Хімічныя ўласцівасці алкана

Метан і яго гамолагі называюцца лімітавымі (насычанымі) парафінавыя вуглевадародамі або алкана. Апошні назоў арганічным рэчывам (маюць агульную хімічную формулу CnH2n + 2, якая адлюстроўвае насычанасць малекул, атамы ў якіх звязаны простымі кавалентная сувязь вуглярод-вадарод або вуглярод-вуглярод) прысвоена ў адпаведнасці з міжнароднай наменклатурай хімічных злучэнняў. У іх ёсць два асноўных крыніцы: сырая нафта і прыродны газ. Ўласцівасці алкана ў Гамалагічны шэрагу з павышэннем у малекуле колькасці вугляродных атамаў заканамерна змяняюцца.

Першыя чатыры прадстаўнікі Гамалагічны шэрагу маюць гістарычна якія склаліся наймення. Вуглевадароды, якія стаяць за імі абазначаюцца грэцкімі лічэбнікамі са сканчэннем -ан. Адносная малекулярная маса кожнага наступнага вуглевадароду адрозніваецца ад папярэдняга на 14 а.е.м. Фізічныя ўласцівасці алкана, такія як тэмпература плаўлення (застывання) і кіпення (кандэнсацыі), шчыльнасць і паказчык праламлення, растуць з павелічэннем малекулярнай масы. З метану па бутан - гэта газы, з пентан па пентадекан -жидкости, затым ідуць цвёрдыя рэчывы. Усе парафіны лягчэй вады і не раствараюцца ў ёй. Да алкана адносяцца:

• CH4 - метан;
• C2H6 - этан;
• C3H8 - прапан;
• C4H10 - бутан;
• C5H12 - пентан;
• C6H14 - гексан;
• C7H16 - гептана;
• C8H18 - октан;
• C9H20 - Нона;
• C10H22 - дэкан;
• C11H24 - ундекан;
• C12H26 - додекан;
• C13H28 - тридекан;
• C14H30 - тетрадекан;
• C15H32 - пентадекан;
• C16H34 - гексадекан;
• C17H36 - гептадекан;
• C18H38 - октадекан;
• C19H40 - нонадекан;
• C20H42 - эйкозан і гэтак далей.

Хімічныя ўласцівасці алкана адрозніваюцца нізкай актыўнасцю. Гэта тлумачыцца адноснай трываласцю непалярных C-C і малополярных C-H сувязяў, а таксама насычанасцю малекул. Усе атамы злучаныя адзінарнымі σ-сувязямі, якія складана разбурыць з-за іх малой поляризуемости. Разрыў іх можа ажыццявіцца толькі пры пэўных умовах, пры гэтым ўтвараюцца радыкалы, якія носяць назвы адпаведных парафінавых злучэнняў з заменай заканчэння. Напрыклад, прапан - прапіў (C3H7-), этан - этылен (C2H5-), метан - пазначаў (CH3-) і гэтак далей.

Хімічныя ўласцівасці алкана кажуць аб інэртнасці гэтых злучэнняў. Яны не здольныя да рэакцыяў далучэння. Тыповымі для іх з'яўляюцца рэакцыі замяшчэння. Акісленне (гарэнне) парафінавых вуглевадародаў працякае толькі пры падвышанай тэмпературы. Яны могуць акісляцца да спіртоў, альдэгідаў і кіслот. У выніку крегинга (працэс тэрмічнага расшчаплення вуглевадародаў) вышэйшых алканов пры тэмпературы ад 450 да 550 ° С могуць утварацца насычаныя вуглевадароды з меншай малекулярнай масай. З павышэннем тэмпературы тэрмічнае раскладанне называюць піролізу.

Хімічныя ўласцівасці алкана залежаць не толькі ад колькасці ў малекуле вугляродных атамаў, але таксама і ад будынка. Усе парафіны можна падзяліць нармальнага (кожны атам C можа злучацца не больш чым з двума вугляродным атамамі) і з-будынка (атам C можа быць злучаны з чатырма іншымі C-атамамі, за кошт гэтага малекула мае прасторавае будынак). Напрыклад, пентан і 2,2-Диметилпропан маюць аднолькавую малекулярную масу і хімічную формулу C5H12, але па хімічных і фізічных уласцівасцях яны будуць адрознівацца: тэмпература плаўлення мінус 129,7 ° С і мінус 16,6 ° С, кіпення 36,1 ° С і 9,5 ° С адпаведна. Ізамерыя лягчэй ўступаюць у хімічныя рэакцыі, чым вуглевадароды нармальнага будовы з аднолькавым лікам атамаў C.

Характэрныя хімічныя ўласцівасці алкана - гэта рэакцыі замяшчэння, да якіх ставяцца галогенирование або сульфирование. У выніку ўзаемадзеяння з хлорам парафіна па радыкальным механізму пад дзеяннем тэмпературы або святла утвараюцца хлорпроизводные метану: хлорметан CH3Cl, дихлорметан CH2Cl2, тріхлорметан CHCl3 і тетрахлорметан CCl4. Пры сульфировании алкана пад дзеяннем УФ-святла, атрымліваюцца сульфонилхлориды: R-H + SO2 + Cl2 → R-SO2-Cl + HCl. Гэтыя рэчывы выкарыстоўваюцца ў вытворчасці ПАВ.