ді і очолює собою головну підгрупу IV групи елементів. Радіус його атома порівняно невеликий, в зовнішньому електронному шарі атом має чотири електрона. При хімічній реакції у атома вуглецю важко повністю відірвати чотири валентних електрони, так само як і приєднати до нього стільки ж електронів від інших атомів до утворення повного октету. Тому вуглець майже не утворює іонних сполук. Але він легко утворює ковалентні зв'язку. Оскільки властивість віддавати і притягувати електрони при встановленні ковалентних зв'язків у нього виражено приблизно однаково, такі зв'язки утворюються і між атомами вуглецю.
Позначаючи двома точками перекриваються електронні хмари при освіті ковалентних зв'язків, можна таким чином зобразити електронні формули граничних вуглеводнів:
H H H H
... ... . p> H: C: C: C: C: H
... ... . p> H H H H
які не передають їх зигзагоподібного будови.
При розриві зв'язків молекули вуглеводнів можуть перетворюватися у вільні радикали. При відриві одного атома водню від молекули вони утворюють одновалентні радикали з одним неспареним електроном, наприклад:
H H H H
... | | p> H: C: C. або H-C-C-
... | | p> H H H H
Назви подібних радикалів утворюються від назв відповідних вуглеводнів шляхом зміни суфікса - ан на - мул: метил CH 3 -, етил C 2 H 5 -, пропив C 3 H 7 - і т.д.
Знаючи будову вуглеводнів, можна зрозуміти залежність їх фізичних властивостей від молекулярної маси. З ростом вуглеводневого ланцюга зростають сили тяжіння між молекулами, і тому потрібно все більш висока температура для подолання цих сил, щоб могло статися плавлення або кипіння речовин. Фізичні властивості залежать і від просторової будови молекул. Наприклад, вуглеводні з розгалуженим ланцюгом атомів киплять при більш низькій температурі, ніж їх ізомери неразветвленного будови. Такому явищу можна дати наступне пояснення. Молекули неразветвленного будови щільніше прилягають один до одного і сильніше взаємодіють між собою, ніж молекули розгалуженого будови, тому для подолання міжмолекулярних сил у першому випадку потрібно більш сильне нагрівання; чим більше розгалужені молекули речовини, тим менше міжмолекулярної взаємодії і тим нижче його температура кипіння.
Номенклатура вуглеводнів. Коли ми зустрічаємося з явищем ізомерії, то назви вуглеводнів, якими користувалися досі, виявляються недостатніми. Виникає необхідність дати ІЗОМЕРНІ речовинам індивідуальні назви з урахуванням будови їх вуглецевого скелета.
Існують різні системи номенклатури органічних сполук.
На міжнародних нарадах хіміків була вироблена міжнародна систематична номенклатура. В основу її покладено назва вуглеводнів нормального (неразветвленного) будови: метан, етан, пропан, бутан, пентан і т.д.
Щоб скласти назву вуглеводню з розгалуженим ланцюгом, його розглядають як продукт заміщення атомів водню в нормальному вуглеводні вуглеводневими радикалами. Порядок дій тут може бути такий:
а) виділяють у структурній формулі найбільш довгий ланцюг атомів вуглецю і нумерують ці атоми, починаючи з того кінця, до якого ближче розгалуження;
б) у назві речовини цифрою вказують, при якому атомі вуглецю знаходиться замещающая група (радикал);
в) якщо заміщають груп кілька, цифрами відзначають кожну з них;
г) коли розгалуження починається при атомах вуглецю, рівновіддалених від решт головного ланцюга, нумерацію ведуть з того кінця, до якого ближче розташований радикал, що має більш просту будову.
3. Хімічні властивості граничних вуглеводнів
Найбільш характерними реакціями граничних вуглеводнів є реакції заміщення. Так, наприклад, при освітленні метан реагує з хлором (при сильному освітленні може статися вибух). Фактично реакції граничних вуглеводнів з галогенами відбуваються більш складно. При поглинанні світлової енергії молекули хлору розпадаються на атоми. Атоми хлору з одним неспареним електроном хімічно дуже активні. При їх зіткненні з молекулою метану відбувається реакція, в результаті якої утворюється вільний хімічно дуже активний радикал метил. Його активність теж пояснюється наявністю неспареного електрона (Невикористаної валентності). p> Частинки, що мають неспарені електрони і володіють у зв'язку з цим невикористаними валентності, називаються вільними радикалами.
З вищесказаного видно, що реакція метану з хлором протікає по свободнорадікал'ному механізму. Радикал метил (який має дуже високу реакційною здатністю) реагує з іншою молекулою хлору, розриває в ній зв'язку між атомами і отщепляет вільні атоми хлору з неспареними електронами. Таким чином, народжуються нові хімічно активні частинки, які викликають подальші перетворення.
Реакції, в результаті яких відбувається ланцюг послідовних пере...
