ច្បាប់សម្រាប់សមាសភាពនៃអ៊ីសូមនៃអាល់កាន។ អាល់កាណេស

សរុបទៅ សារធាតុ 390 ដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមអាល់កានត្រូវបានគេស្គាល់។ សហភាពអន្តរជាតិនៃគីមីវិទ្យាបរិសុទ្ធ និងអនុវត្ត - IUPAC ឬ IUPAC - បានបង្កើតនាមនាមសម្រាប់ alkanes ដើម្បីធ្វើឱ្យវាងាយស្រួលក្នុងការដាក់ឈ្មោះសមាសធាតុនីមួយៗដោយដឹងតែរូបមន្តរបស់វា។

ច្បាប់ទូទៅ

ឈ្មោះអាល់កានត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយបច្ច័យ -an ។ អ្នកតំណាងបួននាក់ដំបូងនៃស៊េរីដូចគ្នា - មេតាន, អេតាន, ប្រូផេន, ប៊ូតាន - មានឈ្មោះជាប្រវត្តិសាស្ត្រ។ បុព្វបទនៅក្នុងឈ្មោះរបស់ alkanes ផ្សេងទៀតបង្ហាញពីចំនួនអាតូមកាបូននៅក្នុងសារធាតុ៖

• pent- - ប្រាំ;
• hex - ប្រាំមួយ;
• hept- - ប្រាំពីរ;
• តុលា - ប្រាំបី;
• មិន - ប្រាំបួន;
• ខែធ្នូ - ដប់។

អង្ករ។ 1. ស៊េរីដូចគ្នានៃ alkanes ។

មួយគឺ un- ឬ gen-, ពីរគឺ do-, បីគឺបី-, បួនគឺ tetra- ។

បុព្វបទ និងបច្ច័យត្រូវបានរក្សាទុកសម្រាប់សារធាតុទាំងអស់។ ចាប់ផ្តើមពីព្រឹទ្ធបុរស ឫសមួយត្រូវបានបន្ថែមទៅឈ្មោះ។ វាផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងរាល់សារធាតុទាំងដប់ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយបុព្វបទ។ ឧទាហរណ៍ eicosane មាន 20 carbons, triacontane - 30, tetracontane - 40, pentacontane - 50 ។

ឈ្មោះនៃសារធាតុទាំងនេះផ្លាស់ទីទៅដប់បន្ទាប់ដោយបន្ថែមបុព្វបទ និងបច្ច័យ។ ឧទាហរណ៍ eicosane ត្រូវបានបន្តដោយ heneicosane, docosane, tricosane និង triacontane - gentriacontan, dotriacontan, tritriacontan, tetratriacontan ជាដើម។

ឈ្មោះនៃខ្សែសង្វាក់សាខា

សារធាតុដែលមានចំនួនអាតូមដូចគ្នា ប៉ុន្តែមានការរៀបចំផ្សេងគ្នាត្រូវបានគេហៅថា isomers ។ ប្រៀបធៀប butane និង isobutane ។ ក្នុងករណីទាំងពីររូបមន្តគឺ C 4 H 10 ប៉ុន្តែអាតូមត្រូវបានរៀបចំខុសគ្នា។ ក្នុងករណីទី 1 ខ្សែសង្វាក់វែងជាងហើយទីពីរវាខ្លីជាងដោយតំណមួយ។ ឈ្មោះរបស់ isomers ត្រូវគ្នាទៅនឹងឈ្មោះរបស់ alkanes ដែលមានបុព្វបទ iso-។

អង្ករ។ 2. Butane និង isobutane ។

ដើម្បីដាក់ឈ្មោះ និងចង្អុលបង្ហាញទីតាំងរបស់រ៉ាឌីកាល់កាន់តែត្រឹមត្រូវ នាមនាមដាច់ដោយឡែកមួយត្រូវបានប្រើ។ ច្បាប់សម្រាប់កំណត់ឈ្មោះខ្សែសង្វាក់សាខា៖

• យកខ្សែសង្វាក់វែងបំផុតឬមួយដែលមានចំនួនសាខាច្រើនបំផុតជាខ្សែសង្វាក់សំខាន់ - នេះនឹងជាឈ្មោះសំខាន់នៃសារធាតុ (នៅក្នុង isobutane ខ្សែសង្វាក់វែងបំផុតមានកាបូនបី - នេះគឺជាប្រូផេន);
• លេខអាតូមកាបូនដែលចាប់ផ្តើមពីចុងបញ្ចប់ដែលរ៉ាឌីកាល់នៅជាប់គ្នា (នៅក្នុង isopentane អាល់គីលត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅចុងខាងស្តាំ);
• ប្រសិនបើមាន alkyls នៅចុងទាំងពីរ សូមជ្រើសរើសចុងបញ្ចប់ជាមួយនឹងរ៉ាឌីកាល់ដែលមានអាតូមកាបូនតិចជាង។
• ប្រសិនបើចំនួនអាតូមកាបូននៅក្នុង alkyl equidistant គឺដូចគ្នា, ជ្រើសរើសចុងបញ្ចប់ជាមួយនឹងចំនួនធំបំផុតនៃសាខា;
• ដាក់ឈ្មោះសមាសធាតុ ចង្អុលបង្ហាញ បំបែកដោយសញ្ញាក្បៀស ចំនួនអាតូមដែលមានរ៉ាឌីកាល់ (2,2,3-, 1,4-);
• ចង្អុលបង្ហាញបុព្វបទដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងចំនួនអាល់កុល (di-, tri-);
• រាយបញ្ជីរ៉ាឌីកាល់ (methyl-, chloromethyl-);
• បំពេញដោយឈ្មោះនៃខ្សែសង្វាក់សំខាន់ (-propane, -butane, -pentane) ។

នៅក្នុងរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធ អាល់កុលត្រូវបានសរសេរដោយរបារបញ្ឈរខាងលើ និងខាងក្រោមអាតូមកាបូន។ វាអាចទទួលយកបានក្នុងការសរសេររ៉ាឌីកាល់នៅក្នុងវង់ក្រចកបន្ទាប់ពីអាតូមកាបូន។ ឧទាហរណ៍ 2-methylbutane - CH 3 -CH(CH 3) -CH 2 -CH 3 ។

ឧទាហរណ៍

ឧទាហរណ៍មួយចំនួននៃនាមត្រកូលនៃ alkanes ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធសាខាត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងតារាង។

អង្ករ។ 3. ឧទាហរណ៍នៃរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានឈ្មោះ។

តើយើងបានរៀនអ្វីខ្លះ?

ឈ្មោះ alkanes អនុលោមតាមនាមវចនានុក្រម IUPAC ត្រូវបានផ្សំឡើងដោយបច្ច័យ -ane ដែលជាបុព្វបទបង្ហាញពីចំនួនអាតូមកាបូន និងឫសគល់នៃឈ្មោះនៃរាល់ពាក្យដូចគ្នាភាគដប់។ ឈ្មោះរបស់អាល់កានទាំងបួនដំបូងគួរតែត្រូវបានចងចាំ។ ម៉ូលេគុលសាខារួមមានបញ្ជីនៃចំនួនអាតូមដែលមានរ៉ាឌីកាល់ បុព្វបទបង្ហាញពីចំនួនរបស់វា បញ្ជីរ៉ាឌីកាល់ និងឈ្មោះខ្សែសង្វាក់សំខាន់។

សាកល្បងលើប្រធានបទ

ការវាយតម្លៃនៃរបាយការណ៍

ការវាយតម្លៃជាមធ្យម៖ ៤.២. ការវាយតម្លៃសរុបទទួលបាន៖ ១៧១។

អាល់កាន ឬអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត aliphatic គឺជាសមាសធាតុដែលមានខ្សែសង្វាក់បើកចំហ (មិនស៊ីក្លូ) នៅក្នុងម៉ូលេគុលដែលអាតូមកាបូនត្រូវបានភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមកដោយចំណង σ ។ អាតូមកាបូននៅក្នុង alkanes ស្ថិតក្នុងស្ថានភាពនៃ sp 3 hybridization ។

Alkanes បង្កើតជាស៊េរីដូចគ្នាដែលសមាជិកនីមួយៗខុសគ្នាដោយឯកតារចនាសម្ព័ន្ធថេរ -CH 2 - ដែលត្រូវបានគេហៅថាភាពខុសគ្នាដូចគ្នា។ អ្នកតំណាងសាមញ្ញបំផុតគឺមេតាន CH 4 ។

• រូបមន្តទូទៅនៃអាល់កានៈ C n H 2n + 2

សម្រាប់ alkanes បន្ថែមពីលើ isomerism រចនាសម្ព័ន្ធ មាន isomerism អនុលោមភាព និងចាប់ផ្តើមជាមួយ heptane, enantiomerism:

នាមត្រកូល IUPACបុព្វបទ​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ក្នុង​នាម​របស់ alkanes n-, ទីពីរ-, អ៊ីសូ, tert-, ណូ:

• n-មានន័យថារចនាសម្ព័ន្ធធម្មតា (មិនរលួយ) នៃខ្សែសង្វាក់អ៊ីដ្រូកាបូន;
• ទីពីរ-អនុវត្តតែចំពោះ butyl កែច្នៃឡើងវិញ;
• tert-មានន័យថា alkyl នៃរចនាសម្ព័ន្ធទីបី;
• អ៊ីសូសាខានៅចុងបញ្ចប់នៃខ្សែសង្វាក់;
• ណូប្រើសម្រាប់អាល់គីលជាមួយអាតូមកាបូន quaternary ។

នាមត្រកូលនៃ alkanes សាខាគឺផ្អែកលើច្បាប់មូលដ្ឋានដូចខាងក្រោមៈ

• ដើម្បីបង្កើតឈ្មោះ ខ្សែសង្វាក់វែងនៃអាតូមកាបូនត្រូវបានជ្រើសរើស និងដាក់លេខដោយលេខអារ៉ាប់ (ទីតាំង) ដោយចាប់ផ្តើមពីចុងបញ្ចប់ដែលខិតទៅជិតកន្លែងដែលសារធាតុជំនួសស្ថិតនៅ ឧទាហរណ៍៖

• ប្រសិនបើក្រុមអាល់គីលដូចគ្នាកើតឡើងច្រើនជាងមួយដង នោះគុណនឹងបុព្វបទត្រូវបានដាក់នៅពីមុខវាក្នុងឈ្មោះ ឌី-(មុនស្រៈ ឌី-), បី-, tetra-ល និងកំណត់អាលគីលនីមួយៗដោយឡែកពីគ្នាដោយលេខ ឧទាហរណ៍៖

• ប្រសិនបើសាខាចំហៀងនៃខ្សែសង្វាក់មេមានសារធាតុជំនួសអាល់គីលផ្សេងៗ នោះពួកវាត្រូវបានរៀបចំឡើងវិញតាមអក្ខរក្រម (ជាមួយបុព្វបទគុណ ឌី-, tetra-ល។ ក៏ដូចជាបុព្វបទ n-, ទីពីរ-, tert-មិនត្រូវបានពិចារណា) ឧទាហរណ៍៖

• ប្រសិនបើជម្រើសពីរឬច្រើនសម្រាប់ខ្សែសង្វាក់វែងបំផុតគឺអាចធ្វើទៅបាន បន្ទាប់មកជ្រើសរើសមួយដែលមានចំនួនអតិបរមានៃសាខាចំហៀង។
• ឈ្មោះនៃក្រុមអាល់គីលស្មុគ្រស្មាញត្រូវបានសាងសង់ដោយយោងទៅតាមគោលការណ៍ដូចគ្នានឹងឈ្មោះអាល់កាន ប៉ុន្តែការដាក់លេខរៀងនៃខ្សែសង្វាក់អាល់គីលគឺតែងតែស្វយ័ត ហើយចាប់ផ្តើមដោយអាតូមកាបូនដែលមាន valent សេរី ឧទាហរណ៍៖

• នៅពេលប្រើក្នុងនាមក្រុមបែបនេះ វាត្រូវបានដាក់ក្នុងតង្កៀប ហើយអក្សរទីមួយនៃឈ្មោះក្រុមទាំងមូលត្រូវយកមកពិចារណាតាមលំដាប់អក្ខរក្រម៖

វិធីសាស្រ្តទាញយកឧស្សាហកម្ម 1. ការទាញយកឧស្ម័ន alkanes ។ឧស្ម័នធម្មជាតិមានជាចម្បងនៃមេតាន និងសារធាតុផ្សំតូចៗនៃអេតាន ប្រូផេន និងប៊ូតេន។ ឧស្ម័ននៅក្រោមសម្ពាធនៅសីតុណ្ហភាពទាបត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រភាគសមស្រប។

2. ការទាញយកអាល់កានពីប្រេង។ប្រេងឆៅត្រូវបានបន្សុត និងកែច្នៃ (ចម្រោះ ប្រភាគ បំបែក)។ ល្បាយឬសមាសធាតុបុគ្គលត្រូវបានទទួលពីផលិតផលកែច្នៃ។

3. អ៊ីដ្រូសែននៃធ្យូងថ្ម (វិធីសាស្រ្តនៃ F. Bergius, 1925) ។ធ្យូងថ្មរឹងឬពណ៌ត្នោតនៅក្នុង autoclaves នៅ 30 MPa នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ (អុកស៊ីដនិងស៊ុលហ្វីតនៃ Fe, Mo, W, Ni) នៅក្នុងបរិយាកាសអ៊ីដ្រូកាបូនត្រូវបានអ៊ីដ្រូសែនហើយបំលែងទៅជាអាល់កានដែលហៅថាឥន្ធនៈម៉ូទ័រ:

nC + (n+1)H 2 = C n H 2n + 2

4. Oxosynthesis នៃ alkanes (វិធីសាស្រ្តនៃ F. Fischer - G. Tropsch, 1922) ។ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Fischer-Tropsch អាល់កានត្រូវបានទទួលពីឧស្ម័នសំយោគ។ ឧស្ម័នសំយោគគឺជាល្បាយនៃ CO និង H 2 ដែលមានសមាមាត្រខុសៗគ្នា។ វាត្រូវបានទទួលពីមេតានដោយប្រតិកម្មមួយដែលកើតឡើងនៅ 800-900 ° C នៅក្នុងវត្តមាននៃនីកែលអុកស៊ីដ NiO ដែលគាំទ្រនៅលើ Al 2 O 3:

CH 4 + H 2 O ⇄ CO + 3H ២

CH 4 + CO 2 ⇄ 2CO + 2H ២

2CH 4 + O 2 ⇄ 2CO + 4H ២

Alkanes ត្រូវបានទទួលដោយប្រតិកម្ម (សីតុណ្ហភាពប្រហែល 300 អង្សាសេ កាតាលីករ Fe-Co)៖

nCO + (2n+1)H 2 → C n H 2n + 2 + nH 2 O

ល្បាយលទ្ធផលនៃអ៊ីដ្រូកាបូនដែលមានភាគច្រើននៃ alkanes នៃរចនាសម្ព័ន្ធ (n = 12-18) ត្រូវបានគេហៅថា "syntin" ។

5. ចំហុយស្ងួត។អាល់កានត្រូវបានទទួលក្នុងបរិមាណតិចតួចដោយការចំហរស្ងួត ឬកំដៅធ្យូងថ្ម ដីឥដ្ឋ ឈើ និង peat ដោយមិនមានខ្យល់ចូល។ សមាសភាពប្រហាក់ប្រហែលនៃល្បាយលទ្ធផលគឺអ៊ីដ្រូសែន 60% មេតាន 25% និងអេទីឡែន 3-5% ។

វិធីសាស្រ្តទាញយកមន្ទីរពិសោធន៍ 1. ការរៀបចំពី haloalkyls

1.1. ប្រតិកម្មជាមួយសូដ្យូមលោហធាតុ (Wurz, 1855) ។ប្រតិកម្មមានអន្តរកម្មនៃលោហៈអាល់កាឡាំងជាមួយ haloalkyl ហើយត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការសំយោគអាល់កានស៊ីមេទ្រីខ្ពស់៖

2CH 3 -I + 2Na ⇄ CH 3 -CH 3 + 2NaI

ប្រសិនបើ haloalkyls ពីរផ្សេងគ្នាចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មនោះ ល្បាយនៃ alkanes ត្រូវបានបង្កើតឡើង:

3CH 3 -I + 3CH 3 CH 2 -I + 6Na → CH 3 -CH 3 + CH 3 CH 2 CH 3 + CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 6NaI

1.2 អន្តរកម្មជាមួយ lithium dialkyl cuprates ។វិធីសាស្រ្ត (ជួនកាលគេហៅថា E. Core - H. House reaction) ពាក់ព័ន្ធនឹងអន្តរកម្មនៃ reactive lithium dialkyl cuprates R 2 CuLi ជាមួយ haloalkyls ។ ដំបូង លោហធាតុលីចូមមានប្រតិកម្មជាមួយហាឡូអាល់កេនក្នុងបរិយាកាសអេធើរ។ បន្ទាប់ អាល់គីលលីចូមដែលត្រូវគ្នាមានប្រតិកម្មជាមួយទង់ដែង (I) halide ដើម្បីបង្កើតជាលីចូម ឌីលគីល ពែងរ៉េត ដែលអាចរលាយបាន៖

CH 3 Cl + 2Li → CH 3 Li + LiCl

2CH 3 Li + CuI → (CH 3 ) 2 CuLi + LiI

នៅពេលដែល lithium dialkyl cuprate មានប្រតិកម្មជាមួយនឹង haloalkyl ដែលត្រូវគ្នា សមាសធាតុចុងក្រោយត្រូវបានបង្កើតឡើង៖

(CH 3 ) 2 CuLi + 2CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 -I → 2CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 -CH 3 + LiI + CuI

វិធីសាស្រ្តធ្វើឱ្យវាអាចសម្រេចបាននូវទិន្នផលនៃអាល់កានស្ទើរតែ 100% នៅពេលប្រើ haloalkyls បឋម។ ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធអនុវិទ្យាល័យឬទីបីរបស់ពួកគេទិន្នផលគឺ 30-55% ។ ធម្មជាតិនៃសមាសធាតុ alkyl នៅក្នុង lithium dialkyl cuprate មានឥទ្ធិពលតិចតួចលើទិន្នផលអាល់កាន។

CH 3 I + H 2 → CH 4 + HI (កាតាលីករ Pd)

CH 3 CH 2 I + 2H → CH 3 CH 3 + HI

CH 3 I + HI → CH 4 + I ២

វិធីសាស្រ្តមិនមានតម្លៃរៀបចំទេ ភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយខ្លាំងត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ - អ៊ីយ៉ូត។

2. ការត្រៀមរៀបចំពីអំបិលនៃអាស៊ីត carboxylic ។
2.1 អេឡិចត្រូលីសនៃអំបិល (Kolbe, 1849) ។ប្រតិកម្ម Kolbe ពាក់ព័ន្ធនឹងអេឡិចត្រូលីសនៃដំណោះស្រាយ aqueous នៃអំបិលអាស៊ីត carboxylic:

R-COONa ⇄ R-COO - + Na +

នៅ anode នេះ anion អាស៊ីត carboxylic ត្រូវបានកត់សុី បង្កើតជារ៉ាឌីកាល់សេរី ហើយងាយនឹង decarboxylated ឬលុបបំបាត់ដោយ CO 2 ។ រ៉ាឌីកាល់អាល់គីលត្រូវបានបំប្លែងបន្ថែមទៀតទៅជាអាល់កានដោយសារតែការផ្សំឡើងវិញ៖

R-COO - → R-COO ។ + អ៊ី -

R-COO ។ → រ. + CO2

រ. + រ. → R-R

2.2 ការលាយអំបិលនៃអាស៊ីត carboxylic ជាមួយអាល់កាឡាំង។អំបិលដែកអាល់កាឡាំងនៃអាស៊ីត carboxylic នៅពេលផ្សំជាមួយអាល់កាឡាំង បង្កើតជាអាល់កាន៖

CH 3 CH 2 COONa + NaOH → Na 2 CO 3 + CH 3 CH 3

អាល់កានគឺស្រាលជាងទឹកច្រើន គ្មានប៉ូល និងពិបាកក្នុងការបង្កើតប៉ូល ប៉ុន្តែពួកវារលាយក្នុងសារធាតុរំលាយដែលមិនមែនជាប៉ូលភាគច្រើន ដោយសារតែពួកវាអាចជាសារធាតុរំលាយសម្រាប់សមាសធាតុសរីរាង្គជាច្រើន។

រចនាសម្ព័ន្ធអាល់កាន

រចនាសម្ព័ន្ធគីមី (លំដាប់នៃការតភ្ជាប់អាតូមក្នុងម៉ូលេគុល) នៃអាល់កានសាមញ្ញបំផុត - មេតាន អេតាន និងប្រូផេន - ត្រូវបានបង្ហាញដោយរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេដែលបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងផ្នែកទី 2 ។ ពីរូបមន្តទាំងនេះវាច្បាស់ណាស់ថាមានចំណងគីមីពីរប្រភេទនៅក្នុង អាល់កាណេស៖

S-S និង S-N ។

ចំណង C-C គឺជាកូវ៉ាលេនមិនប៉ូឡា។ ចំណង C-H គឺ covalent, ប៉ូលខ្សោយ, ដោយសារតែ កាបូន​និង​អ៊ីដ្រូសែន​មាន​ភាព​ជិត​ស្និទ្ធ​ក្នុង​ការ​បង្កើត​អេឡិច​ត្រូនិក (2.5 សម្រាប់​កាបូន និង 2.1 សម្រាប់​អ៊ីដ្រូសែន)។ ការបង្កើតចំណង covalent នៅក្នុង alkanes ដោយសារតែគូអេឡិចត្រុងរួមគ្នានៃអាតូមកាបូន និងអ៊ីដ្រូសែន អាចត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើរូបមន្តអេឡិចត្រូនិច៖

រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនិងរចនាសម្ព័ន្ធឆ្លុះបញ្ចាំងពីរចនាសម្ព័ន្ធគីមីប៉ុន្តែមិនផ្តល់គំនិតអំពីរចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃម៉ូលេគុលដែលប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់សារធាតុយ៉ាងខ្លាំង។

រចនាសម្ព័ន្ធលំហ, i.e. ការរៀបចំដែលទាក់ទងគ្នានៃអាតូមនៃម៉ូលេគុលក្នុងលំហគឺអាស្រ័យលើទិសដៅនៃគន្លងអាតូមិក (AO) នៃអាតូមទាំងនេះ។ នៅក្នុងអ៊ីដ្រូកាបូន តួនាទីសំខាន់ត្រូវបានលេងដោយការតំរង់ទិសលំហនៃគន្លងអាតូមិកនៃកាបូន ចាប់តាំងពីស្វ៊ែរ 1s-AO នៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនខ្វះការតំរង់ទិសជាក់លាក់។

ការរៀបចំលំហនៃកាបូន AO អាស្រ័យទៅលើប្រភេទនៃការបង្កាត់របស់វា (ផ្នែកទី 1 ផ្នែកទី 4.3) ។ អាតូមកាបូនឆ្អែតនៅក្នុង alkanes ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយអាតូមបួនផ្សេងទៀត។ ដូច្នេះ រដ្ឋរបស់វាត្រូវគ្នានឹងការបង្កាត់ sp3 (ផ្នែកទី 1 ផ្នែកទី 4.3.1) ។ ក្នុងករណីនេះ AOs នីមួយៗនៃ sp3-hybrid carbon 4 ចូលរួមក្នុងអ័ក្ស (σ-) ត្រួតលើគ្នាជាមួយ s-AO នៃអ៊ីដ្រូសែន ឬជាមួយ sp3-AO នៃអាតូមកាបូនមួយទៀត បង្កើតជាចំណង σ-CH ឬ C-C ។

កាបូន σ-bonds ទាំងបួនត្រូវបានដឹកនាំក្នុងលំហនៅមុំ 109 ° 28" ដែលត្រូវនឹងការច្រានចោលតិចបំផុតនៃអេឡិចត្រុង។ ដូច្នេះ ម៉ូលេគុលនៃអ្នកតំណាងដ៏សាមញ្ញបំផុតនៃអាល់កាន - មេតាន CH4 - មានរាងជាតេត្រាហ៊ីដរ៉ុន។ នៅចំកណ្តាលមានអាតូមកាបូន ហើយនៅចំនុចកំពូលមានអាតូមអ៊ីដ្រូសែន៖

មុំមូលបត្របំណុល H-C-H គឺ 109°28"។ រចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃមេតានអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើបរិមាណ (មាត្រដ្ឋាន) និងគំរូបាល់និងដំបង។

សម្រាប់ការថត វាងាយស្រួលប្រើរូបមន្ត spatial (stereochemical)។

នៅក្នុងម៉ូលេគុលនៃលក្ខណៈដូចគ្នាបន្ទាប់ អេតាន C2H6 អាតូមកាបូន tetrahedral sp3 ពីរបង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធលំហស្មុគស្មាញជាងនេះ៖

ម៉ូលេគុលអាល់ខេនដែលមានអាតូមកាបូនច្រើនជាង 2 ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយរាងកោង នេះអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃ n-butane (គំរូ VRML) ឬ n-pentane ។

Isomerism នៃ alkanes

Isomerism គឺជាបាតុភូតនៃអត្ថិភាពនៃសមាសធាតុដែលមានសមាសភាពដូចគ្នា (រូបមន្តម៉ូលេគុលដូចគ្នា) ប៉ុន្តែរចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នា។ ការតភ្ជាប់បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីសូមឺរ.

ភាពខុសគ្នានៃលំដាប់ដែលអាតូមត្រូវបានបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងម៉ូលេគុល (ឧទាហរណ៍នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគីមី) នាំឱ្យ isomerism រចនាសម្ព័ន្ធ. រចនាសម្ព័ន្ធនៃ isomers រចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងដោយរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធ។ នៅក្នុងស៊េរីនៃ alkanes, isomerism រចនាសម្ព័ន្ធបង្ហាញដោយខ្លួនវានៅពេលដែលខ្សែសង្វាក់មានអាតូមកាបូន 4 ឬច្រើនជាងនេះ, i.e. ចាប់ផ្តើមជាមួយ butane C 4 H 10 ។ ប្រសិនបើនៅក្នុងម៉ូលេគុលនៃសមាសភាពដូចគ្នា និងរចនាសម្ព័ន្ធគីមីដូចគ្នា ទីតាំងដែលទាក់ទងគ្នានៃអាតូមក្នុងលំហគឺអាចធ្វើទៅបាន នោះយើងសង្កេត ស្តេរ៉េអូអ៊ីសូមេរីម (Spatial isomerism). ក្នុងករណីនេះ ការប្រើប្រាស់រូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធមិនគ្រប់គ្រាន់ទេ ហើយគំរូម៉ូលេគុល ឬរូបមន្តពិសេស - ស្តេរ៉េអូគីមី (ស្តេរ៉េអូគីមី) ឬការព្យាករណ៍ - គួរតែត្រូវបានប្រើ។

Alkanes ចាប់ផ្តើមជាមួយ ethane H 3 C-CH 3 មាននៅក្នុងទម្រង់ spatial ផ្សេងៗ ( ការអនុលោមតាម) ដែលបណ្តាលមកពីការបង្វិល intramolecular តាមបណ្តោយចំណង C-C σ និងបង្ហាញអ្វីដែលគេហៅថា isomerism បង្វិល (ទម្រង់).

លើសពីនេះ ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមួយមានអាតូមកាបូនជាប់នឹងសារធាតុជំនួស 4 ផ្សេងគ្នា នោះប្រភេទមួយទៀតនៃអ៊ីសូមឺរីម spatial isomerism គឺអាចធ្វើទៅបាន នៅពេលដែលស្តេរ៉េអូអ៊ីសូមេពីរទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកជាវត្ថុមួយ និងរូបភាពកញ្ចក់របស់វា (ស្រដៀងទៅនឹងរបៀបដែលដៃឆ្វេងទាក់ទងទៅខាងស្តាំ) . ភាពខុសគ្នាបែបនេះនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានគេហៅថា isomerism អុបទិក.

. isomerism រចនាសម្ព័ន្ធនៃ alkanes

isomers រចនាសម្ព័ន្ធគឺជាសមាសធាតុនៃសមាសភាពដូចគ្នាដែលខុសគ្នានៅក្នុងលំដាប់នៃការភ្ជាប់អាតូម, i.e. រចនាសម្ព័ន្ធគីមីនៃម៉ូលេគុល។

ហេតុផលសម្រាប់ការបង្ហាញនៃ isomerism រចនាសម្ព័ន្ធនៅក្នុងស៊េរីនៃ alkanes គឺសមត្ថភាពនៃអាតូមកាបូនដើម្បីបង្កើតជាច្រវាក់នៃរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងគ្នាប្រភេទនៃ isomerism រចនាសម្ព័ន្ធនេះត្រូវបានគេហៅថា isomerism គ្រោងឆ្អឹងកាបូន.

ឧទាហរណ៍អាល់កាននៃសមាសភាព C 4 H 10 អាចមាននៅក្នុងទម្រង់ ពីរ isomers រចនាសម្ព័ន្ធ:

និងអាល់កាន C 5 H 12 - ក្នុងទម្រង់ បី isomers រចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃខ្សែសង្វាក់កាបូន:

ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនអាតូមកាបូននៅក្នុងម៉ូលេគុល លទ្ធភាពសម្រាប់ការបំបែកខ្សែសង្វាក់កើនឡើង ពោលគឺឧ។ ចំនួននៃ isomers កើនឡើងជាមួយនឹងចំនួនអាតូមកាបូន។

isomers រចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នានៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត។ អាល់កាណែសដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធសាខា ដោយសារតែការវេចខ្ចប់ក្រាស់នៃម៉ូលេគុលតិចជាង ហើយអាស្រ័យហេតុនេះ អន្តរកម្មអន្តរម៉ូលេគុលតូចជាង ឆ្អិននៅសីតុណ្ហភាពទាបជាងអ៊ីសូមឺរដែលមិនមានសាខារបស់វា។

បច្ចេកទេសសម្រាប់បង្កើតទម្រង់រចនាសម្ព័ន្ធនៃ isomers

សូមក្រឡេកមើលឧទាហរណ៍នៃអាល់កាន ជាមួយ 6 ន 14 .

1. ដំបូងយើងពណ៌នាអំពីម៉ូលេគុលអ៊ីសូមលីនេអ៊ែរ (គ្រោងកាបូនរបស់វា)

2. បន្ទាប់មកយើងកាត់ខ្សែសង្វាក់ដោយអាតូមកាបូន 1 ហើយភ្ជាប់អាតូមនេះទៅនឹងអាតូមកាបូនណាមួយនៃខ្សែសង្វាក់ជាសាខាមួយចេញពីវា ដោយមិនរាប់បញ្ចូលទីតាំងខ្លាំងបំផុត៖

ប្រសិនបើអ្នកភ្ជាប់អាតូមកាបូនទៅនឹងទីតាំងខ្លាំងមួយ រចនាសម្ព័ន្ធគីមីនៃខ្សែសង្វាក់មិនផ្លាស់ប្តូរទេ៖

លើសពីនេះទៀតអ្នកត្រូវធានាថាមិនមានពាក្យដដែលៗទេ។ ដូច្នេះរចនាសម្ព័ន្ធគឺដូចគ្នាបេះបិទទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ (2) ។

3. នៅពេលដែលមុខតំណែងទាំងអស់នៃខ្សែសង្វាក់សំខាន់ត្រូវបានអស់ យើងកាត់បន្ថយខ្សែសង្វាក់ដោយអាតូមកាបូន 1 ផ្សេងទៀត៖

ឥឡូវនេះនឹងមានអាតូមកាបូន 2 នៅក្នុងសាខាចំហៀង។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃអាតូមខាងក្រោមគឺអាចធ្វើទៅបាននៅទីនេះ៖

សារធាតុជំនួសចំហៀងអាចមានអាតូមកាបូន 2 ឬច្រើនដែលតភ្ជាប់ជាស៊េរី ប៉ុន្តែសម្រាប់ hexane មិនមាន isomers ដែលមានសាខាចំហៀងបែបនេះទេ ហើយរចនាសម្ព័ន្ធគឺដូចគ្នាបេះបិទទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ (3) ។

សារធាតុជំនួសចំហៀង - C-C អាចដាក់ក្នុងខ្សែសង្វាក់ដែលមានអាតូមកាបូនយ៉ាងតិច 5 ហើយអាចភ្ជាប់បានតែអាតូមទី 3 និងបន្ថែមពីចុងខ្សែសង្វាក់ប៉ុណ្ណោះ។

4. បន្ទាប់ពីការសាងសង់គ្រោងកាបូននៃអ៊ីសូមឺរ វាចាំបាច់ត្រូវបំពេញបន្ថែមអាតូមកាបូនទាំងអស់នៅក្នុងម៉ូលេគុលជាមួយនឹងចំណងអ៊ីដ្រូសែន ដោយហេតុថាកាបូនគឺជា tetravalent ។

ដូច្នេះសមាសភាព ជាមួយ 6 ន 14 ត្រូវនឹង 5 isomers: 1) 2) 3)4)5)

នាមត្រកូល

នាមត្រកូលនៃសមាសធាតុសរីរាង្គ គឺជាប្រព័ន្ធនៃច្បាប់ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងផ្តល់ឈ្មោះមិនច្បាស់លាស់ចំពោះសារធាតុនីមួយៗ។

នេះគឺជាភាសានៃគីមីវិទ្យាដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបញ្ជូនព័ត៌មានអំពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេនៅក្នុងឈ្មោះនៃសមាសធាតុ។ សមាសធាតុនៃរចនាសម្ព័ន្ធជាក់លាក់មួយត្រូវនឹងឈ្មោះប្រព័ន្ធមួយ ហើយតាមឈ្មោះនេះ គេអាចស្រមៃមើលរចនាសម្ព័ន្ធនៃសមាសធាតុ (រូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា)។

បច្ចុប្បន្ននេះ ការដាក់ឈ្មោះជាប្រព័ន្ធរបស់ IUPAC ត្រូវបានទទួលយកជាទូទៅ។ សហភាពអន្តរជាតិនៃគីមីវិទ្យាបរិសុទ្ធ និងអនុវត្ត- សហភាពអន្តរជាតិនៃគីមីវិទ្យាបរិសុទ្ធ និងអនុវត្ត)។

រួមជាមួយនឹងឈ្មោះជាប្រព័ន្ធ ឈ្មោះមិនសំខាន់ (សាមញ្ញ) ក៏ត្រូវបានគេប្រើផងដែរ ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងលក្ខណៈលក្ខណៈនៃសារធាតុមួយ វិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំរបស់វា ប្រភពធម្មជាតិ តំបន់នៃកម្មវិធី។ល។ ប៉ុន្តែមិនឆ្លុះបញ្ចាំងពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។

ដើម្បីអនុវត្តនាមត្រកូល IUPAC អ្នកត្រូវដឹងពីឈ្មោះ និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃបំណែកមួយចំនួននៃម៉ូលេគុល - រ៉ាឌីកាល់សរីរាង្គ។

ពាក្យ "រ៉ាឌីកាល់សរីរាង្គ" គឺជាគំនិតរចនាសម្ព័ន ហើយមិនគួរច្រឡំជាមួយពាក្យ "រ៉ាឌីកាល់សេរី" ដែលកំណត់លក្ខណៈអាតូម ឬក្រុមនៃអាតូមជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង។

រ៉ាឌីកាល់នៅក្នុងស៊េរីនៃអាល់កាន

ប្រសិនបើអាតូមអ៊ីដ្រូសែនមួយត្រូវបាន "ដក" ចេញពីម៉ូលេគុលអាល់កាន នោះ "សំណល់" monovalent ត្រូវបានបង្កើតឡើង - រ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូន ( រ – ) ឈ្មោះទូទៅសម្រាប់រ៉ាឌីកាល់អាល់កាន monovalent គឺ អាល់កុល - បង្កើតឡើងដោយការជំនួសបច្ច័យ - ន នៅលើ - ដីល្បាប់ ៖ មេតាន - មេទីលអេតាន - អេទីលប្រូផេន - ផឹកវានៅលើភេសជ្ជៈល។

រ៉ាឌីកាល់ Monovalent ត្រូវបានបង្ហាញដោយរូបមន្តទូទៅ ជាមួយ ន ន 2n+1 .

រ៉ាឌីកាល់ divalent ត្រូវបានទទួលដោយការដកអាតូមអ៊ីដ្រូសែន 2 ចេញពីម៉ូលេគុល។ ឧទាហរណ៍ ពីមេតាន អ្នកអាចបង្កើតរ៉ាឌីកាល់ divalent -CH 2 - មេទីលីន. ឈ្មោះនៃរ៉ាឌីកាល់បែបនេះប្រើបច្ច័យ - អ៊ីលែន.

ឈ្មោះនៃរ៉ាឌីកាល់ ជាពិសេស monovalent ត្រូវបានប្រើក្នុងការបង្កើតឈ្មោះនៃ alkanes សាខា និងសមាសធាតុផ្សេងទៀត។ រ៉ាឌីកាល់បែបនេះអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសមាសធាតុនៃម៉ូលេគុលព័ត៌មានលម្អិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។ ដើម្បីដាក់ឈ្មោះទៅសមាសធាតុមួយ វាចាំបាច់ក្នុងការស្រមៃមើលថាតើ "ផ្នែក" - រ៉ាឌីកាល់ - ម៉ូលេគុលរបស់វាត្រូវបានបង្កើតឡើងពីអ្វី។

មេតាន ឈ 4 ត្រូវគ្នាទៅនឹងរ៉ាឌីកាល់ monovalent មួយ។ មេទីល ឈ 3 .

ពីអេតាន ជាមួយ 2 ន 6 វាក៏អាចធ្វើទៅបានដើម្បីផលិតរ៉ាឌីកាល់តែមួយ - អេទីល  ឈ 2  ឈ 3 (ឬ - គ 2 ហ 5 ).

ប្រូផេន ឈ 3 -CH 2 -CH 3 ត្រូវគ្នាទៅនឹងរ៉ាឌីកាល់ isomeric ពីរ  ជាមួយ 3 ន 7 :

រ៉ាឌីកាល់ត្រូវបានបែងចែកទៅជា បឋម, អនុវិទ្យាល័យនិង ឧត្តមសិក្សាអាស្រ័យ​លើ អាតូមកាបូនអ្វី(បឋមសិក្សា អនុវិទ្យាល័យ ឬឧត្តមសិក្សា) គឺជា valence ឥតគិតថ្លៃ។ នៅលើមូលដ្ឋាននេះ។ n-propylជាកម្មសិទ្ធិរបស់រ៉ាឌីកាល់បឋម និង អ៊ីសូប្រូភីល។- ដល់អនុវិទ្យាល័យ។

អាល់កានពីរ C 4 H 10 ( ន-butane និង isobutane) ត្រូវគ្នាទៅនឹងរ៉ាឌីកាល់ monovalent 4 - ជាមួយ 4 ន 9 :

ពី ន- butane ត្រូវបានផលិត n-butyl(រ៉ាឌីកាល់បឋម) និង វិនាទី-butyl(រ៉ាឌីកាល់អនុវិទ្យាល័យ) - ពីអ៊ីសូប៊ូតាន - អ៊ីសូប៊ូទីល។(រ៉ាឌីកាល់បឋម) និង tert-butyl(រ៉ាឌីកាល់ទីបី) ។

ដូច្នេះបាតុភូតនៃ isomerism ក៏ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងស៊េរីនៃរ៉ាឌីកាល់ ប៉ុន្តែចំនួននៃ isomers គឺធំជាង alkanes ដែលត្រូវគ្នា។

ការបង្កើតម៉ូលេគុលអាល់កានពីរ៉ាឌីកាល់

ឧទាហរណ៍ម៉ូលេគុលមួយ។

អាចត្រូវបាន "ប្រមូលផ្តុំ" តាមបីវិធីពីគូផ្សេងគ្នានៃរ៉ាឌីកាល់ monovalent:

វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានប្រើនៅក្នុងការសំយោគមួយចំនួននៃសមាសធាតុសរីរាង្គ ឧទាហរណ៍៖

កន្លែងណា រ- រ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូន monovalent (ប្រតិកម្ម Wurtz) ។

ច្បាប់​សម្រាប់​ការ​បង្កើត​ឈ្មោះ​អាល់កាន​ដោយ​យោង​ទៅ​តាម​ការ​ដាក់​ឈ្មោះ​អន្តរជាតិ​ជា​ប្រព័ន្ធ IUPAC

សម្រាប់ alkanes សាមញ្ញបំផុត (C 1 -C 4) ឈ្មោះមិនសំខាន់ត្រូវបានទទួលយក៖ មេតាន អេតាន ប្រូផេន ប៊ូតាន អ៊ីសូប៊ូតេន។

ចាប់ផ្តើមពី homolog ទីប្រាំឈ្មោះ ធម្មតា។(unbranched) alkanes ត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមចំនួនអាតូមកាបូន ដោយប្រើលេខក្រិក និងបច្ច័យ -an: pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane និង បន្ថែមទៀត...

នៅក្នុងបេះដូងនៃឈ្មោះ សាខាអាល់កានគឺជាឈ្មោះនៃអាល់កានធម្មតាដែលរួមបញ្ចូលនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាជាមួយនឹងខ្សែសង្វាក់កាបូនវែងបំផុត។ ក្នុងករណីនេះអ៊ីដ្រូកាបូនដែលមានខ្សែសង្វាក់ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាផលិតផលនៃការជំនួសអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងអាល់កានធម្មតាដោយរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូន។

ឧទាហរណ៍អាល់កាន

ចាត់ទុកថាជាការជំនួស pentaneដែលក្នុងនោះអាតូមអ៊ីដ្រូសែនពីរត្រូវបានជំនួសដោយរ៉ាឌីកាល់ -CH 3 (មេទីល).

លំដាប់​ដែល​ឈ្មោះ​នៃ​អាល់កាន​ដែល​មាន​សាខា​ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង

ជ្រើសរើសខ្សែសង្វាក់កាបូនសំខាន់នៅក្នុងម៉ូលេគុល។ ទីមួយវាត្រូវតែវែងបំផុត។ ទីពីរ ប្រសិនបើមានច្រវាក់ពីរ ឬច្រើនដែលមានប្រវែងស្មើគ្នា នោះខ្សែដែលដាច់ជាងគេបំផុតត្រូវបានជ្រើសរើស។ ឧទាហរណ៍ ក្នុង​ម៉ូលេគុល​មួយ​មាន​ច្រវាក់​ចំនួន ២ ដែល​មាន​លេខ​ដូចគ្នា (៧) នៃ​អាតូម C (បន្លិច​ជា​ពណ៌)៖

ក្នុងករណី (ក) ខ្សែសង្វាក់មាន 1 ជំនួស ហើយក្នុង (ខ) - 2. ដូច្នេះ អ្នកគួរតែជ្រើសរើសជម្រើស (ខ)។

លេខអាតូមកាបូននៅក្នុងខ្សែសង្វាក់សំខាន់ ដូច្នេះអាតូម C ដែលភ្ជាប់ជាមួយសារធាតុជំនួសទទួលបានលេខទាបបំផុតដែលអាចធ្វើទៅបាន។ ដូច្នេះ លេខរៀងចាប់ផ្តើមពីចុងខ្សែសង្វាក់ដែលនៅជិតបំផុតទៅសាខា។ ឧទាហរណ៍:

ដាក់ឈ្មោះរ៉ាឌីកាល់ទាំងអស់ (សារធាតុជំនួស) ដោយចង្អុលបង្ហាញពីមុខលេខដែលបង្ហាញពីទីតាំងរបស់ពួកគេនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់សំខាន់។ ប្រសិនបើមានធាតុជំនួសដូចគ្នាបេះបិទ នោះលេខនីមួយៗ (ទីតាំង) ត្រូវបានសរសេរបំបែកដោយសញ្ញាក្បៀស ហើយលេខរបស់ពួកគេត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយបុព្វបទ។ ឌី-, បី-, តេត្រា-, penta-ល។ (ឧទាហរណ៍, 2,2-dimethylឬ 2,3,3,5-tetramethyl).

ដាក់ឈ្មោះជំនួសទាំងអស់តាមលំដាប់អក្ខរក្រម (ដូចដែលបានបង្កើតឡើងដោយច្បាប់ IUPAC ចុងក្រោយបង្អស់)។

ដាក់ឈ្មោះខ្សែសង្វាក់សំខាន់នៃអាតូមកាបូន i.e. អាល់កានធម្មតាដែលត្រូវគ្នា។

ដូច្នេះនៅក្នុងឈ្មោះនៃ alkane សាខាមួយ។

ឫស + បច្ច័យ - ឈ្មោះអាល់កានធម្មតា។ (ក្រិក លេខ + បច្ច័យ "an") បុព្វបទ - លេខ និងឈ្មោះរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូន.

ឧទាហរណ៍នៃការសាងសង់ចំណងជើង៖

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃអាល់កាន

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃសមាសធាតុណាមួយត្រូវបានកំណត់ដោយរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា i.e. ធម្មជាតិនៃអាតូមរួមបញ្ចូលនៅក្នុងសមាសភាពរបស់វា និងធម្មជាតិនៃចំណងរវាងពួកវា។

ដោយផ្អែកលើទីតាំងនេះ និងទិន្នន័យយោងលើចំណង C-C និង C-H ចូរយើងព្យាយាមទស្សន៍ទាយថាតើប្រតិកម្មអ្វីខ្លះជាលក្ខណៈនៃអាល់កាន។

ទីមួយ ការតិត្ថិភាពខ្លាំងនៃអាល់កានមិនអនុញ្ញាតឱ្យមានប្រតិកម្មបន្ថែម ប៉ុន្តែមិនការពារការរលួយ អ៊ីសូមេរីសិន និងប្រតិកម្មជំនួស (សូមមើល។ ផ្នែកទី 1 ផ្នែកទី 6.4 "ប្រភេទនៃប្រតិកម្ម" ) ទីពីរ ស៊ីមេទ្រីនៃចំណង C-C ដែលមិនមានប៉ូល និងប៉ូល C-H ចំណងដែលខ្សោយ (សូមមើលតារាងសម្រាប់តម្លៃនៃគ្រាឌីប៉ូល) បង្ហាញពីការបំបែក homolytic (ស៊ីមេទ្រី) របស់ពួកគេទៅជារ៉ាឌីកាល់សេរី ( ផ្នែកទី 1 ផ្នែកទី 6.4.3 ) ដូច្នេះប្រតិកម្មនៃ alkanes ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយ យន្តការរ៉ាឌីកាល់. ចាប់តាំងពីការបំបែក heterolytic នៃចំណង C-C និង C-H មិនកើតឡើងក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា alkanes អនុវត្តមិនចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មអ៊ីយ៉ូដទេ។ នេះត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងភាពធន់របស់ពួកគេចំពោះសកម្មភាពនៃសារធាតុប៉ូល (អាស៊ីត អាល់កាឡាំង ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មអ៊ីយ៉ុង៖ KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 ។ល។)។ ភាពអសកម្មនៃអាល់កាននេះនៅក្នុងប្រតិកម្មអ៊ីយ៉ុងពីមុនបានបម្រើជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការពិចារណាពួកវាជាសារធាតុអសកម្ម និងហៅវាថាប៉ារ៉ាហ្វីន។ បទពិសោធន៍វីដេអូ"ទំនាក់ទំនងនៃមេតានទៅនឹងដំណោះស្រាយប៉ូតាស្យូម permanganate និងទឹក bromine" ។ ដូច្នេះ alkanes បង្ហាញប្រតិកម្មរបស់ពួកគេជាចម្បងនៅក្នុងប្រតិកម្មរ៉ាឌីកាល់។

លក្ខខណ្ឌសម្រាប់ប្រតិកម្មបែបនេះ៖ សីតុណ្ហភាពកើនឡើង (ជាញឹកញាប់ប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន) ការប៉ះពាល់នឹងពន្លឺ ឬវិទ្យុសកម្មវិទ្យុសកម្ម វត្តមាននៃសមាសធាតុដែលជាប្រភពនៃរ៉ាឌីកាល់សេរី (អ្នកផ្តួចផ្តើម) សារធាតុរំលាយដែលមិនមានប៉ូល។

អាស្រ័យ​លើ​ចំណង​មួយ​ណា​ក្នុង​ម៉ូលេគុល​ត្រូវ​បាន​បំបែក​មុន ប្រតិកម្ម​អាល់កាន​ត្រូវ​បាន​បែង​ចែក​ជា​ប្រភេទ​ដូច​ខាង​ក្រោម។ នៅពេលដែលចំណង C-C ត្រូវបានខូច ប្រតិកម្មកើតឡើង ការរលួយ(ការបំបែកអាល់កាន) និង isomerizationគ្រោងឆ្អឹងកាបូន។ ប្រតិកម្មអាចធ្វើទៅបាននៅមូលបត្របំណុល C-H ការជំនួសអាតូមអ៊ីដ្រូសែនឬរបស់វា។ ការបំបែកចេញ(ការខះជាតិទឹកនៃអាល់កាន) ។ លើសពីនេះ អាតូមកាបូននៅក្នុង alkanes គឺស្ថិតក្នុងទម្រង់កាត់បន្ថយបំផុត (ស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មនៃកាបូន ឧទាហរណ៍ នៅក្នុង methane គឺ -4, in ethane -3 ។ល។) ហើយនៅក្នុងវត្តមាននៃភ្នាក់ងារកត់សុី ប្រតិកម្មនឹងកើតឡើងនៅក្រោម លក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ អុកស៊ីតកម្មអាល់កានដែលពាក់ព័ន្ធនឹងចំណង C-C និង C-H ។

ការបំបែកអាល់កាន

ការបំបែកគឺជាដំណើរការនៃការបំបែកកំដៅនៃអ៊ីដ្រូកាបូនដែលផ្អែកលើប្រតិកម្មនៃការបំបែកខ្សែសង្វាក់កាបូននៃម៉ូលេគុលធំជាមួយនឹងការបង្កើតសមាសធាតុជាមួយនឹងខ្សែសង្វាក់ខ្លីជាង។

ការបំបែកសារធាតុអាល់កានគឺជាមូលដ្ឋាននៃការចម្រាញ់ប្រេងដើម្បីទទួលបានផលិតផលដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាប ដែលត្រូវបានប្រើជាឥន្ធនៈម៉ូទ័រ ប្រេងរំអិលជាដើម ព្រមទាំងវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ឧស្សាហកម្មគីមី និងគីមីឥន្ធនៈ។ មានវិធីពីរយ៉ាងដើម្បីអនុវត្តដំណើរការនេះ៖ ការបំបែកកំដៅ(នៅពេលកំដៅដោយគ្មានការចូលខ្យល់) និង ការបំបែកកាតាលីករ(កំដៅមធ្យមបន្ថែមទៀតនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករមួយ) ។

ការបំបែកកំដៅ. នៅសីតុណ្ហភាព 450-700 o C អាល់កានរលាយដោយសារតែការបំបែកនៃចំណង C-C (ចំណង C-H ខ្លាំងជាងត្រូវបានរក្សាទុកនៅសីតុណ្ហភាពនេះ) ហើយអាល់កាន និងអាល់ខេនដែលមានចំនួនអាតូមកាបូនតិចជាងត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ឧទាហរណ៍:

គ 6 ហ 14 គ 2 ហ 6 + គ 4 ហ 8

ការបំបែកចំណងកើតឡើងដូចគ្នាជាមួយនឹងការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់សេរី៖

រ៉ាឌីកាល់សេរីគឺសកម្មណាស់។ មួយក្នុងចំណោមពួកគេ (ឧទាហរណ៍អេទីល) អរូបីអ៊ីដ្រូសែនអាតូមិក ន ពីមួយផ្សេងទៀត ( ន-butyl) ហើយប្រែទៅជាអាល់កាន (អេតាន) ។ រ៉ាឌីកាល់មួយទៀតដែលប្រែជា divalent ប្រែទៅជាអាល់ខេន (butene-1) ដោយសារតែការបង្កើត π-bond នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងពីរត្រូវបានផ្គូផ្គងពីអាតូមជិតខាង៖

ចលនា(ការងារដោយ Alexey Litvishko សិស្សថ្នាក់ទី 9 នៃសាលាលេខ 124 នៅសាម៉ារ៉ា)

ការបំបែកចំណង C-C គឺអាចធ្វើទៅបាននៅទីតាំងចៃដន្យណាមួយនៅក្នុងម៉ូលេគុល។ ដូច្នេះ ល្បាយនៃ alkanes និង alkenes ត្រូវបានបង្កើតឡើងជាមួយនឹងទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបជាងអាល់កានដើម។

ជាទូទៅ ដំណើរការនេះអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយដ្យាក្រាមខាងក្រោម៖

គ ន ហ 2n+2 គ ម ហ 2 ម។ + គ ទំ ហ 2p+2 , កន្លែងណា m + p = ន

នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (លើសពី 1000C) មិនត្រឹមតែបំបែកចំណង C–C ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែចំណង C–H កាន់តែរឹងមាំផងដែរ។ ឧទហរណ៍ ការបំបែកកំដៅនៃឧស្ម័នមេតាន ត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតជាតិកាបូន (កាបូនសុទ្ធ) និងអ៊ីដ្រូសែន៖

ឈ 4 C+2H 2

ការបំបែកកំដៅត្រូវបានរកឃើញដោយវិស្វករជនជាតិរុស្ស៊ី V.G. Shukhovនៅឆ្នាំ 1891

ការបំបែកកាតាលីករត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ (ជាធម្មតាអាលុយមីញ៉ូមនិងស៊ីលីកុនអុកស៊ីដ) នៅសីតុណ្ហភាព 500 ° C និងសម្ពាធបរិយាកាស។ ក្នុងករណីនេះ រួមជាមួយការដាច់នៃម៉ូលេគុល ប្រតិកម្ម isomerization និង dehydrogenation កើតឡើង។ ឧទាហរណ៍៖ ការបំបែក octane(ធ្វើការដោយ Alexey Litvishko សិស្សថ្នាក់ទី 9 នៅសាលាលេខ 124 នៅ Samara) ។ នៅពេលដែល alkanes ត្រូវបាន dehydrogenated អ៊ីដ្រូកាបូនស៊ីក្លូត្រូវបានបង្កើតឡើង (ប្រតិកម្ម dehydrocyclization, ផ្នែក 2.5.3) វត្តមាននៃអ៊ីដ្រូកាបូនដែលមានសាខា និងរង្វិលនៅក្នុងប្រេងសាំងបង្កើនគុណភាពរបស់វា (ធន់នឹងគោះ បង្ហាញដោយលេខ octane) ។ ដំណើរការបំបែកផលិតឧស្ម័នមួយចំនួនធំ ដែលមានអ៊ីដ្រូកាបូនមិនឆ្អែត និងមិនឆ្អែតជាចម្បង។ ឧស្ម័នទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ឧស្សាហកម្មគីមី។ ការងារជាមូលដ្ឋានលើការបំបែកកាតាលីករនៅក្នុងវត្តមាននៃក្លរួអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានអនុវត្ត N.D. ហ្សេលីនស្គី.

Isomerization នៃ alkanes

អាល់កាននៃរចនាសម្ព័ន្ធធម្មតានៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃកាតាលីករនិងនៅលើកំដៅគឺអាចផ្លាស់ប្តូរទៅជាអាល់កានសាខាដោយមិនផ្លាស់ប្តូរសមាសភាពនៃម៉ូលេគុល, i.e. ចូលទៅក្នុងប្រតិកម្ម isomerization ។ ប្រតិកម្មទាំងនេះពាក់ព័ន្ធនឹងអាល់កានដែលម៉ូលេគុលមានយ៉ាងហោចណាស់ 4 អាតូមកាបូន។

ឧទាហរណ៍ ការ isomerization នៃ n-pentane ទៅជា isopentane (2-methylbutane) កើតឡើងនៅ 100 ° C នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករក្លរួអាលុយមីញ៉ូម៖

សម្ភារៈចាប់ផ្តើម និងផលិតផលនៃប្រតិកម្ម isomerization មានរូបមន្តម៉ូលេគុលដូចគ្នា និងជា isomers រចនាសម្ព័ន្ធ (carbon skeleton isomerism)។

ការខះជាតិទឹកនៃអាល់កាន

នៅពេលដែលអាល់កានត្រូវបានកំដៅនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ (Pt, Pd, Ni, Fe, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, ZnO) កាតាលីកររបស់ពួកគេ ការខះជាតិទឹក- អរូបីនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដោយសារតែការបំបែកចំណង C-H ។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃផលិតផល dehydrogenation អាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្មនិងប្រវែងនៃខ្សែសង្វាក់សំខាន់នៅក្នុងម៉ូលេគុលអាល់កានចាប់ផ្តើម។

1. អាល់កានទាបដែលមានអាតូមកាបូនពី 2 ទៅ 4 នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ នៅពេលដែលកំដៅលើកាតាលីករ Ni យកអ៊ីដ្រូសែនចេញពី អ្នកជិតខាងអាតូមកាបូនហើយប្រែទៅជា អាល់ខេន:

រួមជាមួយនឹង butene-2ប្រតិកម្មនេះបង្កើត butene-1 CH 2 = CH-CH 2 -CH ៣. នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ Cr 2 O 3 / Al 2 O 3 នៅសីតុណ្ហភាព 450-650 ° C ពី ន-butane ក៏ទទួលបានផងដែរ។ butadiene-1,3 CH 2 = CH-CH = CH 2 ។

2. អាល់កានដែលមានអាតូមកាបូនច្រើនជាង 4 នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់សំខាន់ត្រូវបានប្រើដើម្បីទទួលបាន វដ្តការតភ្ជាប់។ រឿងនេះកើតឡើង dehydrocyclization- ប្រតិកម្ម dehydrogenation ដែលនាំទៅដល់ការបិទសង្វាក់ទៅជាវដ្តមានស្ថេរភាព។

ប្រសិនបើខ្សែសង្វាក់សំខាន់នៃម៉ូលេគុលអាល់កានមានអាតូមកាបូន 5 (ប៉ុន្តែមិនច្រើនទេ) ( ន-pentane និងដេរីវេនៃអាល់គីលរបស់វា) បន្ទាប់មកនៅពេលដែលកំដៅលើកាតាលីករ Pt អាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានបំបែកចេញពីអាតូមស្ថានីយនៃខ្សែសង្វាក់កាបូន ហើយវដ្តដែលមានសមាជិកប្រាំត្រូវបានបង្កើតឡើង (cyclopentane ឬដេរីវេរបស់វា):

អាល់កានដែលមានខ្សែសង្វាក់សំខាន់នៃអាតូមកាបូន 6 ឬច្រើនក៏ឆ្លងកាត់ការខ្សោះជាតិទឹកដែរ ប៉ុន្តែតែងតែបង្កើតជារង្វង់ដែលមានសមាជិក 6 (cyclohexane និងនិស្សន្ទវត្ថុរបស់វា)។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្ម វដ្តនេះឆ្លងកាត់ការខ្សោះជាតិអ៊ីដ្រូសែនបន្ថែមទៀត ហើយប្រែទៅជាចិញ្ចៀន benzene ដែលមានស្ថេរភាពជាងមុននៃអ៊ីដ្រូកាបូនក្រអូប (អារីន) ។ ឧទាហរណ៍:

ប្រតិកម្មទាំងនេះស្ថិតនៅក្រោមដំណើរការ ការកែទម្រង់- ការកែច្នៃផលិតផលប្រេងដើម្បីទទួលបានអារ៉ែន ( គ្រឿងក្រអូបអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត) និងអ៊ីដ្រូសែន។ ការ​ផ្លាស់​ប្តូ​រ n-អាល់កាននៅលើសង្វៀននាំទៅរកភាពប្រសើរឡើងនៃភាពធន់ទ្រាំនឹងការបំផ្ទុះរបស់ប្រេងសាំង។

3. នៅ 1500 Сកើតឡើង ការខះជាតិទឹកអន្តរម៉ូលេគុលមេតានយោងទៅតាមគ្រោងការណ៍៖

ប្រតិកម្ម​នេះ ( មេតាន pyrolysis ) ត្រូវ​បាន​ប្រើ​សម្រាប់​ផលិតកម្ម​ឧស្សាហកម្ម​នៃ​អាសេទីលែន។

ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មអាល់កាន

នៅក្នុងគីមីវិទ្យាសរីរាង្គ ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម និងកាត់បន្ថយត្រូវបានចាត់ទុកថាជាប្រតិកម្មដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបាត់បង់ និងការទទួលបានអាតូមអ៊ីដ្រូសែន និងអុកស៊ីហ្សែនដោយសមាសធាតុសរីរាង្គមួយ។ ដំណើរការទាំងនេះត្រូវបានអមដោយធម្មជាតិដោយការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មនៃអាតូម ( ផ្នែកទី 1 ផ្នែកទី 6.4.1.6 ).

អុកស៊ីតកម្មនៃសារធាតុសរីរាង្គគឺជាការបញ្ចូលអុកស៊ីសែនទៅក្នុងសមាសភាពរបស់វា និង (ឬ) ការលុបបំបាត់អ៊ីដ្រូសែន។ ការកាត់បន្ថយគឺជាដំណើរការបញ្ច្រាស (ការណែនាំអ៊ីដ្រូសែននិងការលុបបំបាត់អុកស៊ីសែន) ។ ដោយពិចារណាលើសមាសភាពនៃអាល់កាន (C n H 2n + 2) យើងអាចសន្និដ្ឋានថាពួកគេមិនមានសមត្ថភាពក្នុងការចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មកាត់បន្ថយប៉ុន្តែអាចចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម។

Alkanes គឺជាសមាសធាតុដែលមានរដ្ឋអុកស៊ីតកម្មទាបនៃកាបូន ហើយអាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្ម ពួកវាអាចត្រូវបានកត់សុីដើម្បីបង្កើតជាសមាសធាតុផ្សេងៗ។

នៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា អាល់កានមិនមានប្រតិកម្មសូម្បីតែជាមួយភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មខ្លាំង (H 2 Cr 2 O 7, KMnO 4 ។ល។)។ នៅពេលបញ្ចូលទៅក្នុងអណ្តាតភ្លើងចំហ អាល់កានឆេះ។ ក្នុងករណីនេះ ក្នុងបរិមាណអុកស៊ីហ្សែនច្រើន ពួកគេត្រូវបានកត់សុីទាំងស្រុងទៅ CO 2 ដែលកាបូនមានស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មខ្ពស់បំផុតនៃ +4 និងទឹក។ ការចំហេះនៃអ៊ីដ្រូកាបូននាំទៅដល់ការដាច់នៃចំណង C-C និង C-H ទាំងអស់ ហើយត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញកំដៅយ៉ាងច្រើន (ប្រតិកម្មខាងក្រៅ) ។

ភាពដូចគ្នា (ឧស្ម័ន) ទាប - មេតាន អេតាន ប្រូផេន ប៊ូតាន - ងាយឆេះ និងបង្កើតជាល្បាយផ្ទុះជាមួយខ្យល់ ដែលត្រូវតែយកមកពិចារណានៅពេលប្រើពួកវា។ នៅពេលដែលទម្ងន់ម៉ូលេគុលកើនឡើង អាល់កានកាន់តែពិបាកក្នុងការបញ្ឆេះ។ បទពិសោធន៍វីដេអូ"ការផ្ទុះនៃល្បាយនៃឧស្ម័នមេតាន និងអុកស៊ីសែន" ។ បទពិសោធន៍វីដេអូ"ការឆេះអាល់កានរាវ។" បទពិសោធន៍វីដេអូ"ការដុតប៉ារ៉ាហ្វីន" ។

ដំណើរការចំហេះនៃអ៊ីដ្រូកាបូនត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីផលិតថាមពល (នៅក្នុងម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុង រោងចក្រថាមពលកម្ដៅ។ល។)។

សមីការ​សម្រាប់​ប្រតិកម្ម​ចំហេះ​នៃ​អាល់កាន​ក្នុង​ទម្រង់​ទូទៅ៖

ពីសមីការនេះ វាកើតឡើងថាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនអាតូមកាបូន ( ន) នៅក្នុងអាល់កាន បរិមាណអុកស៊ីសែនដែលត្រូវការសម្រាប់ការកត់សុីពេញលេញរបស់វាកើនឡើង។ នៅពេលដុតអាល់កានខ្ពស់ ( ន>> 1) អុកស៊ីសែនដែលមាននៅក្នុងខ្យល់ប្រហែលជាមិនគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការកត់សុីពេញលេញរបស់ពួកគេទៅ CO 2 ។ បន្ទាប់មកផលិតផលអុកស៊ីតកម្មដោយផ្នែកត្រូវបានបង្កើតឡើង: កាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត CO (រដ្ឋអុកស៊ីតកម្មកាបូន +2), ផេះ(កាបូនល្អ ស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មសូន្យ)។ ដូច្នេះ អាល់កាន​ខ្ពស់​ឆេះ​ក្នុង​អាកាស​ដោយ​ភ្លើង​ផ្សែង ហើយ​កាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត​ពុល​ដែល​បញ្ចេញ​តាម​ផ្លូវ (គ្មាន​ក្លិន និង​គ្មាន​ពណ៌) បង្ក​គ្រោះថ្នាក់​ដល់​មនុស្ស។

អ៊ីដ្រូកាបូនអាសុីលីកត្រូវបានគេហៅថាអាល់កាន។ មានអាល់កានចំនួន 390 សរុប។ Nonacontatrictan មានរចនាសម្ព័ន្ធវែងបំផុត (C 390 H 782) ។ Halogen អាចភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមកាបូនដើម្បីបង្កើតជា haloalkanes ។

រចនាសម្ព័ន្ធនិងនាមត្រកូល

តាមនិយមន័យ អាល់កានគឺជាអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត ឬឆ្អែតដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធលីនេអ៊ែរ ឬសាខា។ វាត្រូវបានគេហៅផងដែរថាប៉ារ៉ាហ្វីន។ ម៉ូលេគុល Alkane មានចំណង covalent តែមួយរវាងអាតូមកាបូន។ រូបមន្តទូទៅ -

ដើម្បីដាក់ឈ្មោះសារធាតុ អ្នកត្រូវតែអនុវត្តតាមច្បាប់។ យោងតាមនាមនាមអន្តរជាតិ ឈ្មោះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រើបច្ច័យ -an ។ ឈ្មោះនៃអាល់កានបួនដំបូងត្រូវបានបង្កើតឡើងជាប្រវត្តិសាស្ត្រ។ ចាប់ផ្តើមពីតំណាងទីប្រាំ ឈ្មោះត្រូវបានផ្សំឡើងដោយបុព្វបទដែលបង្ហាញពីចំនួនអាតូមកាបូន និងបច្ច័យ -an ។ ឧទាហរណ៍ okta (ប្រាំបី) បង្កើតបានជា octane ។

សម្រាប់ខ្សែសង្វាក់សាខា ឈ្មោះត្រូវបានបន្ថែម៖

• ពីលេខដែលបង្ហាញពីចំនួនអាតូមកាបូនដែលនៅជិតរ៉ាឌីកាល់ស្ថិតនៅ;
• ពីឈ្មោះរ៉ាឌីកាល់;
• ពីឈ្មោះនៃសៀគ្វីសំខាន់។

ឧទាហរណ៍៖ 4-methylpropane - អាតូមកាបូនទីបួននៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ propane មានរ៉ាឌីកាល់ (methyl) ។

អង្ករ។ 1. រូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានឈ្មោះ alkanes ។

រាល់អាល់កានទីដប់ផ្តល់ឈ្មោះទៅអាលកានប្រាំបួនបន្ទាប់។ បន្ទាប់ពី decan មក undecane, dodecane ហើយបន្ទាប់មក, បន្ទាប់ពី eicosane - heneicosane, docosane, tricosane ជាដើម។

ស៊េរីស្រដៀងគ្នា

អ្នកតំណាងទីមួយគឺមេតាន ដែលនេះជាមូលហេតុដែលអាល់កានត្រូវបានគេហៅថាជាស៊េរីដូចគ្នានៃមេតាន។ តារាង alkanes បង្ហាញអ្នកតំណាង 20 នាក់ដំបូង។

ចាប់ផ្តើមជាមួយ butane អាល់កានទាំងអស់មាន isomers រចនាសម្ព័ន្ធ។ បុព្វបទ iso- ត្រូវបានបន្ថែមទៅឈ្មោះ: isobutane, isopentane, isohexane ។

អង្ករ។ 2. ឧទាហរណ៍នៃ isomers ។

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត

ស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងបញ្ជីឈ្មោះដូចគ្នាពីកំពូលទៅបាត។ អាតូមកាបូនកាន់តែច្រើន ហើយតាមនោះ ទម្ងន់ម៉ូលេគុលនៃសមាសធាតុកាន់តែធំ ចំណុចរំពុះខ្ពស់ និងសារធាតុរឹង។

សារធាតុដែលនៅសល់ដែលមានអាតូមកាបូនច្រើនជាង 15 ស្ថិតក្នុងសភាពរឹង។

អាល់កានឧស្ម័នឆេះដោយអណ្តាតភ្លើងពណ៌ខៀវ ឬគ្មានពណ៌។

បង្កាន់ដៃ

Alkanes ដូចជាប្រភេទអ៊ីដ្រូកាបូនផ្សេងទៀត ទទួលបានពីប្រេង ឧស្ម័ន និងធ្យូងថ្ម។ ចំពោះគោលបំណងនេះវិធីសាស្រ្តមន្ទីរពិសោធន៍និងឧស្សាហកម្មត្រូវបានប្រើ:

• ការបំប្លែងឧស្ម័ននៃឥន្ធនៈរឹង៖

  C + 2H 2 → CH 4;

• អ៊ីដ្រូសែនកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត (II):

  CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O;

• អ៊ីដ្រូលីសនៃកាបូនអាលុយមីញ៉ូម៖

  Al 4 C 3 + 12H 2 O → 4Al(OH) 3 + 3CH 4 ;

• ប្រតិកម្មអាលុយមីញ៉ូកាបូនជាមួយអាស៊ីតខ្លាំង៖

  Al 4 C 3 + H 2 Cl → CH 4 + AlCl 3;

• ការថយចុះនៃ haloalkanes (ប្រតិកម្មជំនួស):

  2CH 3 Cl + 2Na → CH 3 -CH 3 + 2NaCl;

• អ៊ីដ្រូសែននៃ haloalkanes៖

  CH 3 Cl + H 2 → CH 4 + HCl;

• ការលាយអំបិលអាស៊ីតអាសេទិកជាមួយអាល់កាឡាំង (ប្រតិកម្មឌូម៉ា)៖

  CH 3 COONa + NaOH → Na 2 CO 3 + CH ៤.

អាល់កានអាចទទួលបានដោយអ៊ីដ្រូសែននៃ alkenes និង alkynes នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ - ផ្លាទីននីកែល palladium ។

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី

អាល់កានមានប្រតិកម្មជាមួយសារធាតុអសរីរាង្គ៖

• ការដុត៖

  CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O;

• halogenation៖

  CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl;

• nitration (ប្រតិកម្ម Konovalov):

  CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O;

• ការចូលជាសមាជិក៖

អ៊ីដ្រូកាបូនគឺជាសមាសធាតុសរីរាង្គដ៏សាមញ្ញបំផុត។ ពួកវាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយកាបូន និងអ៊ីដ្រូសែន។ សមាសធាតុនៃធាតុទាំងពីរនេះត្រូវបានគេហៅថាអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត ឬអាល់កាន។ សមាសភាពរបស់ពួកគេត្រូវបានបង្ហាញដោយរូបមន្ត CnH2n + 2 ដែលជារឿងធម្មតាទៅអាល់កានដែល n គឺជាចំនួនអាតូមកាបូន។

នៅក្នុងការទំនាក់ទំនងជាមួយ

មិត្តរួមថ្នាក់

Alkanes - ឈ្មោះអន្តរជាតិសម្រាប់សមាសធាតុទាំងនេះ. សមាសធាតុទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថាប៉ារ៉ាហ្វីន និងអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែតផងដែរ។ ចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុលអាល់កានគឺសាមញ្ញ (ឬតែមួយ)។ valences ដែលនៅសល់ត្រូវបានឆ្អែតដោយអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ អាល់កានទាំងអស់ត្រូវបានឆ្អែតដោយអ៊ីដ្រូសែនដល់កម្រិតកំណត់ អាតូមរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនៃការបង្កាត់ sp3 ។

ស៊េរីអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត

ទីមួយនៅក្នុងស៊េរីអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែតដូចគ្នាគឺ មេតាន។ រូបមន្តរបស់វាគឺ CH4 ។ ការបញ្ចប់ -an ក្នុងនាមអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែតគឺជាលក្ខណៈពិសេសប្លែក។ លើសពីនេះទៀតស្របតាមរូបមន្តដែលបានផ្តល់ឱ្យ ethane - C2H6, propane - C3H8, butane - C4H10 មានទីតាំងនៅក្នុងស៊េរីដូចគ្នា។

ពីអាល់កានទីប្រាំនៅក្នុងស៊េរី homologous ឈ្មោះនៃសមាសធាតុត្រូវបានបង្កើតឡើងដូចខាងក្រោម: លេខក្រិកដែលបង្ហាញពីចំនួនអាតូមអ៊ីដ្រូកាបូននៅក្នុងម៉ូលេគុល + ចុងបញ្ចប់ -an ។ ដូច្នេះនៅក្នុងភាសាក្រិចលេខ 5 គឺ pende ដូច្នេះបន្ទាប់ពី butane មក pentane - C5H12 ។ បន្ទាប់គឺ hexane C6H14 ។ heptane - C7H16, octane - C8H18, noane - C9H20, decane - C10H22 ជាដើម។

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តនៃអាល់កានប្រែប្រួលគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងស៊េរី homologous: ចំណុចរលាយ និងរំពុះកើនឡើង ហើយដង់ស៊ីតេកើនឡើង។ មេតាន អេតាន ប្រូផេន ប៊ូតាន នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា ពោលគឺនៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 22 អង្សារសេ គឺជាឧស្ម័ន ផិនថន ទៅ ហេកដេខេន រួមបញ្ចូលជាអង្គធាតុរាវ ហើយ heptadecane គឺជាសារធាតុរឹង។ ចាប់ផ្តើមជាមួយ butane, alkanes មាន isomers ។

មានតារាងបង្ហាញ ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស៊េរីដូចគ្នានៃ alkanesដែលឆ្លុះបញ្ចាំងយ៉ាងច្បាស់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់ពួកគេ។

នាមត្រកូលនៃអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត ដែលជានិស្សន្ទវត្ថុរបស់វា។

ប្រសិនបើអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានដកចេញពីម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូកាបូន នោះភាគល្អិត monovalent ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលត្រូវបានគេហៅថារ៉ាឌីកាល់ (R) ។ ឈ្មោះរ៉ាឌីកាល់ត្រូវបានផ្តល់ដោយអ៊ីដ្រូកាបូនដែលរ៉ាឌីកាល់នេះត្រូវបានផលិត ហើយការបញ្ចប់ -an ផ្លាស់ប្តូរទៅជាការបញ្ចប់ -yl ។ ឧទាហរណ៍ ពីមេតាន នៅពេលដែលអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានដកចេញ រ៉ាឌីកាល់មេទីលត្រូវបានបង្កើតឡើង ពីអេតាន - អេទីល ពីប្រូផេន - ប្រូភីល។

រ៉ាឌីកាល់ក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសមាសធាតុអសរីរាង្គផងដែរ។ ឧទាហរណ៍ ដោយការដកក្រុម hydroxyl OH ចេញពីអាស៊ីតនីទ្រីក អ្នកអាចទទួលបានរ៉ាឌីកាល់ monovalent -NO2 ដែលត្រូវបានគេហៅថាក្រុម nitro ។

នៅពេលបំបែកចេញពីម៉ូលេគុលអាល់កាននៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនពីរ រ៉ាឌីកាល់ divalent ត្រូវបានបង្កើតឡើង ឈ្មោះដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងផងដែរពីឈ្មោះនៃអ៊ីដ្រូកាបូនដែលត្រូវគ្នា ប៉ុន្តែការបញ្ចប់ផ្លាស់ប្តូរទៅជា:

• ylen ក្នុងករណីដែលអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានយកចេញពីអាតូមកាបូនមួយ
• ylene ក្នុងករណីដែលអាតូមអ៊ីដ្រូសែនពីរត្រូវបានហែកចេញពីអាតូមកាបូនពីរដែលនៅជាប់គ្នា។

Alkanes: លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី

ចូរយើងពិចារណាពីលក្ខណៈប្រតិកម្មនៃអាល់កាន។ អាល់កានទាំងអស់ចែករំលែកលក្ខណៈគីមីទូទៅ។ សារធាតុទាំងនេះគឺអសកម្ម។

ប្រតិកម្មដែលគេស្គាល់ទាំងអស់ទាក់ទងនឹងអ៊ីដ្រូកាបូនត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖

• ការបំបែកនៃចំណង C-H (ឧទាហរណ៍មួយគឺប្រតិកម្មជំនួស);
• ការដាច់នៃចំណង C-C (ការបំបែកការបង្កើតផ្នែកដាច់ដោយឡែក) ។

រ៉ាឌីកាល់មានសកម្មភាពខ្លាំងនៅពេលបង្កើត។ ដោយ​ខ្លួន​ពួកគេ​ពួកគេ​មាន​សម្រាប់​មួយ​វិនាទី​។ រ៉ាឌីកាល់ងាយប្រតិកម្មជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក។ អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងរបស់ពួកគេបង្កើតជាចំណងកូវ៉ាលេនថ្មី។ ឧទាហរណ៍៖ CH3 + CH3 → C2H6

រ៉ាឌីកាល់មានប្រតិកម្មយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយនឹងម៉ូលេគុលនៃសារធាតុសរីរាង្គ។ ពួកវាភ្ជាប់ជាមួយពួកវា ឬដកអាតូមជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គងចេញពីពួកវា ដែលជាលទ្ធផលដែលរ៉ាឌីកាល់ថ្មីលេចឡើង ដែលវាអាចមានប្រតិកម្មជាមួយម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត។ ជាមួយនឹងប្រតិកម្មសង្វាក់បែបនេះ ម៉ាក្រូម៉ូលេគុលត្រូវបានទទួលដែលឈប់លូតលាស់តែនៅពេលដែលខ្សែសង្វាក់ដាច់ (ឧទាហរណ៍៖ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃរ៉ាឌីកាល់ពីរ)

ប្រតិកម្មរ៉ាឌីកាល់សេរីពន្យល់ពីដំណើរការគីមីសំខាន់ៗជាច្រើនដូចជា៖

• ការផ្ទុះ;
• អុកស៊ីតកម្ម;
• ការបំបែកប្រេង;
• Polymerization នៃសមាសធាតុមិនឆ្អែត។

ព័ត៌មានលម្អិត លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីអាចត្រូវបានពិចារណាអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែតដោយប្រើមេតានជាឧទាហរណ៍។ ខាងលើយើងបានពិចារណារួចហើយអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលអាល់កាន។ អាតូមកាបូននៅក្នុងម៉ូលេគុលមេតានស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនៃការបង្កាត់ sp3 ហើយចំណងដ៏រឹងមាំមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង។ មេតាន គឺជាឧស្ម័នដែលមានក្លិន និងពណ៌។ វាស្រាលជាងខ្យល់។ រលាយក្នុងទឹកបន្តិច។

អាល់កានអាចឆេះបាន។ មេតានឆេះដោយអណ្តាតភ្លើងពណ៌ខៀវស្លេក។ ក្នុងករណីនេះលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនឹងជាកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតនិងទឹក។ នៅពេលដែលលាយជាមួយខ្យល់ ក៏ដូចជានៅក្នុងល្បាយជាមួយអុកស៊ីហ្សែន ជាពិសេសប្រសិនបើសមាមាត្របរិមាណគឺ 1:2 អ៊ីដ្រូកាបូនទាំងនេះបង្កើតជាល្បាយផ្ទុះ ដែលធ្វើឱ្យវាមានគ្រោះថ្នាក់ខ្លាំងសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ និងក្នុងអណ្តូងរ៉ែ។ ប្រសិនបើឧស្ម័នមេតានមិនឆេះទាំងស្រុងទេនោះ ស្នាមប្រឡាក់ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មនេះគឺជារបៀបដែលវាត្រូវបានទទួល។

Formaldehyde និងជាតិអាល់កុលមេទីលត្រូវបានទទួលពីមេតានដោយការកត់សុីរបស់វានៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ។ ប្រសិនបើមេតានត្រូវបានកំដៅខ្លាំង វានឹងរលួយតាមរូបមន្ត CH4 → C + 2H2

ការបំផ្លាញមេតានអាចត្រូវបានអនុវត្តទៅផលិតផលកម្រិតមធ្យមនៅក្នុង ovens បំពាក់ពិសេស។ ផលិតផលកម្រិតមធ្យមនឹងជាអាសេទីលីន។ រូបមន្តប្រតិកម្មគឺ 2CH4 → C2H2 + 3H2 ។ ការបំបែកសារធាតុ acetylene ពីមេតានកាត់បន្ថយការចំណាយលើការផលិតស្ទើរតែពាក់កណ្តាល។

អ៊ីដ្រូសែនក៏ត្រូវបានផលិតចេញពីមេតានដោយការបំប្លែងឧស្ម័នមេតានជាមួយនឹងចំហាយទឹក។ ប្រតិកម្មជំនួសគឺជាលក្ខណៈនៃមេតាន។ ដូច្នេះនៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា ពន្លឺ halogens (Cl, Br) បំលែងអ៊ីដ្រូសែនចេញពីម៉ូលេគុលមេតានជាដំណាក់កាល។ តាមរបៀបនេះសារធាតុដែលហៅថាដេរីវេនៃ halogen ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ អាតូមក្លរីនដោយការជំនួសអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូកាបូន ពួកវាបង្កើតជាល្បាយនៃសមាសធាតុផ្សេងៗគ្នា។

ល្បាយនេះមាន chloromethane (CH3 Cl ឬ methyl chloride), dichloromethane (CH2Cl2 ឬ methylene chloride), trichloromethane (CHCl3 ឬ chloroform), carbon tetrachloride (CCl4 ឬ carbon tetrachloride)។

សមាសធាតុទាំងនេះណាមួយអាចត្រូវបានញែកចេញពីល្បាយ។ នៅក្នុងការផលិត chloroform និង carbon tetrachloride មានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំង ដោយសារតែវាជាសារធាតុរំលាយនៃសមាសធាតុសរីរាង្គ (ខ្លាញ់ ជ័រកៅស៊ូ)។ ដេរីវេនៃមេតាន halogen ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយយន្តការរ៉ាឌីកាល់សេរីខ្សែសង្វាក់។

ពន្លឺប៉ះពាល់ដល់ម៉ូលេគុលក្លរីន ជាលទ្ធផលពួកគេដួលរលំចូលទៅក្នុងរ៉ាឌីកាល់អសរីរាង្គ ដែលអរូបីអាតូមអ៊ីដ្រូសែនជាមួយអេឡិចត្រុងមួយពីម៉ូលេគុលមេតាន។ វាផលិត HCl និងមេទីល។ មេទីល​មាន​ប្រតិកម្ម​ជាមួយ​ម៉ូលេគុល​ក្លរីន ដែល​នាំ​ឱ្យ​មាន​ដេរីវេនៃ​ហាឡូហ្សែន និង​រ៉ាឌីកាល់​ក្លរីន។ បន្ទាប់មករ៉ាឌីកាល់ក្លរីនបន្តប្រតិកម្មសង្វាក់។

នៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា មេតានមានភាពធន់នឹងអាល់កាឡាំង អាស៊ីត និងសារធាតុអុកស៊ីតកម្មជាច្រើន។ ករណីលើកលែងគឺអាស៊ីតនីទ្រីក។ នៅក្នុងប្រតិកម្មជាមួយវា nitromethane និងទឹកត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ប្រតិកម្មបន្ថែមមិនមានលក្ខណៈធម្មតាសម្រាប់មេតានទេ ព្រោះថាវ៉ាឡង់ទាំងអស់នៅក្នុងម៉ូលេគុលរបស់វាត្រូវបានឆ្អែត។

ប្រតិកម្មដែលអ៊ីដ្រូកាបូនចូលរួមអាចកើតឡើងមិនត្រឹមតែជាមួយនឹងការបំបែកនៃចំណង C-H ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងជាមួយនឹងការបំបែកនៃចំណង C-C ផងដែរ។ ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះកើតឡើងនៅក្នុងវត្តមាននៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។និងកាតាលីករ។ ប្រតិកម្ម​ទាំងនេះ​រួម​មាន​ការ​ខ្សោះ​ជាតិ​ទឹក​និង​ការ​បំបែក​។

ពីអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែតអាស៊ីតត្រូវបានទទួលដោយការកត់សុី - អាស៊ីតអាសេទិក (ពី butane) អាស៊ីតខ្លាញ់ (ពីប៉ារ៉ាហ្វីន) ។

ការផលិតមេតាន

មេតាននៅក្នុងធម្មជាតិចែកចាយយ៉ាងទូលំទូលាយ។ វាគឺជាសមាសធាតុចម្បងនៃឧស្ម័នធម្មជាតិ និងសិប្បនិម្មិតដែលអាចឆេះបានច្រើនបំផុត។ វាត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីថ្នេរធ្យូងថ្មនៅក្នុងអណ្តូងរ៉ែ ពីបាតវាលភក់។ ឧស្ម័នធម្មជាតិ (ដែលគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងឧស្ម័នដែលពាក់ព័ន្ធពីកន្លែងប្រេង) មិនត្រឹមតែមានមេតានប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានអាល់កានផ្សេងទៀតផងដែរ។ ការប្រើប្រាស់សារធាតុទាំងនេះមានភាពចម្រុះ។ ពួកវាត្រូវបានប្រើជាឥន្ធនៈនៅក្នុងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ ថ្នាំពេទ្យ និងបច្ចេកវិទ្យា។

នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍ ឧស្ម័ននេះត្រូវបានបញ្ចេញដោយកំដៅល្បាយនៃសូដ្យូមអាសេតាត + សូដ្យូម អ៊ីដ្រូស៊ីត ក៏ដូចជាដោយប្រតិកម្មនៃអាលុយមីញ៉ូមកាបូន និងទឹក។ មេតានក៏ទទួលបានពីសារធាតុសាមញ្ញដែរ។ សម្រាប់នេះតម្រូវការជាមុនមានកំដៅនិងកាតាលីករ។ ការផលិតមេតានដោយការសំយោគដោយផ្អែកលើចំហាយទឹកមានសារៈសំខាន់ក្នុងឧស្សាហកម្ម។

មេតាន និងភាពដូចគ្នារបស់វាអាចទទួលបានដោយការ calcination នៃអំបិលនៃអាស៊ីតសរីរាង្គដែលត្រូវគ្នាជាមួយ alkalis ។ វិធីសាស្រ្តមួយផ្សេងទៀតសម្រាប់ការផលិតអាល់កានគឺប្រតិកម្ម Wurtz ដែលក្នុងនោះនិស្សន្ទវត្ថុ monohalogen ត្រូវបានកំដៅដោយដែកសូដ្យូម។