Propriedades químicas de alcanos
O metano e seus homólogos são chamados de limitanteshidrocarbonetos (saturados) de parafina ou alcanos. Este último nome é dado a substâncias orgânicas (elas têm a fórmula química geral CnH2n + 2, refletindo a saturação de moléculas cujos átomos estão ligados por ligações covalentes simples, carbono-hidrogênio ou carbono-carbono) de acordo com a nomenclatura internacional de compostos químicos. Eles têm duas fontes principais: petróleo bruto e gás natural. As propriedades dos alcanos nas séries homólogas com o aumento do número de átomos de carbono na molécula variam regularmente.
Os quatro primeiros representantes da série de homologiahistoricamente formaram nomes. Os hidrocarbonetos por trás deles são designados por algarismos gregos com a terminação -an. O peso molecular relativo de cada hidrocarboneto subsequente difere do anterior em 14 amu. As propriedades físicas dos alcanos, como o ponto de fusão (congelamento) e ponto de ebulição (condensação), densidade e índice de refração, aumentam com o aumento do peso molecular. Do metano ao butano são gases, do pentano ao pentadecano-líquido, seguidos dos sólidos. Todas as parafinas são mais leves que a água e não se dissolvem nela. Os alcanos incluem:
- CH4 é metano;
- C2H6-etano;
- C3H8-propano;
- C4H10 é butano;
- C5H12-pentano;
- C6H14-hexano;
- C7H16-heptano;
- C8H18-octano;
- C9H20-nonano;
- C10H22 - decano;
- C11H24-undecano;
- C12H26-dodecano;
- C13H28-tridecano;
- C14H30-tetradecano;
- C15H32-pentadecano;
- C16H34-hexadecano;
- C17H36-heptadecano;
- C18H38-octadecano;
- C19H40-nonadecano;
- C20H42 - eikozan e assim por diante.
As propriedades químicas dos alcanos são baixasatividade. Isto é devido à força relativa das ligações não-polar C-C e baixo-C-H, e saturação das moléculas. Todos os átomos estão ligados por individuais s-laços que são difíceis de destruir por causa de sua baixa polarizabilidade. Ruptura deles só pode ser realizada sob certas condições, os radicais são formados, que são os nomes dos compostos parafínicos com fecho de substituição. Por exemplo, propano - propilo (C3H7-), etano - etil (C2H5-), metano - metilo (CH3-) e assim por diante.
As propriedades químicas dos alcanos indicam inérciadestes compostos. Eles não são capazes de reacções de adição. Típico destes é uma reacção de substituição. A oxidação (combustão) ocorre apenas hidrocarbonetos parafínicos a temperatura elevada. Eles podem ser oxidados a álcoois, aldeídos e ácidos. Como um resultado (kreginga clivagem térmica processo de hidrocarbonetos alcanos superiores), a uma temperatura entre 450 e 550 ° C podem formar hidrocarbonetos saturados com um peso molecular mais baixo. Com o aumento da temperatura de decomposição térmica é chamado de pirólise.
As propriedades químicas dos alcanos dependem não apenaso número de átomos de carbono na molécula, mas também sobre a estrutura. Todas as parafinas normais podem ser separados (um átomo de C pode ser ligado com não mais do que dois átomos de carbono) e iso-estrutura (átomo de C pode ser ligado a quatro outros átomos de C por esta molécula tem uma estrutura espacial). Por exemplo, pentano, 2,2-dimetilpropano têm o mesmo peso molecular e a fórmula química C5H12, mas as propriedades químicas e físicas que diferem: o ponto de fusão de menos 129,7 ° C e menos de 16,6 ° C, 36,1 ° C Temperatura de fusão e 9,5 ° C, respectivamente. Isómeros mais fácil de entrar em reacções químicas que a estrutura normal dos hidrocarbonetos com o mesmo número de átomos de C.
As propriedades químicas características dos alcanos sãoreacções de substituição, que incluem halogenação ou sulfonação. A reacção de cloro com parafina por um mecanismo de radicais sob a influência de calor ou luz gerada metano clorado: clorometano CH3Cl, diclorometano CH2Cl2, CHCl3 triclorometano e tetracloreto de carbono CCI4. Quando alcanos sulfonação sob luz UV, cloretos de sulfonilo são obtidos: R-H + SO2 + Cl2 → R-SO2-Cl + HCl. Estas substâncias são utilizadas na produção de surfactantes.
