알칸

단일 결합 탄소 및 수소 원자로 구성된 유기 화합물은 Alkane 로 알려져 있습니다. . 그것들은 가장 단순하고 가장 반응성이 낮은 탄화수소 종입니다. 알칸 포화 탄화수소입니다. 알칸 화학적 공식 =CNH2N+2. 알칸 3 개의 그룹으로 세분됩니다.

직선형 알칸
사이클로 알칸 알칸
분지 알칸

Alkane 의 독특한 특징 실험실 조건에서는 불포화가 부족하여 실험실 조건에서 흥미롭지 않습니다. Alkane 의 두 가지 주요 상업원 석유 (원유)와 천연 가스입니다. Alkane 의 분자 각 원자가 그 기호 (c 또는 h)로, 화학적 결합을 직선으로 표시하는 표시된 공식으로 그릴 수 있습니다. Alkane 의 변화 범위 , 가장 간단한 것은 메탄 (CH4)이고 복합체는 펜타콘탄 (C50H102) 또는 테트라 데칸 (C14H30)의 이성질체이다. 메탄은 하나의 탄소 원자와 4 개의 수소 원자를 운반하며 나머지는 탄소 원자를 수소로 대체하여 만들 수 있습니다.

Alkane의 예

CH4 :메탄
C2H6 :에탄
C3H8 :프로판
C4H10 :Butane
C5H12 :Pentane
C6H14 :헥산
C7H16 :Heptane
C8H18 :옥탄
C9H20 :Nonane
C10H22 :데칸

알칸의 물리적 특성

Alkanes 무색입니다.
Alkanes
가장 낮은 분자량 (CH4 ~ C4H10) =가스 가스
중간 분자량 (C5H12 ~ C17H36) =액체
가장 무거운 분자량 (C18H38 위) =왁스 고체
Alkane의 끓는 지점 및 용융점 중량에 의해 결정되고 분자량과 선형 관계가 있습니다.
Alkanes 물에 불용성이므로 소수성이라고합니다. C-H 및 C-C의 단일 결합 만 있습니다.
Alkanes 유기 용매에 용해되지만 물에 불용성이 있습니다. 그들이 물에 녹이면 :
- 런던 분산 힘- 물질 내 분자간 힘의 분해.
- 수소 결합- 물의 1 차 분자간 인력.

알칸의 유형

1. 직선형 알칸

그들은 뱀과 비슷한 연속 체인으로 카본을 함께 보냈습니다.

그들은 n- 알칸으로 표현됩니다.

예제,

CH3-Ch2-Ch2-CH3 :N- 부탄

CH3-Ch2-Ch2-Ch2-CH3 :N- 펜탄

구조는 두 가지 방식으로 그릴 수 있습니다 :

a) 모든 탄소 및 수소 원자가 표시됩니다.

b) 탄소 원자가 가장자리로 표시되는 사슬로 그릴 수 있습니다.

2.Cycloalkanes

그들은 단일 사이클 포화 탄화수소입니다.

고리가없는 화학 공식 =CNH2 (N).

수소와 탄소 원자는 단일 루프에서 함께 결합됩니다.

그 구조에는 단일 링이 포함되어 있습니다.

고리가있는 화학 공식 =CNH2 (n+1-r).

탄소 탄소 결합은 단일입니다.

예제,

사이클로 부탄, 사이클로 헥산 등.

3. BRANCHED ALKANES

그것은 직선형 알칸에서 파생되었지만 알킬 그룹과의 가지가 있습니다.

알킬 그룹 :알칸 분자에 부착 된 탄소 및 수소 원자 그룹.

예-

2- 메틸 프로판. 2- 메틸 헵탄, 2,3- 디메틸 헥산 등 알칸의 화학적 특성

대부분의 화합물 알칸 약하게 반응합니다.
alkanes 의 반응 산소는 연소 반응으로 알려져 있습니다.
산소가 없으면 일산화탄소 또는 그을음이 형성됩니다.
alkanes 의 반응 halogens 라디칼 할로겐화 입니다 반응 . 그것은 발열 반응입니다.
니켈 촉매의 존재에서 alkanes 증기와 반응하여 수소를 제공합니다.
알킬기는 트랜스 메탈 화 반응에 의해 한 화합물에서 다른 화합물로 운반 될 수 있습니다.
화학 반응, alkanes 불활성입니다.
알칸은 스파크가있는 상태에서 불꽃으로 터져 이산화탄소와 H2O
- CH4+2O2 → CO2+2H20
부탄과 이소 부탄의 혼합물은 담배 라이터에 사용됩니다
- 2C4H10+13O2 → 8CO2+10H2O
숯 가벼운 유체에서 C5에서 C6 탄화수소의 혼합물
- C5H12+8O2 → 5CO2+6H2O
C6과 C8
- 2C8H18+2502 → 16CO2+18H2O
브로민과의 화학 반응은 알킬 브로마이드를 제공합니다
CH4+BR2 → CH3BR+HBR

크래킹 알칸스

거대한 알칸의 분해 더 작고 더 유용한 비트로. 즉, alkanes 및 고열을 사용하는 알켄. 이러한 반응은 균열 반응으로 알려져 있습니다.

일반적으로 거대한 알칸의 공급원 CRUDE 오일 (석유)의 분수 증류에서 나온 나폴라 또는 가스 오일 분획입니다. 그것들은 액체로서 얻어 지지만 균열 전에 기체상으로 재확인된다. C15H32,

과 관련된 예

C15H32 → 2C2H4+C3H6+C8H18

알칸의 반응

할로겐화 된 알칸

할로겐화 알칸은 할로 알칸 또는 할로 제노 알칸이라고합니다. 열의 존재하에 알칸과 할로겐의 반응은 할로 알칸을 형성한다. 열에 노출되지 않으면 반응은 일어나지 않지만 반응이 시작되면 열원을 제거하고 반응이 계속됩니다. 그것은 하나 이상의 수소 원자를 할로겐 (불소, 요오드, 브롬 또는 염소)으로 대체합니다. 일반 공식 =rx (r =알킬 및 x =할로겐).

A 할로겐화 반응 C-H 결합이 파손되어 C-X 결합으로 대체되는 간단한 치환 반응입니다.

예를 들어, 메탄의 염소화 :

CH4+CL2+에너지 → CH3CL+HCl

동역학 및 속도

대부분의 반응에는 추가 에너지가 필요합니다. 분자가 반응 생성물이되는 것을 분리시키는 에너지 장벽을 통과하는 데 필요한 에너지가 필요합니다. 이 에너지 펜스는 반응 활성화의 활성화 에너지/엔탈피로 알려져 있습니다.

산화

자유 라디칼 메커니즘을 통해 alkanes CO2 및 H2O로 산화 될 수 있습니다. 알칸의 산화 후 방출 된 에너지는 연소 열로 알려져 있습니다. 예를 들어, 산화 된 프로판에서의 연소 열은 688 킬로 칼로리/몰입니다.

종종, 연소 열은 이성질체 탄화수소의 상대적 안정성을 평가하는 데 사용됩니다. 두 알칸의 연소 열의 차이는 잠재적 에너지의 차이로 전환됩니다. 낮은 잠재적 에너지 =더 안정적인 제품. alkanes에서 , 분지 된 이성질체는 더 안정적이다.

상 동성 시리즈에서, 해방 된 산화 된 에너지는 각각의 추가 메틸렌 (CH2) 단위에 대해 157 킬로 칼로리 (약) 증가한다.

이성질체

Alkanes 3 개 이상의 탄소 원자가 다양한 형태로 배열 된 구조 이성질체입니다.
가지가없는 단일 사슬로 배열 된 탄소 원자는 가장 간단한 이성질체입니다.
이성질체의 수가 증가함에 따라 탄소 원자 수가 증가합니다.

Alkane의 사용

사용 가열 및 요리 용 =프로판
사용 라이터와 에어로졸 캔 =부탄
사용 신발, 가죽 제품 및 많은 더 많은 =헥산
휘발유의 주요 성분 =헵탄
사용 노크 =옥탄을 감소시키는 가솔린에서.
휘발유의 구성 요소 =데케인
윤활유 오일 등의 주요 구성 요소
CH3CL :메틸 클로라이드 클로로 메탄, 사용 냉매 및 실리콘, 메틸 셀룰로오스 및 합성 고무 제조로서.
CH3CL2 :메틸 클로라이드- 디클로로 메탄, 사용 실험실 및 산업용 용매로.
CH3CL3 :클로로포름- 트리클로로 메탄, 사용 산업용 용매로.

알칸의 효과

의심되는 발암 물질 (암 유발 물질).
심각한 간 손상.
한 번은 드라이 클리닝 용매 및 소화기에서 사용 된 경우, 탄소 테트라 클로라이드 (CCL4)는 더 이상 사용하지 않는 것이 좋습니다. 적은 양으로 사용하더라도 심각한 질병을 일으킬 수 있습니다.
브롬 함유 화합물은 환경에 부정적인 영향을 미칩니다.
클로로 플루오로 카본 및 메탄은 온실 효과를 유발합니다.
오존 고갈.
메탄과 에탄은 질식을 일으킨다.

짧은 체인 알칸 식물 조직에서 발견됩니다.
는 자연에서 다양한 방식으로 발생합니다- acyclic alkanes .
메탄 생성 고고는 대량의 메탄을 생산합니다. 탄소 사이클의 끝
CO2+4H2 → CH4+2H20
Methanogens- 습지 가스 생산자.
Candida tropicale, Pichia 등은 알칸을 탄소 또는 에너지의 원천으로 사용합니다.
Alkanes 식물 큐티클 및 에피 쿠티컬 왁스와 같은 식물을 물 손실, 박테리아, 곰팡이 및 유해한 곤충으로부터 보호합니다.
식용 식물성 오일에는 적은 수의 생체 알칸 가 들어 있습니다. .
Alkanes 상어 간유와 같은 동물성 제품에서도 발견됩니다.

결론

Alkane 의 독특한 특징 실험실 조건에서는 불포화가 부족하여 실험실 조건에서 흥미롭지 않습니다. Alkane 의 두 가지 주요 상업원 석유 (원유)와 천연 가스입니다. 대부분의 반응에는 추가 에너지가 필요합니다. 분자가 반응 생성물이되는 것을 분리시키는 에너지 장벽을 통과하는 데 필요한 에너지가 필요합니다. 일반적으로 거대한 알칸의 공급원 CRUDE 오일 (석유)의 분수 증류에서 나온 나폴라 또는 가스 오일 분획입니다. 그것들은 액체로서 얻어 지지만 균열 전에 기체상으로 재확인된다.