н4+Н2

Реакции изомеризации
В реакциях изомеризации не меняется количественный и качественный состав веществ, меняется лишь их пространственное строение
кат.
СН3-СН2-СН2-СН3, → СН3- СН -СН3
!
СН3
н - бутан изобутан