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알칸에 대한 전형적인 반응은 무엇입니까
화학 물질의 각각의 클래스는 그들의 전자 구조 특성을 나타낼 수있다. 알칸 전형적인 치환 반응, 분열 또는 분자 산화. 모든 화학 공정은 더 논의 될 것이다 자신의 특정한 흐름을 가지고있다.
알칸은 무엇입니까
파라핀라고도이 포화 탄화수소 화합물을 포함한다. 이러한 분자는 단일 화합물이 존재하는 선형 또는 분 지형 비 환식 사슬을 단지 탄소 및 수소 원자로 구성된다. 클래스의 특성을 감안할 때, 당신은 알칸 어떤 반응 특성을 계산할 수 있습니다. 이들은 전체 클래스의 화학식 순종 : H 2 C 2N + n을한다.
화학 구조
파라핀 분자 SP 3을 나타내는 혼성화 탄소 원자를 포함한다. 그들은 모두 네 개의 원자가 궤도 공간에서 같은 모양, 에너지와 방향을 가지고있다. 109 ° 28 '의 에너지 준위 사이의 각도의 크기.
단일 분자 결합의 존재는 반응이 알칸의 특성이 무엇인지를 판정한다. 그들은 σ-화합물을 포함한다. 탄소 간의 통신은 C-H보다 약간 더 긴, 비극성 및 극성 약하게된다. 또한, 탄소 원자에 시프트의 전자 밀도는 가장 전기 음성이다. 얻어진 화합물은 C-H 낮은 극성을 특징으로한다.
치환 반응
물질 클래스 파라핀은 낮은 화학적 활동이있다. 이는 C-C 때문에 비 - 극성의 절단이 어려운 C-H 사이의 결합의 강도에 의해 설명 될 수있다. 그 파괴의 기초는 자유 라디칼 형식이 포함 된 것을 특징으로 homolytic 메커니즘이다. 알칸을 특징으로하는 이유는 치환 반응. 이러한 물질은 전하 캐리어의 물 분자 나 이온과 상호 작용할 수있다.
그들은 수소 원자가 할로겐 원소 또는 다른 활성 그룹에 의해 대체되는 교체 유리 라디칼을 평가한다. 이러한 반응은 할로겐화, sulfochlorination 및 질화 관련 프로세스를 포함한다. 다음은 알칸 유도체의 준비로 이어집니다.
- 프로세스는 활성 산소가 형성되는 핵 개시 또는 체인으로 시작한다. 촉매는 자외선과 가열의 원인이다.
- 연속 된 활성 입자가 비활성 분자와 상호 작용을 수행하는 체인을 개발한다. 각각의 분자 및 라디칼에 자신의 변환입니다.
- 마지막 단계는 체인이 끊어집니다. 이 재조합 또는 활성 입자의 실종. 따라서 연쇄 반응의 발달을 종료.
할로겐화의 과정
그것은 급진적 인 형태의 메커니즘을 기반으로합니다. 알칸 할로겐화 반응은 자외선 및 할로겐과 탄화수소의 혼합물을 가열하면서 조사하여 이루어진다.
프로세스의 모든 단계가 Markovnikov을 언급 한 규칙이 적용됩니다. 또한 할로겐, 특히 의해 교체를 겪게한다고 수소, 수소화 탄소 속한다. 할로겐화는 다음과 같은 순서로 이루어진다 : 차로부터 급 탄소 원자.
이 과정은 긴 주요 탄화수소 사슬을 가진 알칸 분자에 잘 일어난다. 이는이 방향으로의 이온화 에너지의 감소 물질 쉽게 절단 된 전자에 기인한다.
예로는 메탄 분자의 염소화이다. 자외선의 작용은 알칸에 대한 공격을 수행 깨질 염소 라디칼 종을 발생합니다. 분리가 발생하고, 수소 원자 (H) C (3)의 형성 · 또는 메틸 라디칼을 의미한다. 이러한 입자, 차례로, 구조 및 새로운 화학 물질의 형성의 파괴로 이어지는 분자 염소를 공격한다.
각 단계에서, 교체 프로세스는 하나 개의 수소 원자를 행한다. 알칸의 할로겐화 반응 hlormetanovoy, 디클로로 메탄 및 trihlormetanovoy의 tetrahlormetanovoy 분자의 점진적인 형성을 이끈다.
다음과 같이 도식적으로, 과정은 다음과 같습니다
C 4 H + CL : CL → H + 3 사염화탄소 염산,
H 3 사염화탄소 + CL : CL → H 2 + 2 HCl을 사염화탄소,
H 2 사염화탄소 2 + CL : CL HCCl → 3 + 염산,
HCCl 3 + CL : CL → 사염화탄소 + 염산.
다른 특징으로하는 알칸과 같은 과정을 수행 메탄 분자의 염소화 달리 수소 치환을 갖는 물질은 하나 개의 탄소 원자가 아니고, 몇 년 얻었다. 이들의 양적 비율은 온도와 관련된 지표. 초기 상태에서, 이차 및 삼차 구조 차 유도체의 형성 속도의 감소.
이러한 화합물의 형성 승온 목표 속도로 평탄화된다. 할로겐화 공정에서의 탄소 원자와 라디칼의 충돌의 다른 확률을 나타내는 정적 인 요인의 영향이있다.
요오드와 프로세스 할로겐화은 정상적인 조건에서 발생하지 않습니다. 특별한 조건을 만들 필요가있다. 메탄에 노출 될 때 발생 할로겐 요오드화 수소있어서 발생한다. 이 결과, 초기 반응물 메탄 및 요오드를 요오드화 메틸 서에 영향을 미친다. 이러한 반응은 가역적 인 것으로 간주된다.
알칸의 뷔 르츠 반응
이는 포화 대칭 구조를 갖는 탄화수소를 수득하는 방법이다. 반응물을 나트륨 금속, 알킬 브로마이드 또는 알킬 클로라이드를 사용한다. 두 개의 탄화수소 라디칼의 합 상호 작용 제조 나트륨 할라이드 증가 탄화수소 체인. 개략적으로, 합성은 다음과 같다 : R-CL + CL-R + 2Na를 → R-R + 2NaCl.
그들의 분자 내에 할로겐이 차 탄소 원자에있는 것 알칸 뷔 르츠 반응 만 가능하다. 예를 들면, -CH 2 CH 3 -CH 2 브롬.
성형품 세 가지 고리의 축합에 두 화합물의 혼합물 galogenuglevodorododnaya 재생 중에 경우. 이 반응의 일례는 chloromethanes 및 hloretanom 나트륨 알칸의 상호 작용이 될 수있다. 출력 부탄, 프로판과 에탄을 포함하는 혼합물이다.
나트륨 외에 가능한 리튬 또는 칼륨 등의 다른 알칼리 금속을 사용한다.
공정 sulfochlorination
또한 리드 반응이라고합니다. 그것은 무료 교체의 원칙에서 실행됩니다. 이러한 유형의 반응은 자외선의 존재하에, 이산화황과 염소 분자의 혼합물의 작용 알칸의 전형이다.
프로세스는 염소 개의 라디칼에 의한 상기 체인기구의 개시와 함께 시작된다. 알킬 입자 및 염화수소 분자를 초래 한 공격 알칸. 탄화수소 라디칼에 의해 이산화황 복합 입자를 형성하는 첨부. 캡처를 안정화하기 위해서는 다른 분자에서 하나 개의 염소 원자를 발생합니다. 최종 물질은이 표면 활성 화합물의 합성에 사용되는, 알칸 술 포닐 클로라이드이다.
도식적으로, 과정은 다음과 같습니다 :
CLCL → HV ∙ ∙ CL + CL,
HR의 ∙ CL + → R ∙ + 염산,
R ∙ + OSO → ∙ RSO 2,
RSO 2 + ClCl → RSO 2 CL + CL ∙ ∙.
니트로와 관련된 프로세스
알칸 용액 10 %와 기체 상태의 4가, 질소 산화물과 질산과 반응. 그 발생은 고온 조건의 값 (약 140 ° C의) 낮은 압력 값이다. 출력에서 생성 니트로 알칸.
Konovalov 과학자 따서 자유 라디칼 유형의 방법은 질화 합성 연 : CH 4 + HNO 3 CH 3 → NO + 2 H 2 O.
분열의 메커니즘
전형적인 알칸 탈수 소화와 분해하십시오. 메탄 분자는 완전한 열 분해를 겪는다.
상기 반응의 기본 메커니즘은 알칸으로부터 원자의 절단이다.
탈수 소화 공정
파라핀의 탄소 골격에 수소 원자를 분리하는 경우, 메탄을 제외 불포화 화합물을 얻을 수있다. 고온 (400 ~ 600 °의 C)에 백금, 니켈 등의 작용 하에서 시험 촉진제 알칸의 화학적 반응 크롬 산화물 및 알루미늄.
에탄 또는 프로판 분자의 반응에 참여하는 경우에, 제품은 에텐 또는 하나 개의 이중 결합과 프로 펜 것이다.
네 개 또는 5 개의 탄소 골격 탈수소 디엔 화합물을 수득. 형성된 부탄, 1,3- 부타디엔 및 1,2- 부타디엔 가입일.
6 개 이상의 탄소 원자를 갖는 반응 물질에 존재하는 경우 벤젠을 형성한다. 그것은 세 개의 이중 결합을 갖는 방향족 고리를 갖는다.
분해와 관련된 과정
고온 하에서 알칸의 반응 갭 탄소 결합 및 라디칼 유형의 활성 종의 형성을 전달할 수있다. 이러한 과정은 균열 또는 열분해라고합니다.
500 ° C를 초과의 온도, 반응물을 가열하여, 분자의 분해의 결과가되는 형 알킬 라디칼의 복합 혼합물을 형성한다.
포화 및 불포화 화합물을 수득하기 때문에 탄소 사슬 길이를 갖는 알칸 열분해 강한 가열하에 수행. 그것은 열분해이라고합니다. 이 과정은 20 세기 중반까지 사용됩니다.
단점은 낮은 옥탄가 (65 이하)와 탄화수소를 얻기 위해, 그래서 그것은 대체 분해 촉매. 프로세스는 분지 구조를 갖는 알루미 가속기 개방 알칸의 존재 하에서, 440 ° C 이하의 온도 및 15 기압 이하의 압력에서 발생한다. t → 4 ° C 2 H 2 + 3H 2 2CH : 예는 메탄 열분해된다. 반응 동안 형성된 아세틸렌과 수소 분자.
분자 메탄 변환 처리 될 수있다. 이 반응물에 물 및 니켈 촉매를 필요로한다. 출력은 일산화탄소와 수소의 혼합물이다.
산화 공정
전자 충격과 관련된 전형적인 알칸되는 화학 반응.
파라핀의 자동 산화가있다. 그것은 포화 탄화수소의 산화의 자유 라디칼 메커니즘을 포함한다. 반응 중에 액상 알칸 로퍼 얻는다. 처음에는 파라핀 분자는 할당 된 활성 라디칼에 산소와 반응한다. 다음에, 알킬 입자는 다른 분자의 O 2, ∙ ROO를 수득 상호 작용한다. 지방산의 과산화 라디칼 때문에 알칸 분자를 접촉하고 로퍼 옥사이드를 발표한다. 예는 에탄의 autooxidation입니다 :
C 2 H 6 + O 2 → ∙ C 2 H 5 + HOO ∙,
∙ C (5) H 2 O 2 + 2 OOC ∙ → H 5
∙의 OOC 2 H 5 + C 2 H 6 → HOOC 2 H 5 ∙ + C 2 H 5.
연료의 조성을 결정하는데, 주로 화학적 성질되어 연소 반응에 의해 특징 알칸. 2C 2 H 6 + 70 2 2 + 4CO → 6H 2 O : 그들은 열 방출과 함께 자연 산화되어
공정이 산소를 소량 관찰되는 경우, 최종 생성물은 O 2의 농도에 의해 결정된다 가의 탄소, 일산화 탄소 일 수있다.
촉매 물질의 영향 가열 200 ° C 이하의 알칸 산화 알코올 분자, 알데히드 또는 카르 복실 산을 얻을 수있다.
예 에탄 :
C 2 H 6 + O 2 → C 2 H 5 OH (에탄올)
C 2 H 6 + O 2 → CH 3 CHO + H 2 O (에탄, 물)
2C 2 H 6 + 3O 2 → 2 CH 3 COOH + 2H 2 O (에탄 산 및 물).
알칸은 삼항식 순환 과산화물의 작용에 의해 산화 될 수있다. 이들은 다이 메틸 옥시 란을 포함한다. 결과는 파라핀 알콜 분자의 산화이다.
대표 파라핀은뿐만 아니라의 KMnO4 또는 과망간산 칼륨에 응답하지 않는 브롬 물.
이성화
알칸에 친 전자기구 교체 형 반응을 특징으로한다. 이는 탄소 쇄 이성질체라고한다. 이 프로세스 포화 파라핀과 반응시켜 염화 알루미늄을 촉매한다. 예는 -2- 메틸 부탄 인 분자의 이성체이다 : C 4 H 10 → C 3 H 7 CH 3.
공정 맛
dehydrocyclization을 수행 할 수있는 주요 탄소 사슬은 6 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 포화 된 물질. 단 분자 반응의 특성이 아니다. 결과는 항상 이들의 시클로 헥산 유도체 등의 6 원 고리이다.
반응 촉진제의 존재 하에서, 그리고에서보다 안정한 벤젠 고리로 전환 추가적인 탈수를 통과한다. 그것은 방향족 또는 경기장에 비 환식 탄화수소로 변환 발생합니다. 예 헥산 dehydrocyclization이다 :
H-C (3) CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 → C 6 H 12 (사이클로 헥 세인)
C 6 H 12 → C 6 H 6 + 3H 2 (벤젠).
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