Появившиеся в последней четверти хх века нанотехнологии стремительно развиваются. по определению, данному этого направления эриком дрекслером, нанотехнология - "ожидаемая технология производства, ориентированная на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомной структурой". это значит, что она оперирует с отдельными атомами для того, чтобы получить структуры с атомной точностью. наномир сложен и пока еще сравнительно мало изучен, и все же не столь далек от нас, как это казалось несколько лет назад. большинство из нас регулярно пользуются теми или иными достижениями нанотехнологий, даже не подозревая об этом. например, современная микроэлектроника уже не микро-, а нано: производимые сегодня - основа всех чипов - лежат в диапазоне до 90 нм. и уже запланирована дальнейшая миниатюризация электронных компонентов до 60, 45 и 30 нм. более того, как недавно заявили представители компании "хьюлетт-паккард", , изготавливаемые по традиционной технологии, будут заменены наноструктурами.
алка́ны (парафины)- (насыщенные углеводороды, парафины, алифатические соединения) общая формула - cnh2n+2 ( n - число атомов углерода в молекуле) sр3-гибридизация (все атомы углерода) все σ-связи длина связи с-с - 0,154 нм угол между связями с-c составляет 109°28‘ (поэтому молекулы имеют зигзагообразное строение (зигзаг). по номенклатуре июпак в названии - суффикс –ан. свойства: с1 – с4 – бесцветные газы, c5–c17 – жидкости, c18 – твердые вещества. легче воды, не растворимы в воде и не смешиваются с ней. с увеличением длины цепочки увеличиваются температуры кипения и плавления. у алканов с разветвленным углеродным скелетом температуры кипения и плавления ниже, чем у неразветвленных с таким же числом атомов углерода в молекуле. свойства насыщенные (предельные) углеводороды не вступают в реакции присоединения. для них свойственны: 1.реакции замещения; 2. расщепления; 3. дегидрирования; 4. изомеризации; 5. окисления. эти реакции протекают при нагревании, на свету или с применением катализатора. алканы не реагируют: 1.с концентрированными кислотами, 2. щелочами, 3. перманганатом калия, 4. бромной водой. реакции замещения. 1. галогенирование - хлор и бром на свету или при нагревании. (радикальное замещение). а) хлорирование (н.н.семенов): процесс быстрый, поэтому протекает не избирательно, образуется смесь продуктов замещения: б) бромирование: бромирование – более медленный и избирательный процесс. бром замещает водород у менее гидрогенезированного углерода. избирательность бромирования: третичный → вторичный → первичный атом углерода. механизм радикального замещения: цепной свободнорадикальный. свободный радикал r∙ – это активная частица, несущая на себе один неспаренный электрон и стремящаяся образовать связь с каким-либо другим атомом. 1) инициирование цепи (запуск): молекула хлора под действием кванта света разрывается на два радикала cl· 2) развитие цепи: радикал хлора отрывает от алкана атом водорода. при этом образуется промежуточная частица - алкильный радикал, который в свою очередь отрывает атом хлора от молекулы cl2. при этом вновь получается радикал хлора и процесс повторяется – идёт продолжение цепи: 3) обрыв цепи: соединение двух радикалов в молекулу. 2) нитрование (реакция м.и. коновалова): механизм реакции также радикальный. нагревание до 140 - 150° с с разбавленной (10%-ной) азотной кислотой: избирательность нитрования: третичный > вторичный > первичный атом углерода. 3.сульфирование при действии серной кислоты образуются сульфокислоты: расщепление 1) крекинг - (. cracking, от crack — расщеплять), переработка нефти и её фракций, протекающая с распадом тяжёлых углеводородов. наряду с распадом при крекинге, происходят изомеризация, циклизация, полимеризация и конденсация. а) для алканов с длинными цепями при крекинге получается алкан и алкен. причём при длине больше 5 атомов с получится смесь углеводородов разной длины. б) пиролиз метана (разложение на простые вещества): длительное нагревание метана → углерод и водород: 2. мгновенное нагревание до 1500 градусов и охлаждение → ацетилен 3. нагревание до 600 градусов в присутствии катализатора никеля → этилен дегидрирование - отщепление молекул водорода условия протекания: 400 – 600 0c, катализаторы - pt, ni, al2o3, cr2o3 короткие алканы дегидрируются в алкены или диены: ароматизация гексана и гептана в присутствии катализатора гексан и гептан превращаются в бензол и толуол соответственно. изомеризация перестройка углеродного скелета с образованием других изомеров: при нагревании с катализатором alcl3. окисление 1) горение: образуется углекислый газ и вода при недостатке кислорода горение метана происходит по уравнениям:
ответ:
алка́ны (парафины)- (насыщенные углеводороды, парафины, алифатические соединения) общая формула - cnh2n+2 ( n - число атомов углерода в молекуле) sр3-гибридизация (все атомы углерода) все σ-связи длина связи с-с - 0,154 нм угол между связями с-c составляет 109°28‘ (поэтому молекулы имеют зигзагообразное строение (зигзаг). по номенклатуре июпак в названии - суффикс –ан. свойства: с1 – с4 – бесцветные газы, c5–c17 – жидкости, c18 – твердые вещества. легче воды, не растворимы в воде и не смешиваются с ней. с увеличением длины цепочки увеличиваются температуры кипения и плавления. у алканов с разветвленным углеродным скелетом температуры кипения и плавления ниже, чем у неразветвленных с таким же числом атомов углерода в молекуле. свойства насыщенные (предельные) углеводороды не вступают в реакции присоединения. для них свойственны: 1.реакции замещения; 2. расщепления; 3. дегидрирования; 4. изомеризации; 5. окисления. эти реакции протекают при нагревании, на свету или с применением катализатора. алканы не реагируют: 1.с концентрированными кислотами, 2. щелочами, 3. перманганатом калия, 4. бромной водой. реакции замещения. 1. галогенирование - хлор и бром на свету или при нагревании. (радикальное замещение). а) хлорирование (н.н.семенов): процесс быстрый, поэтому протекает не избирательно, образуется смесь продуктов замещения: б) бромирование: бромирование – более медленный и избирательный процесс. бром замещает водород у менее гидрогенезированного углерода. избирательность бромирования: третичный → вторичный → первичный атом углерода. механизм радикального замещения: цепной свободнорадикальный. свободный радикал r∙ – это активная частица, несущая на себе один неспаренный электрон и стремящаяся образовать связь с каким-либо другим атомом. 1) инициирование цепи (запуск): молекула хлора под действием кванта света разрывается на два радикала cl· 2) развитие цепи: радикал хлора отрывает от алкана атом водорода. при этом образуется промежуточная частица - алкильный радикал, который в свою очередь отрывает атом хлора от молекулы cl2. при этом вновь получается радикал хлора и процесс повторяется – идёт продолжение цепи: 3) обрыв цепи: соединение двух радикалов в молекулу. 2) нитрование (реакция м.и. коновалова): механизм реакции также радикальный. нагревание до 140 - 150° с с разбавленной (10%-ной) азотной кислотой: избирательность нитрования: третичный > вторичный > первичный атом углерода. 3.сульфирование при действии серной кислоты образуются сульфокислоты: расщепление 1) крекинг - (. cracking, от crack — расщеплять), переработка нефти и её фракций, протекающая с распадом тяжёлых углеводородов. наряду с распадом при крекинге, происходят изомеризация, циклизация, полимеризация и конденсация. а) для алканов с длинными цепями при крекинге получается алкан и алкен. причём при длине больше 5 атомов с получится смесь углеводородов разной длины. б) пиролиз метана (разложение на простые вещества): длительное нагревание метана → углерод и водород: 2. мгновенное нагревание до 1500 градусов и охлаждение → ацетилен 3. нагревание до 600 градусов в присутствии катализатора никеля → этилен дегидрирование - отщепление молекул водорода условия протекания: 400 – 600 0c, катализаторы - pt, ni, al2o3, cr2o3 короткие алканы дегидрируются в алкены или диены: ароматизация гексана и гептана в присутствии катализатора гексан и гептан превращаются в бензол и толуол соответственно. изомеризация перестройка углеродного скелета с образованием других изомеров: при нагревании с катализатором alcl3. окисление 1) горение: образуется углекислый газ и вода при недостатке кислорода горение метана происходит по уравнениям: