Ալկաններ
Սահմանային կամ հագեցած են կոչվում այն ածխաջրածինները որոնցում ածխածնի ատոմները իրար միացած են C—C միակի կապով, իսկ մնացած վալենտային կապերը հագեցած են ջրածնի ատոմներով: Ալկանների ընդհանուր բանաձև է Cn H2n+2: Ինչպես բոլոր ածխաջրածինները սրանք նույնպես ունեն հոմոլոգիական շարք, որում յուրաքանչուր անդամ իր նախորդինից տարբերվում է CH2 խմբով, որը կոչվում է հոմոլոգիական տարբերություն:Միջազգային անունը` ալկաններ, պատմական անունը պարաֆիններ, լատիներենից` պակաս ակտիվ:
Բովանդակություն |
Կառուցվածքը[խմբագրել]
Ալկանների մոլեկուլում C-երը գտնվում են sp3-հիբ. վիճակում:CH4-ի մոլեկուլում ջրածնի 4 ատոմները C-ի ատոմից գտնվում են միևնույն հեռավորության վրա և տարածության մեջ հեռացված են առավելագույնս դեպի քառանիստի գագաթները կապերի վալենտային անկյունը` 109°28' է: Մնացած ալկաներում կապերի միջև անկյունը նույնն է, իսկ ածխածնային շղթան ընդունում է զիգզագաձև: Բոլոր C-H կապերը հավասար են 0,109 նմ (1 նմ= 10/սմ−9), C-C միակ, պարզ կապի երկարությունը 0,154 նմ է:
Անվանակարգում[խմբագրել]
Անվանակարգման համար ընտրում ենք ածխածնային ամենաերկար շղթան համարակալում ենք այն ծայրից, որին մոտ է տեղակալիչը, իսկ եթե տեղակալիչները գտնվում են նույն հեռավորության վրա, ապա համարակալում ենք փոքր ռադիկալի կողմից, թվերի օգնությամբ տալիս ենք տեղակալիչի դիրքը, ապա ռադիկալի անվանումը և վերջում տալիս ենք ածխածնային շղթայի անվանումը: Սակայն եթե կան մի քանի ռադիկալներ, ապա մինչև ռադիկալի անվանումը գրելը պետք ե նշել միևնույն ռադիկալների թիվը դի-, տրի-, տետրա- և այլ (լատիներեն թվերի օգնությամբ) Օրինակ` 2,3,6-տրիմեթիլ, 4-էթիլ, 5-բութիլ օկտան սրա բանաձևը կլինի C17H36
Հիբրիդացում[խմբագրել]
Ածխածնի ատոմները օրգանական միացություններում քառավալենտ են, այսինքն գտնվում են գռգռված վիճակում: Այս վիճակում տեղի է ունենում հիբրիդացում, որի ընթացքում առաջանում է չորս համարժեք sp3 օրբիտալներ: Մեթանի մոլեկուլում ջրածնի ատոմները ածխածնի ատոմից գտնվում են հավասար հեռավորության վրա: Այս կառուցվածքի շնորհիվ այն ստանում է քառանիստ բրգի տեսք վորում անկյունը հավասար է 1090 28`: Բոլոր ածխաջրածիններում ջրածինը և ածխածինը իրար միացած են սիգմա կապով, որը շատ ամուր կապ է և քանի վոր ալկաններում միայն սիգմա կապեր են, ապա այն շատ պասիվ և քիչ ռեակցունակ է:
Ստացում[խմբագրել]
1)Մեթանը և իր հոմոլոգները լինելով պասիվ և քիչ ռեակցունակ հանդիպում են բնության մեջ ազատ վիճակում: Հատկապես մեթանը բնական գազի հիմնական բաղադրիչն է, այն կա նաև նավթին ուղեկցող գազերի մեջ: 2)Ստացման եղանակներից է ածխածնի և ջրածնի փոխազդեցությունը նիկելե կատալիզատորի առկայությամբ:
C + 2H2 = CH4
3)Մեթանը և նրա հոմոլոգները կարելի է ստանալ համապատասխան կատալիզատորի առկայությամբ և համապատասխան հարաբերակցությամբ CO և H2 փոխազդեցությունից
CO + 3H2 = CH4 + H2O
կամ 4CO + 9H2 = C4H10 + 4H2O
4)Մեթանի և նրա ցանկացած հոմոլոգի ստացման կարևորագույն եղանակներից է Դյումայի ռեակցիան
CH3COOH + NaOH = CH4 + Na2CO3
կամ CH3-CH2-CH2-COOH + NaOH = C3H8 + Na2CO3
5) Սկսած էթանից ցանկացած ալկան կարելի է ստանալ Վյուրցի եղանակով: Ռեակցիայի սկզբունքը այն է որ հալոգենածանցյալներից պոկելով հալոգենները ազատ կապերի միջոցով առաջացնել նոր կապ ածխածնային ռադիկալների միջև`
2 CH3-Br + 2 Na = C2H6 + 2 NaBr
C5H11-Br + 2 Na + Br-CH3 = C6H14 + 2 NaBr
Հատկություններ[խմբագրել]
Ալկանները չեն տալիս միացման ռեակցիաներ, որովհետև նրանցում բոլոր վալենտային կապերը զբաղված են:
1) տալիս են այրման ռեակցիա առաջացնելով ջուր և CO2
- CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
այս ռեակցիայի ընթացքում անջատվում է 880ԿՋ էներգիա, որի համար էլ այն լայն կիրառություն ունի կենցաղում Բոլոր ալկանների այրման ռեակցիաները կարելի է գրել հետևյալ ընդհանուր բանաձևով`
- CnH2n+2 + (1.5n+0.5) O2 = n CO2 + (n+1) H2O
2) Սահմանային ածխաջրածինները առանց օդի մուտքի 12000 տաքացնելիս քայքայվում են առաջացնելով ածխածին (մուր) և ջրածին
- CH4 = C + 2H2
3)Իսկ 15000 պիրոլիզի`
- 2 CH4 = C2H2 + 3 H2
4) Սահմանային երկու և ավելի ածխածին պարունակող ածխաջրածինները ենթարկվում են դեհիդրման
- C3H8 = C3H6 + H2
կամ ավելի խորը
- C3H8 = C3H4 + 2 H2
5) Ալկանները կարող են փողազդել հալոգենների հետ, մասնավորապես քլորի հետ լույսի պայմաններում: այստեղ քլօրի մոլեկուլը ճեղքվում է քլորի երկու ատոմների, որոնք շատ ակտիվ են և ընդանում է շղթայական ռեակցիա, որի հետևանքով ջրածնի ատոմները տեղակլվում են քլորի ատոմներով և անջատվում է քլորաջրածին:
- CH4 + Cl2 = CH3Cl
6)Ալկանները որոնք պարունակում 3 և ավելի ածխածնի ատոմներ բարձր ջերմաստիճանում և կատալիզատորի ներկայուտոյամբ կարող են ենթարկվել կրեկինգի։
Օրինակ` CH3-CH2-CH3 = CH4 + CH2=CH2
կամ
- CH3-CH2-CH2-CH3 = CH3-CH3 + CH2=CH2
Սա կոչվում է հոմոլիտիկ կրեկինգ` այսինքն ածխաջրածինը կիսվում է մեջտեղից հավասար, բայց կա նաև հետերոլիտիկ ճեղքում երբ ածխաջրածինը կիսվում է անհավասարաչափ:
Օրինակ` CH3-CH2-CH2-CH3 = CH4 + CH3-CH=CH2
7) Ալկանները որոշակի պայմաններում կարող են փոխազդել ազոտական թթվի հետ
- CH4 + HNO3 = CH3NO2 + H2O
8)Արդյունաբերության մեջ մրջնալդեհիդը ստանում են մեթանի օքսիդացումից 4000-6000 C
- CH4 + O2 = HCHO + H2O
9) Երկու և ավելի ածխածին պարունակող ալկանները խորը օքսիդացնելիս կատալիզատորի առկայությամբ ստացվում է կարբոնաթթու: Առանձնահատկությունը այն է, որ ալկանը կիսվում է մեջտեղից և առաջացնում համապատասխան թթուն։ Օրինակ՝
- 2 C4>H10 + 5 O2 = 4 CH3COOH + 2 H2O
Աղբյուրներ[խմբագրել]
Գ. Պ. Խոմչենկո։ թարգմաել է՝ Ռոմիկ Հարությունյան, Գայանե Գրիգորյան, Լուսինե Հարությունյանը (2005)։ "գլուխ", խմբ․ Մաշա Մնացականյան: Քիմիայի ձեռնարկ բուհ ընդունվողների համար։ Երևան «Զանգակ 97»: Սոկրատ Մկրտչյան։ ISBN isbn համարը։
 |
Սա գիտության Քիմիա բնագավառի մասին անավարտ հոդված է։ Դուք կարող եք օգնել Վիքիպեդիային՝ ուղղելով և լրացնելով այն։ |
