Презентация по теме "Алканы". Химия 10 класс.

АЛКАНЫ

Строение, номенклатура, изомерия, химические и физические свойства.

2022 год

АЛКАНЫ – это предельные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой одинарными связями.

Общая формула

С n H 2n+2 , где n=1,2,3…

Гомологический ряд алканов

ГОМОЛОГИ – это вещества со схожим строением и свойствами, но различающиеся по составу на одну или несколько групп CH 2 .

СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 3

СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 3

СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 3

ИЗОМЕРЫ – вещества, имеющие одинаковый состав молекул, но различное химическое строение и обладающие поэтому разными свойствами.

Виды изомерии алканов:

структурная(изомерия углеродного скелета), поворотная, оптическая(зеркальная)

Изомерия углеродного скелета

Бутан

С 4 Н 10

Молекулярная формула

Структурные формулы

СН 3 – СН – СН 3

СН 3

СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 3

Бутан

Изобутан ,

2-метилпропан

Поворотная изомерия

Пространственные формы молекулы, переходящие друг в друга путем вращения вокруг сигма – связей С – С, называют конформациями или поворотными изомерами.

Для этана характерны две конформации, отличающиеся поворотом на 60 0 С

Зеркальная изомерия (оптическая)

Если атом углерода связан с четырьмя другими атомами, то возможно существование двух соединений с одинаковой структурной формулой, но отличающихся пространственным строением. Молекулы таких соединений относятся друг к другу как предмет и его зеркальное изображение ( как, например, правая и левая руки ) и являются пространственными изомерами.

НАПРИМЕР, 3 - метилгексан

Алгоритм:

• Выбор главной, самой длинной цепи :

CH 3 – CH - CH 2 - CH 3

│

CH 3

2 . Нумерация атомов главной цепи :

1 2 3 4

CH 3 – CH - CH 2 - CH 3

│

CH 3

3. Формирование названия :

1 2 3 4

CH 3 – CH - CH 2 - CH 3

│

CH 3

2 - метил бутан

ЗАДАНИЕ 1. Дайте названия следующим углеводородам.

СН 3

СН 3 – СН 2 – С – СН 3

СН 3

СН 3 – СН – СН – СН – СН 3

СН 3 С 2 Н 5 СН 3

СН 3

І

СН 3 –СН 2 – С – СН 2 –СН 3

І І

СН 3 СН 3

С 2 Н 5

СН 3 – СН – СН – СН 3

С 2 Н 5

СН 3

СН 3 – СН 2 – СН – СН – СН – СН 3

С 2 Н 5 СН 2 – СН 3

ЗАДАНИЕ 2. Составьте структурные формулы следующих веществ:

1. 2,3 – диметилпентан;

2. 3,3,4 – триметилгексан;

3. 2,5-диметилгексан;

4. 3,3,5,5-тетраметилоктан;

5. 2,2-диметил-4-хлорпентан.

Строение молекулы метана

CH 4

Молекулярная формула метана

Пространственное строение молекулы метана

Гибридизация

Гибридизация - процесс выравнивания электронных облаков по форме и энергии.

Переход атома углерода из основного состояния в возбужденное

sp 3 - гибридизация

Образование sp 3 -гибридных орбиталей

Модель молекулы CH 4

Молекула метана представляет собой тетраэдр с атомом углерода в центре и атомами водорода по вершинам тетраэдра. Тип гибридизации sp 3 . Валентный угол 109 о 28 I . Длина связи С-С 0,154нм(нанометры).

Физические свойства алканов .

Алканы

Твердые

С 16 и далее

Жидкости

С 5 – С 15

Газы

С 1 – С 4

Температуры плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи.

Газообразные и твердые алканы не пахнут, некоторые жидкие алканы обладают характерным «бензиновым» запахом.

Все алканы бесцветны, легче воды и нерастворимы в ней. Алканы хорошо растворяются в органических растворителях, жидкие алканы (пентан, гексан) используются как растворители.

1. Реакции замещения

Протекают по механизму радикального замещения .

а) с галогенами (с Cl 2 – на свету, с Br 2 – при нагревании).

Хлорирование метана

22

в) сульфирование (взаимодействие с концентрированной серной кислотой)

2. Реакции окисления

а) горение:

C n H 2n+2  + (3n+1)/2O 2  → nCO 2  + (n+1)H 2 O  

CH 4  + 2O 2   → CO 2  + 2H 2 O

C 3 H 8  + 5 O 2  → 3 CO 2 + 4 H 2 O

б) неполное окисление:

2C 3 H 8  + 7O 2  → 6CO + 8H 2 O

CH 4  + O 2  → C + 2H 2 O

в) окисление кислородом в присутствии катализатора

метанол(спирт)

метаналь(альдегид)

муравьиная кислота

3. Термические превращения алканов

а) дегидрирование(отщепление водорода) в присутствии катализатора при высоких температурах :

Pt , t°

CH 3 – CH 3

CH 2 =CH 2 + H 2

этилен

Пиролиз - промышленный способ получения ацетилена.

б) дегидроциклизация(ароматизация):

в) крекинг - это реакция разложения алкана с длинной углеродной цепью на алканы и алкены с более короткой углеродной цепью.

г) изомеризация – превращение химического соединения в его изомер

Способы получения

1926 г. Фишер-Тропш

Задания для самостоятельной работы:

Задание 1. Назовите вещества

Задание 2. Осуществить цепочки превращении, назвать вещества.

Домашние задание

Спасибо за внимание!!!