Зміст
Введення
1. Метан, його будова
2. Будова і номенклатура вуглеводнів ряду метану
3. Хімічні властивості граничних вуглеводнів
4. Застосування та отримання граничних вуглеводнів
6. Ціклопарафіни
Висновок
Список літератури
Введення
Алкани, або парафіни - аліфатичні граничні вуглеводні, в молекулах яких атоми вуглецю зв'язані між собою простий (одинарної) (s-связью.
Решта валентності вуглецевого атома, що не витрачені на зв'язок з іншими атомами вуглецю, повністю насичені воднем. Тому граничні (Насичені) вуглеводні містять в молекулі максимальне число водневих атомів.
До граничним вуглеводням - алканів (парафіну) відносяться з'єднання з відкритою ланцюгом, в яких атоми вуглецю з'єднані один з одним простими (Одинарними) зв'язками, а інші вільні їх валентності насичені атомами водню. У звичайних умовах алкани мало реакційно здатні, звідки виникло їх назва "парафіни" - від лат. parrum affinis - малоактивний.
Члени гомологічного ряду граничних вуглеводнів відповідають загальній формулою CnH2n +2. Найпростішим представником насичених вуглеводнів є метан, структурна формула якого.
H I H-C-H I H
Мета роботи - вивчити граничні вуглеводні.
Завдання роботи:
1) охарактеризувати метан і його будова;
2) розглянути будову і номенклатуру вуглеводнів ряду метану;
3) позначити хімічні властивості граничних вуглеводнів;
4) вивчити застосування та отримання граничних вуглеводнів;
5) розглянути особливості циклопарафинов.
1. Метан, його будова
Належність речовин до групи граничних вуглеводнів визначається характером їх будови. Розглянемо будову найбільш простого вуглеводню - метану.
Метан CH4 - газ без кольору і запаху, майже в два рази легше повітря. Він утворюється в природі в результаті розкладання без доступу повітря решток рослинних і тваринних організмів. Тому він може бути виявлений, наприклад, в заболочених водоймах, у кам'яновугільних шахтах. У значних кількостях метан міститься в природному газі, який широко використовується зараз в якості палива в побуті та на виробництві.
У молекулі метану хімічні зв'язки атомів водню з атомом вуглецю мають ковалентний характер. Якщо перекриваються попарно електронні хмари при утворенні зв'язків позначити двома точками або валентної рискою, будова метану можна виразити формулами:
або
Коли в органічній хімії стало розвиватися вчення про просторове будову молекул, було з'ясовано, що молекула метану в дійсності має тетраедричних форму, а не плоску, як ми зображуємо на папері.
З'ясуємо, чому ж молекула метану являє собою тетраедр. Ми повинні виходити, очевидно, з будови атома вуглецю. Але тут ми стикаємося з протиріччям. У атомів вуглецю чотири валентних електрони, два з них є спареними s-електронами, вони не можуть утворювати хімічних зв'язків з атомами водню. Хімічні зв'язки можуть встановитися тільки за рахунок двох неспарених p-електронів. Але тоді молекула метану повинна мати формулі не CH4, а CH2, що не відповідає дійсності. Таке протиріччя усувається наступної трактуванням освіти хімічних зв'язків.
Коли атом вуглецю вступає у взаємодію з атомами водню, s-електрони зовнішнього шару в ньому розпарюються, один з них займає вакантне місце третього p-електрона і утворює при своєму русі хмара у вигляді об'ємної вісімки, перпендикулярне по відношенню до хмар двох інших p-електронів. Атом при цьому переходить, як кажуть, в збуджений стан. Тепер все чотири валентних електрони стали неспареними, вони можуть утворити чотири хімічні зв'язки. Але виникає нове протиріччя. Три p-електрона повинні утворити три хімічні зв'язки з атомами водню у взаємно перпендикулярних напрямках, тобто під кутом 90 В°, а четвертий атом водню міг би приєднуватися в довільному напрямку, так як хмара s-електрона має сферичну форму і ці зв'язки, очевидно, відрізнялися б за властивостями. Тим часом відомо, що всі зв'язки CH в молекулі метану однакові і розташовані під кутом 109 В° 28 '. Вирішити це протиріччя допомагає уявлення про гібридизації електронних хмар.
У процесі утворення хімічних зв'язків хмари всіх валентних електронів атома вуглецю (одного s - і трьох p-електронів) вирівнюються, стають однаковими. При цьому вони приймають форму несиметричних, витягнутих у напрямку до вершин тетраедра об'ємних вісімок (несиметричне розподіл електронної щільності означає, що ймовірність знаходження електрона по одну стор...
