Κορεσμένους υδρογονάνθρακες (παραφίνες) είναι οριακές αλειφατικοί υδρογονάνθρακες, όπου τα άτομα άνθρακα υπάρχει μεταξύ απλών (μονό) δεσμό.
Όλα τα άλλα σθένη είναι κορεσμένα πλήρως με άτομα υδρογόνου.
Οι κορεσμένοι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες έχουν κοινόο τύπος CnH2n + 2. Υπό κανονικές συνθήκες, οι εκπρόσωποι αυτής της κατηγορίας παρουσιάζουν μια αδύναμη αντιδραστικότητα, επομένως ονομάζονται "παραφίνη". Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες αρχίζουν με μεθάνιο, το οποίο έχει τον μοριακό τύπο CH4.
Αυτή η οργανική ουσία είναι άοσμηκαι το χρώμα, το αέριο είναι σχεδόν διπλάσιο από το αέριο. Στη φύση σχηματίζεται κατά την αποσύνθεση των ζώων και των φυτικών οργανισμών, αλλά μόνο όταν δεν υπάρχει πρόσβαση σε αέρα. Βρίσκεται σε ανθρακωρυχεία, σε βάλτο υδατορρεύματα. Σε μικρές ποσότητες, το μεθάνιο αποτελεί μέρος του φυσικού αερίου, που χρησιμοποιείται σήμερα ως καύσιμο στην παραγωγή, στην καθημερινή ζωή.
Αυτός ο κορεσμένος υδρογονάνθρακας, που ανήκει στην κατηγορία των αλκανίων, έχει έναν ομοιοπολικό πολικό δεσμό. Η τετραεδρική δομή εξηγείται από την υβριδοποίηση sp3 του ατόμου άνθρακα, η γωνία σθένους είναι 109 ° 28 ".
Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες μπορούν να ονομάζονταισυστηματική ονοματολογία. Υπάρχει μια σειρά ενεργειών που επιτρέπουν να ληφθούν υπόψη όλες οι διακλαδώσεις που υπάρχουν στο μόριο του τελικού υδρογονάνθρακα. Πρώτον, πρέπει να προσδιορίσετε τη μακρύτερη αλυσίδα άνθρακα, και στη συνέχεια να αριθμήσετε τα άτομα άνθρακα. Για να γίνει αυτό, επιλέξτε το τμήμα του μορίου στο οποίο υπάρχει μέγιστη διακλάδωση (περισσότερες ρίζες). Παρουσία αρκετών ίδιων ριζών στο αλκάνιο, με το όνομά τους, καθορίστε τα προθέματα: δι-, τρι-, τετρα. Για να διευκρινιστεί η θέση των ενεργών σωματιδίων σε ένα μόριο υδρογονανθράκων, χρησιμοποιήστε τα στοιχεία. Το τελικό στάδιο στο όνομα των παραφινών είναι η ένδειξη της ίδιας της αλυσίδας άνθρακα, με την προσθήκη του επιθέματος -an.
Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες διαφέρουν συνολικάκατάσταση. Οι πρώτοι τέσσερις εκπρόσωποι αυτού του ταμείου είναι αεριώδεις ενώσεις (από μεθάνιο σε βουτάνιο). Καθώς αυξάνεται το σχετικό μοριακό βάρος, λαμβάνει χώρα μία μετάβαση στο υγρό και στη συνέχεια στην κατάσταση στερεών συσσωματωμάτων.
Οι κορεσμένοι και ακόρεστοι υδρογονάνθρακες δεν διαλύονται στο νερό, αλλά μπορούν να διαλυθούν σε μόρια οργανικών διαλυτών.
Ποιοι τύποι ισομερισμού είναι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες; Παραδείγματα της δομής των εκπροσώπων αυτής της κατηγορίας, ξεκινώντας με βουτάνιο, δείχνουν την παρουσία ισομερισμού του σκελετού άνθρακα.
Η αλυσίδα άνθρακα που σχηματίζεται από ομοιοπολικήπολικές συνδέσεις, έχει μια ζιγκ-ζαγκ εμφάνιση. Αυτός είναι ο λόγος για την αλλαγή στο χώρο της κύριας αλυσίδας, δηλαδή, την ύπαρξη διαρθρωτικών ισομερών. Για παράδειγμα, κατά την αλλαγή της διάταξης των ατόμων σε ένα μόριο βουτανίου, ισομερές που σχηματίζεται - 2metilpropan.
Ας εξετάσουμε τις βασικές χημικές ιδιότητεςκορεσμένους υδρογονάνθρακες. Για τους αντιπροσώπους αυτής της κατηγορίας υδρογονανθράκων, οι αντιδράσεις προσθήκης δεν είναι χαρακτηριστικές, αφού όλοι οι δεσμοί στο μόριο είναι απλοί (κορεσμένοι). Τα αλκάνια εισέρχονται σε αλληλεπιδράσεις που συνδέονται με την αντικατάσταση του ατόμου υδρογόνου με αλογόνο (αλογόνωση), νιτροομάδα (νίτρωση). Αν οι τύποι των κορεσμένων υδρογονανθράκων είναι της μορφής CnH2n + 2, τότε μετά από την υποκατάσταση σχηματίζεται μια ουσία της σύνθεσης CnH2n + 1CL και επίσης CnH2n + 1NO2.
Η διαδικασία υποκατάστασης είναι ελεύθερη ρίζαμηχανισμό. Πρώτον, σχηματίζονται δραστικά σωματίδια (ρίζες), ακολουθούμενα από το σχηματισμό νέων οργανικών ουσιών. Σε αντίδραση με τους εκπροσώπους της έβδομης ομάδας (της κύριας υποομάδας) του περιοδικού πίνακα, εισέρχονται όλα τα αλκάνια, αλλά η διαδικασία προχωράει μόνο σε αυξημένη θερμοκρασία ή παρουσία ενός κβαντικού φωτός.
Также для всех представителей ряда метана χαρακτηριστική αλληλεπίδραση με οξυγόνο αέρα. Κατά την καύση, το διοξείδιο του άνθρακα, ο υδρατμός, ενεργεί ως προϊόν αντίδρασης. Η αντίδραση συνοδεύεται από το σχηματισμό μιας σημαντικής ποσότητας θερμότητας.
Όταν το μεθάνιο αντιδρά με οξυγόνο στον αέραείναι δυνατή μια έκρηξη. Παρόμοιο αποτέλεσμα είναι χαρακτηριστικό για άλλους εκπροσώπους της κατηγορίας των περιοριστικών υδρογονανθράκων. Γι 'αυτό ένα μείγμα βουτανίου με προπάνιο, αιθάνιο, μεθάνιο είναι επικίνδυνο. Για παράδειγμα, τέτοιες συστάδες είναι χαρακτηριστικές για τα ανθρακωρυχεία, τα εργαστήρια κατασκευής. Στην περίπτωση θέρμανσης άνω του 1000 ° C του τελικού υδρογονάνθρακα, πραγματοποιείται η αποσύνθεσή του. Υψηλότερες θερμοκρασίες οδηγούν στην παραγωγή ακόρεστων υδρογονανθράκων, καθώς και στον σχηματισμό αερίου υδρογόνου. Η διαδικασία αφυδρογόνωσης έχει βιομηχανική σημασία, καθιστά δυνατή την απόκτηση ποικιλίας οργανικών ουσιών.
Για τους υδρογονάνθρακες της σειράς μεθανίου, ξεκινώντας από το βουτάνιο, είναι χαρακτηριστικός ο ισομερισμός. Η ουσία του είναι να αλλάξει τον σκελετό άνθρακα, για να ληφθούν κορεσμένοι υδρογονάνθρακες διακλαδισμένης φύσης.
Το μεθάνιο χρησιμοποιείται ως φυσικό αέριοτη μορφή καυσίμων. Μεγάλη πρακτική σημασία έχουν τα παράγωγα χλωρίου του μεθανίου. Για παράδειγμα, το χλωροφόρμιο (τριχλωρομεθάνιο) και το ιωδιοφόρο (τριιωδομεθάνιο) χρησιμοποιούνται στην ιατρική και ο τετραχλωράνθρακας σταματά την πρόσβαση του οξυγόνου στη διαδικασία εξάτμισης, έτσι χρησιμοποιείται για την κατάσβεση των πυρκαγιών.
Λόγω της μεγάλης αξίας της θερμότητας καύσης υδρογονανθράκων, χρησιμοποιούνται ως καύσιμο όχι μόνο στη βιομηχανική παραγωγή αλλά και για οικιακούς σκοπούς.
Ένα μείγμα προπανίου με βουτάνιο, που ονομάζεται "υγροποιημένο αέριο", έχει ιδιαίτερη σημασία στην περιοχή όπου δεν είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί φυσικό αέριο.
Εκπρόσωποι υδρογονανθράκων σε υγρόείναι καύσιμα για κινητήρες εσωτερικής καύσης σε αυτοκίνητα (βενζίνη). Επιπλέον, το μεθάνιο είναι μια διαθέσιμη πρώτη ύλη για διάφορες χημικές βιομηχανίες.
Για παράδειγμα, η αντίδραση αποσύνθεσης και καύσης μεθανίουπου χρησιμοποιείται για τη βιομηχανική παραγωγή αιθάλης, απαραίτητη για την παραγωγή μελανιού εκτύπωσης, καθώς και τη σύνθεση διαφόρων προϊόντων από καουτσούκ από καουτσούκ.
Για να γίνει αυτό, ο φούρνος μαζί με το μεθάνιο σερβίρεται τέτοιαέτσι ώστε ο κορεσμένος υδρογονάνθρακας να καεί μερικώς. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, μερικά από το μεθάνιο θα αποσυντεθούν και θα σχηματιστεί λεπτή αιθάλη.
Το μεθάνιο είναι η κύρια πηγή βιομηχανικής παραγωγής υδρογόνου που καταναλώνεται στη σύνθεση αμμωνίας. Για να πραγματοποιηθεί η αφυδρογόνωση, το μεθάνιο αναμειγνύεται με υδρατμούς.
Η διεργασία λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία περίπου 400 ° C,πίεση περίπου 2-3 MPa, χρησιμοποιούμενο καταλύτη αλουμινίου και νικελίου. Ορισμένες συνθέσεις χρησιμοποιούν ένα μείγμα αερίων, το οποίο σχηματίζεται σε αυτή τη διαδικασία. Εάν οι μεταγενέστεροι μετασχηματισμοί περιλαμβάνουν τη χρήση καθαρού υδρογόνου, τότε πραγματοποιείται καταλυτική οξείδωση μονοξειδίου του άνθρακα με υδρατμούς.
Η χλωρίωση παράγει ένα μείγμα παραγώγων χλωρίουμεθανίου που έχει ευρεία βιομηχανική εφαρμογή. Για παράδειγμα, το χλωρομεθάνιο είναι ικανό να απορροφά θερμότητα, επομένως χρησιμοποιείται ως ψυκτικό μέσο σε σύγχρονες μονάδες ψύξης.
Το διχλωρομεθάνιο είναι ένας καλός διαλύτης οργανικών ουσιών που χρησιμοποιούνται στη χημική σύνθεση.
Υδροχλωρίδιο που παράγεται κατά τη διαδικασίαη ριζική αλογόνωση, μετά από διάλυση σε νερό, γίνεται υδροχλωρικό οξύ. Επί του παρόντος, το ακετυλένιο, το οποίο αποτελεί πολύτιμη χημική πρώτη ύλη, παράγεται επίσης από μεθάνιο.
Εκπρόσωποι της ομόλογης σειράς μεθανίου είναι ευρέωςκοινό χαρακτήρα, γεγονός που τις καθιστά δημοφιλείς ουσίες σε πολλούς τομείς της σύγχρονης βιομηχανίας. Από τα ομόλογα μεθανίου, είναι δυνατό να παραχθούν διακλαδισμένοι υδρογονάνθρακες, οι οποίοι είναι απαραίτητοι για τη σύνθεση διαφόρων κατηγοριών οργανικών ουσιών. Οι ανώτεροι εκπρόσωποι της κατηγορίας αλκανίων είναι η πρώτη ύλη για την παραγωγή συνθετικών απορρυπαντικών.
Εκτός από τις παραφίνες, αλκάνια, πρακτικό ενδιαφέρονκυκλοαλκάνια ονομάζονται επίσης κυκλοπαραφίνες. Τα μόρια τους περιέχουν επίσης απλούς δεσμούς, αλλά η ιδιαιτερότητα των αντιπροσώπων αυτής της τάξης είναι η παρουσία μιας κυκλικής δομής. Τόσο τα αλκάνια όσο και τα κυκλοακάνια χρησιμοποιούνται σε μεγάλες ποσότητες ως αέρια καύσιμα, καθώς οι διαδικασίες συνοδεύονται από την απελευθέρωση σημαντικής ποσότητας θερμότητας (εξωθερμική επίδραση). Προς το παρόν, τα αλκάνια, τα κυκλοαλκάνια θεωρούνται η πιο πολύτιμη χημική πρώτη ύλη · επομένως, η πρακτική χρήση τους δεν περιορίζεται στις τυπικές αντιδράσεις καύσης.
