Question

Ответьте на вопросы. СРОЧНО 1. Строение алканов, гомологический ряд, изомерия, номенклатура 2. Химические свойства, получение и применение алканов 3. Непредельные углеводороды, строение и свойства на примере этилена 4. Ацетилен его строение, свойства и применение 5. Бензол – представитель ароматических углеводородов

Answer 1

Ответ:

1)В алканах каждый атом углерода находится в состоянии sp3-гибридизации и образует четыре σ-связи C−C и C−H, углы  между которыми 109,5° ; длина связи C−C в алканах равна 0,154 нм. Напомним, что атом углерода образует σ-связь при перекрывании гибридных орбиталей (sp3-, sp2- или sp-атомных орбиталей) с гибридными орбиталями другого атома углерода или любыми орбиталями  атомов других элементов. Перекрывание осуществляется таким образом, что область максимальной электронной плотности сосредотачивается в пространстве на прямой, соединяющей ядра атомов. Такое  перекрывание наиболее эффективно, σ-связи самые прочные.

2)В обычных условиях алканы химически  инертны. Они устойчивы к действию многих реагентов: не взаимодействуют с концентрированными серной и азотной кислотами,

с концентрированными и расплавленными щелочами, не окисляются сильными окислителями, например перманганатом калия KMnO4.

Химическая устойчивость алканов объясняется высокой прочностью σ-связей C−C и C−H, а также их неполярностью. Неполярные

связи C−C и C−H в алканах не склонны к ионному разрыву, но способны расщепляться гомолитически под действием активных свободных радикалов. Поэтому для алканов характерны радикальные

реакции; в этих реакциях образуются соединения, где атомы водорода замещены на другие атомы или группы атомов. Следовательно,

алканы вступают в реакции, протекающие по механизму радикального замещения, обозначаемого символом SR (от англ. substitution

radicalic). По этому механизму легче всего замещаются атомы водорода у третичных, затем у вторичных и первичных атомов углерода.

1. Галогенирование. При взаимодействии алканов с галогенами

(хлором и бромом) под действием УФ-излучения или высокой температуры образуется смесь продуктов от моно- до полигалогензамещенных алканов. Общая схема реакций радикального замещения  показана на примере хлорирования метана:

Реакция образования хлорметана протекает по цепному механизму, который характеризуется образованием свободных радикалов и

включает несколько стадий.

Рост цепи. Радикал хлора отнимает у молекулы алкана атом водорода.

Далее образующийся алкильный радикал может отнимать атом

хлора у молекулы хлора:

Эти реакции (стадии) повторяются до тех пор, пока не произойдет

обрыв цепи по одной из реакций:

Хлорметан может подвергаться дальнейшему хлорированию с образованием смеси продуктов CH2Cl2, CHCl3, CCl4

2. Нитрование (реакция Коновалова). При действии разбавленной азотной кислоты на алканы при 140 °C и небольшом давлении протекает радикальная реакция Как отмечено выше, при радикальных реакциях (галогенирование, нитрование) в первую очередь замещаются атомы водорода  у третичных, затем у вторичных и первичных атомов углерода. Это  объясняется тем, что легче всего происходит гомолитический разрыв связи третичного атома углерода с водородом (энергия связи  376 кДж/моль), затем — вторичного (390 кДж/моль) и только потом — первичного (415 кДж/моль).458 Глава 20

3. Изомеризация. Нормальные алканы при определенных условиях могут превращаться в алканы с разветвленной цепью.

4. Гомолитический разрыв связей C−C, который происходит при

крекинге, требует нагревания и присутствия катализаторов, благодаря этому из высших алканов образуются алкены и низшие алканы, из метана и этана — ацетилен.

Эти реакции имеют большое промышленное значение. Таким путем высококипящие фракции нефти (мазут) превращают в бензин,

керосин и другие ценные продукты

5. Окисление. При мягком окислении метана кислородом воздуха в присутствии различных катализаторов могут быть получены

метиловый спирт, формальдегид, муравьиная кислота.

Мягкое каталитическое окисление бутана кислородом воздуха —

один из промышленных способов получения уксусной кислоты:

На воздухе алканы сгорают до CO2 и H2О.

Метан, этан, бутан и другие алканы служат сырьем в промышленных синтезах

Объяснение:

Answer 2

1. Строение алканов, гомологический ряд, изомерия, номенклатура:

   • Алканы - это насыщенные углеводороды, состоящие только из атомов углерода и водорода, связанных одинарными связями.
   • Гомологический ряд алканов представляет собой последовательность алканов, в которой каждый следующий член отличается от предыдущего на массу метиленового (CH2) фрагмента.
   • Изомерия алканов возникает из-за возможности различных пространственных ориентаций атомов в углеводородной цепи. Изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, но различаются по структуре и химическим свойствам.
   • Номенклатура алканов основана на системе правил, известных как система IUPAC (Международное объединение по чистой и прикладной химии). Согласно этой системе, названия алканов основываются на числе атомов углерода в молекуле и используются префиксы, такие как мет-, эт-, проп-, бут-, пент-, и так далее.

2. Химические свойства, получение и применение алканов:

   • Алканы являются химически инертными веществами и обладают низкой реакционной активностью.
   • Получение алканов происходит главным образом путем реакций, включающихся в нефтехимические процессы, такие как крекинг или гидрирование нефти.
   • Алканы широко используются как топливо, в особенности в виде природного газа и газообразного пропана и бутана. Они также могут использоваться в качестве растворителей, смазочных материалов и в производстве пластмасс.

3. Непредельные углеводороды, строение и свойства на примере этилена:

   • Непредельные углеводороды содержат двойную или тройную связь между атомами углерода.
   • Этилен (C2H4) является примером непредельного углеводорода. Он состоит из двух атомов углерода, связанных двойной связью