Αλκάνια Alkanes

ΑλκάνιαAlkanes

Αλκάνια

•κορεσμένοι υδρογονάνθρακες

• αποτελούνται μόνο από C και H συνδεδεμένα με απλούς δεσμούς

•έχουν το γενικό τύπο: CnH2n+2 (γραμμικά αλκάνια)

Αλκάνια:

ΑλκάνιαΦυσικές ιδιότητες

Εξάρτηση των φυσικών ιδιοτήτων από το μοριακό βάρος

Αύξηση με το μοριακό βάρος

Μείωση με διακλαδώσεις

Εξήγηση : Διαμοριακές

δυνάμεις Van der Waals

ΑλκάνιαΦυσικές πηγές

Παρασκευή αλκανίωνΠαρασκευή αλκανίων

Υδρογόνωση αλκενίωνΥδρογόνωση αλκενίων

Υδρογόνωση αλκινίωνΥδρογόνωση αλκινίων

Αναγωγή αλκυλαλογονιδίωνΑναγωγή αλκυλαλογονιδίων

Υδρόλυση ενώσεων Υδρόλυση ενώσεων GrignardGrignard

ΑντίδρασηΑντίδραση Wurtz WurtzΑντίδραση Αντίδραση Corey-HouseCorey-House

Υδρογόνωση αλκενίωνΥδρογόνωση αλκενίωνΥδρογόνωση αλκινίωνΥδρογόνωση αλκινίων

C C

R

R

R'

R'

H2/PtCH CH

R

R

R'

R'

R C C R'H2/Pt

R C

H

H

C

H

H

R'

Αναγωγή αλκυλαλογονιδίωνΑναγωγή αλκυλαλογονιδίων

Αναγωγή αλκυλαλογονιδίων Αναγωγή αλκυλαλογονιδίων via lithium via lithium aluminum hydride aluminum hydride

Αναγωγή αλκυλαλογονιδίων με Αναγωγή αλκυλαλογονιδίων με ZnZn και οξύ και οξύ R C

H

R'

X

LiAlH4ether

R C

H

R'

X

Zn/H+R C

H

R'

H

Υδρόλυση ενώσεων Υδρόλυση ενώσεων GrignardGrignard

R C X

an alkyl halide

Mg

etherR C Mg

a Grignard reagent

R C MgH2O

R C H

alkane

+ Mg(OH)X

X

X

Wurtz reactionWurtz reaction R C X Na R C C R + 2NaX

a symmetrical alkane

2

Αντίδραση Αντίδραση Corey-HouseCorey-House R X

LiR Li + LiX

R LiCuX

2 Cu LiR

R+ LiX

an organocuprate(Gilman reagent)

Cu LiR

R+ R' X R R' + R Cu + LiX

Χημικές ιδιότητες αλκανίωνΚαύση

Τέλεια καύσηCnH2n+2 + O2 → (n+1)H2O + nCO2 + ΔH

Ατελής καύσηCnH2n+2 + nΟ2 → (n+1)H2O + nCO

Παράδειγμα:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O +213 kcal/moLC2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O +369 kcal/moL

Αν n ο αριθμός των ατόμων C του αλκανίου, η θερμότητα που εκλύεται κατά την καύση είναι ΔH=157n+55 kcal/moL

* 650 kJ/mol ανά ομάδα -CH2-

2

13 n

Χημικές ιδιότητες αλκανίων

Αλογόνωση μέσω ελευθέρων ριζών (φωτοχημική αλογόνωση)


Αντίδραση με Br2 ή Cl2 σε υψηλές θερμοκρασίες ή παρουσία υπεριώδους ακτινοβολίας αλκυλαλογονίδια.

Σχετική σειρά δραστικότητας: τριτοταγής > δευτεροταγής > πρωτοταγής > μεθυλ-.

Δραστικότητα αλογόνων F2 > Cl2 > Br2 > I2

Εργαστηριακά ενδιαφέρουσες είναι μόνο η χλωρίωση και η βρωμίωση. Η βρωμίωση είναι εκλεκτική για τον υδρογονάνθρακα, που δίνει την πιο σταθερή ρίζα. Η χλωρίωση είναι λιγότερο εκλεκτική.

Η αλογόνωση γίνεται μέσω μηχανισμού ελευθέρων ριζών.

C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HClhν


Μηχανισμός αλογόνωσης


Στάδιο έναρξης

Στάδιο διάδοσης

Στάδιο τερματισμού



The Rate determining step in the halogenation of CH4 is the attacking of Cl2 on CH4 molecules.

Cl2 is a stronger reducing agent than Br2.Therefore it donates its electrons much faster than Br2 to form a bond.

Why does Br2 react slower than Cl2 in the halogenation of CH4?


Χλωροφθοριωμένοι υδρογονάνθρακες, CFCs

Καταστροφή του στρώματος όζοντος

Applications and replacements for CFCsApplication Previously used CFC Replacement

Refrigeration & air-conditioning

CFC-12 (CCl2F2); CFC-11(CCl3F); CFC-13(CClF3); HCFC-22 (CHClF2); CFC-

113 (Cl2FCCClF2); CFC-114 (CClF2CClF2); CFC-115 (CF3CClF2);

HFC-23 (CHF3); HFC-134a (CF3CFH2); HFC-507 (a 1:1 azeotropic mixture

of HFC 125 (CF3 CHF2) and HFC-143a (CF3CH3)); HFC 410 (a 1:1 azeotropic mixture of HFC-32

(CF2H2) and HFC-125 (CF3CF2H))

Propellants in medicinal aerosols CFC-114 (CClF2CClF2)HFC-134a (CF3CFH2); HFC-227ea

(CF3CHFCF3)

Blowing agents for foamsCFC-11 (CCl3F); CFC 113 (Cl2FCCClF2);

HCFC-141b (CCl2FCH3)HFC-245fa (CF3CH2CHF2); HFC-365

mfc (CF3CH2CF2CH3)Solvents, degreasing agents,

cleaning agentsCFC-11 (CCl3F); CFC-113 (CCl2FCClF2) None

CCl2F2 CClF2 .

+ Cl.

Cl. + O3 => ClO . + O2 ClO . + O3 => Cl . + 2O2

Κυκλοαλκάνια (Ναφθένια)

κυκλοπροπάνιο κυκλοβουτάνιο

κυκλοπεντάνιο

CnH2n, n3

Κυκλοαλκάνια

Κυκλοαλκάνια

http://wetche.cmbi.ru.nl/organic/cyclohexane/jm/chxjmol.html

http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey5th/Ch03/ch3-06.html

Documents

Αλκάνια Alkanes