Химия - это просто

Популярно о химии

· Что такое химия
· Периодическая таблица

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

· Углеводороды
· Алканы
· Алкены
· Алкины
· Ароматические углеводороды
· Функциональные группы
· Фракционная перегонка нефти
· Полимеры
· Реакции полимеризации
· Реакции поликонденсации
· Рециркуляция пластмасс

ОБЩАЯ ХИМИЯ

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Алканы

Почему алканы являются простейшими углеводородами?

Ответ достаточно прост - потому, что в молекулах алканов все атомы углерода имеют только одну (ординарную) связь с другими атомами (двойных или тройных связей алканы не имеют), при этом атомы углерода насыщены до предела водородом (отсюда другое название алканов) - каждый атом углерода способен образовать не более четырех ковалентных связей.

Общая формула алканов - C_nH_2n+2 (n - кол-во атомов углерода).

Первым и самым простым представителем алканов является метан - CH₄.

На рисунке изображена модель атома метана, имеющая форму правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. В вершинах тетраэдра находятся атомы водорода, каждый из которых имеет одну связь с центральным атомом углерода. При этом углы между направлениями каждой пары связей (углерод-водород) равны и составляют 109°28'.

Ниже, на рисунке изображены модели метана, этана и пропана.

Из рисунка хорошо видно, что все алканы имеют одну неразветвленную цепь (нормальное строение), при этом каждый "внутренний" атом углерода образует связь с двумя соседними атомами углерода (исключение составляют крайние атомы углеродной цепи).

Формулы алканов нормального строения:

1. Метан - CH₄
2. Этан - C₂H₆
3. Пропан - C₃H₈
4. Бутан - C₄H₁₀
5. Пентан - C₅H₁₂
6. Гексан - C₆H₁₄
7. Гептан - C₇H₁₆
8. Октан - C₈H₁₈
9. Нонан - C₉H₂₀
10. Декан - C₁₀H₂₂

Структурные формулы алканов

Выше на рисунках приведены молекулярные формулы алканов, показывающие химические элементы, входящие в соединение, а также кол-во атомов в каждом соединении.

На практике удобнее пользоваться структурными формулами, которые показывают еще и схему связей атомов, входящих в соединение.

Структурная формула может быть расширенной (каждая ковалентная связь указана прямой линией) или сокращенной (молекула соединения разбивается на группы с отображением схемы связей между атомами углерода).

В свою очередь, сокращенные структурные формулы можно записывать несколькими различными вариантами.

Расширенные формулы пропана:

  H H H
  | | |
H-C-C-C-H
  | | |
  H H H
или
  | | |
 -C-C-C- 
  | | |  

Варианты сокращенных структурных формул для пропана:

CH3-CH2-CH3
CH3CH2CH3
CH3-(CH2)1-CH3

Циклоалканы

В случае, если алканы образуют кольцевые системы, их называют циклоалканами. При этом в сжатой структурной формуле кольцо изображают из отрезков прямых линий, точка пересечения которых обозначает атом углерода, при этом атомы водорода не указывают совсем.

Даже, если вы ранее не были знакомы с алканами, скорее всего, вы знаете, что метан, этан, пропан, бутан являются горючими газами, и нашли широкое применение в качестве топлива, поскольку, основной реакцией в которую вступают алканы - это реакции окисления.