В химическом отношении алканы достаточно пассивны. 1. Галогенирование CH4 + Cl2 --свет--> HCl + CH3Cl (хлорметан) CH3Cl + CL2 --свет--> CH2CL2(дихлорметан) + HCl CH2Cl2 + Cl2 --свет--> CHCl3(хлороформ) + HCl CHCl3 + Cl2 -- свет--> CCL4 + HCl Реакция замещения легче всего протекает у третьичного атома углерода, затем у вторичного, а за тем у первичного. (В общем, чем меньше к атому углерода "привязано" атомов водорода, тем легче к нему присоединиться галоген, в нашем случае хлор).
3. Окисление. Алканы не взаимодействуют с водными растворами таких сильных окислителей, как: HNO3, H2SO4, KMnO4, K2CrO7, H2O2 и др. - даже при кипячении. Однако, при поджигании они горят с образованием углекислого газа и воды. CH4 + 2O2 --t--> CO2 + 2H2O
4. Алканы подвергаются крекингу, в результате которого из достаточно длинной углеродной цепи образуется алкан и алкен. C8H18 --t, катализатор --> C4H8 + C4H10 При определенных условиях метан может: а) полностью разложиться на простые вещества CH4 --1000 градусов --> C + 2H2 б) образовать ацетилен и водород 2CH4 --1500 градусов --> C2H2 + H2
5. Изомеризация. Алканы нормального строения при температуре и катализаторе превращаться в алканы разветвленного строения. CH3 - CH2 - CH2 - CH3 ---t, AlCl3 --> CH3 - CH - CH3 ! CH3 Бутан Изобутан
6. Дегидрирование. При температуре 400-600 градусов и катализаторе (Pt, Ni) от алканов отщепляется атом водорода. Алкан превращается в алкен. CHC3 - CH2 - CH3 ---t, Pt--> CH2=CH-CH3 + H2 Пропан Пропен
Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 Mg 1s2 2s2 2p6 3s1 3p1
O 1s2 2s2 2p4 O 1s2 2s2 2p4
S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 3d1 и
S 1s2 2s2 2p6 3s1 3p3 3d2
F 1s2 2s2 2p5 F 1s2 2s2 2p5
Br 1s2 2s2 2p6 3s2 2p6 3d10 4s2 4p5.Br 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p4 4d1,
Br 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3 4d2,
Br 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 4p3 4d3
1. Галогенирование
CH4 + Cl2 --свет--> HCl + CH3Cl (хлорметан)
CH3Cl + CL2 --свет--> CH2CL2(дихлорметан) + HCl
CH2Cl2 + Cl2 --свет--> CHCl3(хлороформ) + HCl
CHCl3 + Cl2 -- свет--> CCL4 + HCl
Реакция замещения легче всего протекает у третьичного атома углерода, затем у вторичного, а за тем у первичного. (В общем, чем меньше к атому углерода "привязано" атомов водорода, тем легче к нему присоединиться галоген, в нашем случае хлор).
2. Реакция нитрования (Коновалова).
CH4 + HNO3 = H2O + CH3NO2 (нитрометан)
3. Окисление. Алканы не взаимодействуют с водными растворами таких сильных окислителей, как: HNO3, H2SO4, KMnO4, K2CrO7, H2O2 и др. - даже при кипячении. Однако, при поджигании они горят с образованием углекислого газа и воды.
CH4 + 2O2 --t--> CO2 + 2H2O
4. Алканы подвергаются крекингу, в результате которого из достаточно длинной углеродной цепи образуется алкан и алкен.
C8H18 --t, катализатор --> C4H8 + C4H10
При определенных условиях метан может:
а) полностью разложиться на простые вещества
CH4 --1000 градусов --> C + 2H2
б) образовать ацетилен и водород
2CH4 --1500 градусов --> C2H2 + H2
5. Изомеризация.
Алканы нормального строения при температуре и катализаторе превращаться в алканы разветвленного строения.
CH3 - CH2 - CH2 - CH3 ---t, AlCl3 --> CH3 - CH - CH3
!
CH3
Бутан Изобутан
6. Дегидрирование. При температуре 400-600 градусов и катализаторе (Pt, Ni) от алканов отщепляется атом водорода. Алкан превращается в алкен.
CHC3 - CH2 - CH3 ---t, Pt--> CH2=CH-CH3 + H2
Пропан Пропен