ఆల్కనేస్ యొక్క ఐసోమర్ల కూర్పు కోసం నియమాలు. ఆల్కనేస్

మొత్తంగా, ఆల్కనేస్ తరగతికి చెందిన 390 పదార్థాలు అంటారు. ఇంటర్నేషనల్ యూనియన్ ఆఫ్ ప్యూర్ అండ్ అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ - IUPAC లేదా IUPAC - ప్రతి సమ్మేళనానికి పేరు పెట్టడాన్ని సులభతరం చేయడానికి ఆల్కనేస్ కోసం నామకరణాన్ని అభివృద్ధి చేసింది, దాని ఫార్ములా మాత్రమే తెలుసు.

సాధారణ నియమాలు

ఆల్కనేస్ పేరు -an ప్రత్యయం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. హోమోలాగస్ సిరీస్ యొక్క మొదటి నాలుగు ప్రతినిధులు - మీథేన్, ఈథేన్, ప్రొపేన్, బ్యూటేన్ - చారిత్రాత్మకంగా స్థాపించబడిన పేర్లను కలిగి ఉన్నారు. ఇతర ఆల్కనేల పేర్లలోని ఉపసర్గ పదార్ధంలోని కార్బన్ అణువుల సంఖ్యను సూచిస్తుంది:

• పెంట్- - ఐదు;
• హెక్స్ - ఆరు;
• hept- - ఏడు;
• అక్టోబర్ - ఎనిమిది;
• కాని - తొమ్మిది;
• డిసెంబర్ - పది.

అన్నం. 1. ఆల్కనేస్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్.

ఒకటి అన్- లేదా జెన్-, రెండు డూ-, మూడు మూడు-, నాలుగు టెట్రా-.

అన్ని పదార్ధాలకు ఉపసర్గలు మరియు ప్రత్యయాలు భద్రపరచబడ్డాయి. డీన్ నుండి ప్రారంభించి, పేర్లకు రూట్ జోడించబడింది. ఉపసర్గ ద్వారా సూచించబడిన ప్రతి పది పదార్ధాలలో ఇది మారుతుంది. ఉదాహరణకు, ఐకోసేన్‌లో 20 కార్బన్‌లు, ట్రయాకాంటనే - 30, టెట్రాకాంటనే - 40, పెంటాకాంటనే - 50 ఉంటాయి.

ఈ పదార్ధాల పేర్లు ఉపసర్గలు మరియు ప్రత్యయాల జోడింపుతో తదుపరి పదికి మారతాయి. ఉదాహరణకు, ఐకోసేన్ తర్వాత హెనికోసేన్, డోకోసేన్, ట్రైకోసేన్ మరియు ట్రైకాంటనే - జెంట్రియాకాంటన్, డోట్రియాకాంటన్, ట్రిట్రియాకాంటన్, టెట్రాట్రియాకాంటన్ మొదలైనవి.

శాఖల గొలుసుల పేర్లు

ఒకే సంఖ్యలో పరమాణువులు ఉన్న పదార్ధాలు, కానీ వివిధ అమరికలతో, ఐసోమర్లు అంటారు. బ్యూటేన్ మరియు ఐసోబుటేన్ సరిపోల్చండి. రెండు సందర్భాల్లోనూ ఫార్ములా C 4 H 10, కానీ పరమాణువులు వేర్వేరుగా అమర్చబడి ఉంటాయి. మొదటి సందర్భంలో, గొలుసు పొడవుగా ఉంటుంది, రెండవది, ఇది ఒక లింక్ ద్వారా తక్కువగా ఉంటుంది. ఐసోమర్ల పేర్లు ఐసో- ఉపసర్గతో ఆల్కనేస్ పేర్లకు అనుగుణంగా ఉంటాయి.

అన్నం. 2. బ్యూటేన్ మరియు ఐసోబుటేన్.

రాడికల్ యొక్క స్థానాన్ని మరింత ఖచ్చితంగా పేరు పెట్టడానికి మరియు సూచించడానికి, ప్రత్యేక నామకరణం ఉపయోగించబడుతుంది. శాఖల గొలుసు పేరును నిర్ణయించడానికి నియమాలు:

• ప్రధాన గొలుసుగా పొడవైన గొలుసు లేదా అత్యధిక సంఖ్యలో శాఖలు ఉన్న గొలుసును తీసుకోండి - ఇది పదార్ధం యొక్క ప్రధాన పేరు (ఐసోబుటేన్‌లో, పొడవైన గొలుసులో మూడు కార్బన్‌లు ఉంటాయి - ఇది ప్రొపేన్);
• రాడికల్ ప్రక్కనే ఉన్న చివరి నుండి ప్రారంభమయ్యే కార్బన్ అణువుల సంఖ్య (ఐసోపెంటనేలో ఆల్కైల్ కుడి చివరకి మార్చబడుతుంది);
• రెండు చివర్లలో ఆల్కైల్‌లు ఉన్నట్లయితే, తక్కువ కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉండే రాడికల్‌తో ముగింపును ఎంచుకోండి;
• ఈక్విడిస్టెంట్ ఆల్కైల్స్‌లోని కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్య ఒకేలా ఉంటే, అత్యధిక సంఖ్యలో శాఖలతో ముగింపును ఎంచుకోండి;
• రాడికల్స్ (2,2,3-, 1,4-) కలిగి ఉన్న పరమాణువుల సంఖ్యలను, కామాలతో వేరు చేసి, సమ్మేళనానికి పేరు పెట్టండి;
• ఆల్కైల్స్ (di-, tri-) సంఖ్యకు సంబంధించిన ఉపసర్గను సూచించండి;
• రాడికల్‌లను జాబితా చేయండి (మిథైల్-, క్లోరోమీథైల్-);
• ప్రధాన గొలుసు (-ప్రొపేన్, -బ్యూటేన్, -పెంటనే) పేరుతో పూర్తి చేయండి.

నిర్మాణ సూత్రాలలో, ఆల్కైల్‌లు కార్బన్ పరమాణువు పైన మరియు క్రింద నిలువు పట్టీతో వ్రాయబడతాయి. కార్బన్ పరమాణువు తర్వాత కుండలీకరణాల్లో రాడికల్స్ రాయడం ఆమోదయోగ్యమైనది. ఉదాహరణకు, 2-మిథైల్బుటేన్ - CH 3 -CH(CH 3) -CH 2 -CH 3.

ఉదాహరణలు

శాఖల నిర్మాణంతో ఆల్కనేస్ నామకరణం యొక్క అనేక ఉదాహరణలు పట్టికలో ప్రదర్శించబడ్డాయి.

అన్నం. 3. పేర్లతో నిర్మాణ సూత్రాల ఉదాహరణలు.

మనం ఏమి నేర్చుకున్నాము?

IUPAC నామకరణానికి అనుగుణంగా ఆల్కనేల పేర్లు ప్రత్యయం -ane, కార్బన్ అణువుల సంఖ్యను సూచించే ఉపసర్గ మరియు ప్రతి పదవ హోమోలాగ్ పేరు యొక్క మూలంతో కూడి ఉంటాయి. మొదటి నాలుగు ఆల్కనేల పేర్లను గుర్తుంచుకోవాలి. బ్రాంచ్డ్ మాలిక్యూల్స్‌లో రాడికల్‌లను కలిగి ఉన్న అణువుల సంఖ్యల జాబితా, వాటి సంఖ్యను సూచించే ఉపసర్గ, రాడికల్‌ల జాబితా మరియు ప్రధాన గొలుసు పేరు ఉన్నాయి.

అంశంపై పరీక్ష

నివేదిక యొక్క మూల్యాంకనం

సగటు రేటింగ్: 4.2 అందుకున్న మొత్తం రేటింగ్‌లు: 171.

ఆల్కనేస్ లేదా అలిఫాటిక్ సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు ఒక ఓపెన్ (నాన్-సైక్లిక్) గొలుసుతో కూడిన సమ్మేళనాలు, వీటిలో కార్బన్ అణువులు σ బంధంతో ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఆల్కనేస్‌లోని కార్బన్ అణువు sp 3 హైబ్రిడైజేషన్ స్థితిలో ఉంది.

ఆల్కనేలు ఒక సజాతీయ శ్రేణిని ఏర్పరుస్తాయి, దీనిలో ప్రతి సభ్యుడు స్థిరమైన నిర్మాణ యూనిట్ -CH 2 - ద్వారా తేడా ఉంటుంది, దీనిని హోమోలాజికల్ తేడా అంటారు. సరళమైన ప్రతినిధి మీథేన్ CH4.

• ఆల్కనేస్ యొక్క సాధారణ సూత్రం: C n H 2n+2

ఆల్కనేస్ కోసం, స్ట్రక్చరల్ ఐసోమెరిజంతో పాటు, కన్ఫర్మేషనల్ ఐసోమెరిజం మరియు హెప్టేన్‌తో ప్రారంభించి, ఎన్‌యాంటియోమెరిజం:

IUPAC నామకరణంఆల్కనేస్ పేర్లలో ఉపసర్గలు ఉపయోగించబడతాయి n-, రెండవ-, iso, టెర్ట్-, నియో:

• n-అంటే హైడ్రోకార్బన్ గొలుసు యొక్క సాధారణ (తుప్పు లేని) నిర్మాణం;
• రెండవ-రీసైకిల్ బ్యూటైల్‌కు మాత్రమే వర్తిస్తుంది;
• టెర్ట్-యొక్క అర్థం ఆల్కైల్ ఒఫ్ టర్షరీ స్ట్రక్చర్;
• isoగొలుసు చివరిలో శాఖలు;
• నియోక్వాటర్నరీ కార్బన్ అణువుతో ఆల్కైల్ కోసం ఉపయోగిస్తారు.

శాఖల ఆల్కనేల నామకరణం క్రింది ప్రాథమిక నియమాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

• పేరును నిర్మించడానికి, కార్బన్ పరమాణువుల యొక్క పొడవైన గొలుసును ఎంపిక చేసి, అరబిక్ సంఖ్యలతో (లోకాంట్లు) లెక్కించబడుతుంది, చివర నుండి ప్రత్యామ్నాయం ఉన్న దానికి దగ్గరగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు:

• ఒకే ఆల్కైల్ సమూహం ఒకటి కంటే ఎక్కువసార్లు సంభవించినట్లయితే, గుణించే ఉపసర్గలు దాని ముందు పేరులో ఉంచబడతాయి di-(ఒక అచ్చు ముందు di-), మూడు-, టెట్రా-మొదలైనవి మరియు ప్రతి ఆల్కైల్‌ను ప్రత్యేకంగా ఒక సంఖ్యతో పేర్కొనండి, ఉదాహరణకు:

• ప్రధాన గొలుసు యొక్క సైడ్ బ్రాంచ్‌లు వివిధ ఆల్కైల్ ప్రత్యామ్నాయాలను కలిగి ఉంటే, అవి అక్షర క్రమంలో (గుణించే ఉపసర్గలతో) పునర్వ్యవస్థీకరించబడతాయి. di-, టెట్రా-మొదలైనవి, అలాగే ఉపసర్గలు n-, రెండవ-, టెర్ట్-పరిగణనలోకి తీసుకోబడలేదు), ఉదాహరణకు:

• పొడవైన గొలుసు కోసం రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఎంపికలు సాధ్యమైతే, గరిష్ట సంఖ్యలో సైడ్ బ్రాంచ్‌లను కలిగి ఉన్నదాన్ని ఎంచుకోండి.
• సంక్లిష్ట ఆల్కైల్ సమూహాల పేర్లు ఆల్కేన్‌ల పేర్ల వలె అదే సూత్రాల ప్రకారం నిర్మించబడ్డాయి, అయితే ఆల్కైల్ గొలుసు యొక్క సంఖ్య ఎల్లప్పుడూ స్వయంప్రతిపత్తి కలిగి ఉంటుంది మరియు కార్బన్ అణువు ఉచిత వాలెన్సీతో ప్రారంభమవుతుంది, ఉదాహరణకు:

• అటువంటి సమూహం యొక్క పేరులో ఉపయోగించినప్పుడు, అది బ్రాకెట్లలో ఉంచబడుతుంది మరియు మొత్తం సమూహం యొక్క పేరులోని మొదటి అక్షరం అక్షర క్రమంలో పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది:

పారిశ్రామిక వెలికితీత పద్ధతులు 1. ఆల్కనేస్ గ్యాస్ వెలికితీత.సహజ వాయువు ప్రధానంగా మీథేన్ మరియు ఈథేన్, ప్రొపేన్ మరియు బ్యూటేన్ యొక్క చిన్న మిశ్రమాలను కలిగి ఉంటుంది. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఒత్తిడిలో ఉన్న గ్యాస్ తగిన భిన్నాలుగా విభజించబడింది.

2. నూనె నుండి ఆల్కేన్ల వెలికితీత.ముడి చమురు శుద్ధి చేయబడుతుంది మరియు ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది (స్వేదన, భిన్నం, పగుళ్లు). ప్రాసెస్ చేయబడిన ఉత్పత్తుల నుండి మిశ్రమాలు లేదా వ్యక్తిగత సమ్మేళనాలు పొందబడతాయి.

3. బొగ్గు యొక్క హైడ్రోజనేషన్ (F. బెర్గియస్ యొక్క పద్ధతి, 1925).హైడ్రోకార్బన్ వాతావరణంలో ఉత్ప్రేరకాలు (Fe, Mo, W, Ni యొక్క ఆక్సైడ్లు మరియు సల్ఫైడ్‌లు) సమక్షంలో 30 MPa వద్ద ఆటోక్లేవ్‌లలో గట్టి లేదా గోధుమ బొగ్గు హైడ్రోజనేట్ చేయబడి ఆల్కేన్‌లుగా మార్చబడుతుంది, దీనిని మోటారు ఇంధనం అని పిలుస్తారు:

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

4. ఆల్కనేస్ యొక్క ఆక్సోసింథసిస్ (F. ఫిషర్ యొక్క పద్ధతి - G. Tropsch, 1922).ఫిషర్-ట్రోప్ష్ పద్ధతిని ఉపయోగించి, ఆల్కనేలు సంశ్లేషణ వాయువు నుండి పొందబడతాయి. సంశ్లేషణ వాయువు అనేది వివిధ నిష్పత్తులతో CO మరియు H 2 మిశ్రమం. ఇది Al 2 O 3పై మద్దతు ఉన్న నికెల్ ఆక్సైడ్ NiO సమక్షంలో 800-900 ° C వద్ద సంభవించే ప్రతిచర్యలలో ఒకదాని ద్వారా మీథేన్ నుండి పొందబడుతుంది:

CH 4 + H 2 O ⇄ CO + 3H 2

CH 4 + CO 2 ⇄ 2CO + 2H 2

2CH 4 + O 2 ⇄ 2CO + 4H 2

ఆల్కనేలు ప్రతిచర్య ద్వారా పొందబడతాయి (ఉష్ణోగ్రత సుమారు 300 ° C, Fe-Co ఉత్ప్రేరకం):

nCO + (2n+1)H 2 → C n H 2n+2 + nH 2 O

హైడ్రోకార్బన్ల యొక్క ఫలితంగా మిశ్రమం, ప్రధానంగా నిర్మాణం యొక్క ఆల్కనేలను కలిగి ఉంటుంది (n = 12-18), "సింటిన్" అని పిలుస్తారు.

5. డ్రై స్వేదనం.పొడి స్వేదనం లేదా బొగ్గు, పొట్టు, కలప మరియు పీట్ గాలికి ప్రాప్యత లేకుండా వేడి చేయడం ద్వారా ఆల్కనేలు సాపేక్షంగా తక్కువ పరిమాణంలో లభిస్తాయి. ఫలితంగా మిశ్రమం యొక్క ఉజ్జాయింపు కూర్పు 60% హైడ్రోజన్, 25% మీథేన్ మరియు 3-5% ఇథిలీన్.

ప్రయోగశాల వెలికితీత పద్ధతులు 1. హాలోఅల్కైల్స్ నుండి తయారీ

1.1. మెటాలిక్ సోడియంతో ప్రతిచర్య (వుర్జ్, 1855).ప్రతిచర్య హాలోఅల్కైల్‌తో క్షార లోహం యొక్క పరస్పర చర్యను కలిగి ఉంటుంది మరియు అధిక సౌష్టవ ఆల్కేన్‌ల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది:

2CH 3 -I + 2Na ⇄ CH 3 -CH 3 + 2NaI

రెండు వేర్వేరు హాలోఅల్కైల్స్ ప్రతిచర్యలో పాల్గొంటే, ఆల్కనేల మిశ్రమం ఏర్పడుతుంది:

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 లిథియం డయాకిల్ కప్రేట్స్‌తో పరస్పర చర్య.పద్ధతి (కొన్నిసార్లు E. కోర్ - H. హౌస్ రియాక్షన్ అని పిలుస్తారు) రియాక్టివ్ లిథియం డయాకిల్ కప్రేట్స్ R 2 CuLi హాలోఅల్కైల్స్‌తో పరస్పర చర్యను కలిగి ఉంటుంది. మొదట, లిథియం మెటల్ ఈథర్ వాతావరణంలో హాలోఅల్కేన్‌తో చర్య జరుపుతుంది. తరువాత, సంబంధిత ఆల్కైల్ లిథియం కాపర్(I) హాలైడ్‌తో చర్య జరిపి కరిగే లిథియం డయాకిల్ కప్రేట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది:

CH 3 Cl + 2Li → CH 3 Li + LiCl

2CH 3 Li + CuI → (CH 3 ) 2 CuLi + LiI

అటువంటి లిథియం డయాకిల్ కప్రేట్ సంబంధిత హాలోఅల్కైల్‌తో చర్య జరిపినప్పుడు, తుది సమ్మేళనం ఏర్పడుతుంది:

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

ప్రాథమిక హాలోఅల్కైల్‌లను ఉపయోగించినప్పుడు దాదాపు 100% ఆల్కనేల దిగుబడిని సాధించడం ఈ పద్ధతి సాధ్యపడుతుంది. వారి ద్వితీయ లేదా తృతీయ నిర్మాణంతో, దిగుబడి 30-55%. లిథియం డయాకిల్ కప్రేట్‌లోని ఆల్కైల్ భాగం యొక్క స్వభావం ఆల్కేన్ దిగుబడిపై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

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

CH 3 CH 2 I + 2H → CH 3 CH 3 + HI

CH 3 I + HI → CH 4 + I 2

పద్ధతికి సన్నాహక విలువ లేదు; బలమైన తగ్గించే ఏజెంట్ తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది - అయోడిన్.

2. కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాల లవణాల నుండి తయారీ.
2.1 లవణాల విద్యుద్విశ్లేషణ (కోల్బే, 1849).కోల్బే ప్రతిచర్యలో కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్ లవణాల సజల ద్రావణాల విద్యుద్విశ్లేషణ ఉంటుంది:

R-COONa ⇄ R-COO - + Na +

యానోడ్ వద్ద, కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్ అయాన్ ఆక్సీకరణం చెంది, ఫ్రీ రాడికల్‌గా ఏర్పడుతుంది మరియు CO 2 ద్వారా సులభంగా డీకార్బాక్సిలేట్ చేయబడుతుంది లేదా తొలగించబడుతుంది. ఆల్కైల్ రాడికల్స్ పునఃసంయోగం కారణంగా ఆల్కేన్‌లుగా మార్చబడతాయి:

R-COO - → R-COO . + ఇ -

R-COO. →ఆర్. +CO2

ఆర్. +R. → R-R

2.2 ఆల్కలీతో కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాల లవణాల కలయిక.కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాల క్షార లోహ లవణాలు, క్షారాలతో కలిపి ఆల్కనేలను ఏర్పరుస్తాయి:

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

ఆల్కనేలు నీటి కంటే చాలా తేలికైనవి, ధ్రువం కానివి మరియు ధ్రువపరచడం కష్టం, కానీ అవి చాలా ధ్రువ రహిత ద్రావకాలలో కరుగుతాయి, దీని కారణంగా అవి అనేక సేంద్రీయ సమ్మేళనాలకు ద్రావకం కావచ్చు.

ఆల్కనేస్ యొక్క నిర్మాణం

మీథేన్, ఈథేన్ మరియు ప్రొపేన్ అనే సరళమైన ఆల్కేన్‌ల యొక్క రసాయన నిర్మాణం (అణువులలోని పరమాణువుల అనుసంధాన క్రమం) సెక్షన్ 2లో ఇవ్వబడిన వాటి నిర్మాణ సూత్రాల ద్వారా చూపబడింది. ఈ సూత్రాల నుండి ఇందులో రెండు రకాల రసాయన బంధాలు ఉన్నాయని స్పష్టమవుతుంది. ఆల్కనేస్:

S-S మరియు S-N.

C-C బంధం సమయోజనీయ నాన్‌పోలార్. C-H బంధం సమయోజనీయంగా, బలహీనంగా ధ్రువంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోనెగటివిటీలో దగ్గరగా ఉంటాయి (కార్బన్‌కు 2.5 మరియు హైడ్రోజన్‌కు 2.1). భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్ జతల కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల కారణంగా ఆల్కేన్‌లలో సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటును ఎలక్ట్రానిక్ సూత్రాలను ఉపయోగించి చూపవచ్చు:

ఎలక్ట్రానిక్ మరియు నిర్మాణ సూత్రాలు రసాయన నిర్మాణాన్ని ప్రతిబింబిస్తాయి, కానీ అణువుల ప్రాదేశిక నిర్మాణం గురించి ఒక ఆలోచన ఇవ్వవు, ఇది పదార్ధం యొక్క లక్షణాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

ప్రాదేశిక నిర్మాణం, అనగా. అంతరిక్షంలో ఒక అణువు యొక్క పరమాణువుల సాపేక్ష అమరిక ఈ పరమాణువుల పరమాణు కక్ష్యల (AO) దిశపై ఆధారపడి ఉంటుంది. హైడ్రోకార్బన్‌లలో, హైడ్రోజన్ పరమాణువు యొక్క గోళాకార 1s-AO నిర్దిష్ట ధోరణిని కలిగి లేనందున, కార్బన్ యొక్క పరమాణు కక్ష్యల యొక్క ప్రాదేశిక ధోరణి ద్వారా ప్రధాన పాత్ర పోషించబడుతుంది.

కార్బన్ AO యొక్క ప్రాదేశిక అమరిక, దాని హైబ్రిడైజేషన్ రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది (పార్ట్ I, సెక్షన్ 4.3). ఆల్కనేస్‌లోని సంతృప్త కార్బన్ అణువు నాలుగు ఇతర పరమాణువులతో బంధించబడి ఉంటుంది. కాబట్టి, దాని స్థితి sp3 హైబ్రిడైజేషన్ (పార్ట్ I, విభాగం 4.3.1)కి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్రతి నాలుగు sp3-హైబ్రిడ్ కార్బన్ AOలు హైడ్రోజన్ యొక్క s-AOతో లేదా మరొక కార్బన్ అణువు యొక్క sp3-AOతో అక్షసంబంధ (σ-) అతివ్యాప్తిలో పాల్గొంటాయి, σ-CH లేదా C-C బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి.

కార్బన్ యొక్క నాలుగు σ-బంధాలు 109°28" కోణంలో అంతరిక్షంలో నిర్దేశించబడతాయి, ఇది ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క అతి తక్కువ వికర్షణకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ఆల్కనేస్ యొక్క సరళమైన ప్రతినిధి యొక్క అణువు - మీథేన్ CH4 - టెట్రాహెడ్రాన్ ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మధ్యలో కార్బన్ అణువు ఉంది మరియు శీర్షాల వద్ద హైడ్రోజన్ అణువులు ఉన్నాయి:

H-C-H బాండ్ కోణం 109°28". మీథేన్ యొక్క ప్రాదేశిక నిర్మాణాన్ని వాల్యూమెట్రిక్ (స్కేల్) మరియు బాల్-అండ్-స్టిక్ మోడల్‌లను ఉపయోగించి చూపవచ్చు.

రికార్డింగ్ కోసం, ప్రాదేశిక (స్టీరియోకెమికల్) సూత్రాన్ని ఉపయోగించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది.

తదుపరి హోమోలాగ్ యొక్క అణువులో, ఈథేన్ C2H6, రెండు టెట్రాహెడ్రల్ sp3 కార్బన్ అణువులు మరింత సంక్లిష్టమైన ప్రాదేశిక నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి:

2 కంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న ఆల్కనే అణువులు వక్ర ఆకారాల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. ఇది n-butane (VRML మోడల్) లేదా n-పెంటనే ఉదాహరణను ఉపయోగించి చూపబడుతుంది:

ఆల్కనేస్ యొక్క ఐసోమెరిజం

ఐసోమెరిజం అనేది ఒకే కూర్పు (అదే పరమాణు సూత్రం), కానీ విభిన్న నిర్మాణాలను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాల ఉనికి యొక్క దృగ్విషయం. ఇటువంటి కనెక్షన్లు అంటారు ఐసోమర్లు.

పరమాణువులను అణువులలో (అంటే రసాయన నిర్మాణం) కలిపి ఉండే క్రమంలో తేడాలు ఏర్పడతాయి. నిర్మాణ ఐసోమెరిజం. స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్ల నిర్మాణం నిర్మాణ సూత్రాల ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుంది. ఆల్కనేల శ్రేణిలో, గొలుసు 4 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉన్నప్పుడు నిర్మాణాత్మక ఐసోమెరిజం వ్యక్తమవుతుంది, అనగా. బ్యూటేన్ C 4 H 10తో ప్రారంభమవుతుంది. ఒకే కూర్పు మరియు ఒకే రసాయన నిర్మాణం యొక్క అణువులలో అంతరిక్షంలో అణువుల యొక్క విభిన్న సాపేక్ష స్థానాలు సాధ్యమైతే, అప్పుడు మేము గమనిస్తాము ప్రాదేశిక ఐసోమెరిజం (స్టీరియో ఐసోమెరిజం). ఈ సందర్భంలో, నిర్మాణ సూత్రాల ఉపయోగం సరిపోదు మరియు పరమాణు నమూనాలు లేదా ప్రత్యేక సూత్రాలు - స్టీరియోకెమికల్ (ప్రాదేశిక) లేదా ప్రొజెక్షన్ - ఉపయోగించాలి.

ఈథేన్ H 3 C–CH 3తో ప్రారంభమయ్యే ఆల్కనేలు వివిధ ప్రాదేశిక రూపాల్లో ఉన్నాయి ( ఆకృతీకరణలు), C–C σ బంధాల వెంట ఇంట్రామోలిక్యులర్ రొటేషన్ వల్ల ఏర్పడుతుంది మరియు పిలవబడే వాటిని ప్రదర్శిస్తుంది భ్రమణ (కన్ఫర్మేషనల్) ఐసోమెరిజం.

అదనంగా, ఒక అణువు 4 వేర్వేరు ప్రత్యామ్నాయాలతో బంధించబడిన కార్బన్ అణువును కలిగి ఉంటే, మరొక రకమైన ప్రాదేశిక ఐసోమెరిజం సాధ్యమవుతుంది, రెండు స్టీరియో ఐసోమర్‌లు ఒకదానికొకటి ఒక వస్తువుగా మరియు దాని అద్దం ప్రతిబింబంగా (ఎడమ చేతికి ఎలా సంబంధం కలిగి ఉందో అదే విధంగా) . అణువుల నిర్మాణంలో ఇటువంటి వ్యత్యాసాలను అంటారు ఆప్టికల్ ఐసోమెరిజం.

. ఆల్కనేస్ యొక్క స్ట్రక్చరల్ ఐసోమెరిజం

స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్లు ఒకే కూర్పు యొక్క సమ్మేళనాలు, ఇవి అణువుల బంధం క్రమంలో విభిన్నంగా ఉంటాయి, అనగా. అణువుల రసాయన నిర్మాణం.

ఆల్కనేల శ్రేణిలో స్ట్రక్చరల్ ఐసోమెరిజం యొక్క అభివ్యక్తికి కారణం కార్బన్ పరమాణువులు వివిధ నిర్మాణాల గొలుసులను ఏర్పరచగల సామర్థ్యం.ఈ రకమైన నిర్మాణ ఐసోమెరిజం అంటారు. కార్బన్ అస్థిపంజరం ఐసోమెరిజం.

ఉదాహరణకు, కూర్పు C 4 H 10 యొక్క ఆల్కేన్ రూపంలో ఉండవచ్చు రెండునిర్మాణ ఐసోమర్‌లు:

మరియు ఆల్కనే C 5 H 12 - రూపంలో మూడునిర్మాణ ఐసోమర్‌లు, కార్బన్ గొలుసు నిర్మాణంలో భిన్నంగా ఉంటాయి:

అణువులలో కార్బన్ అణువుల సంఖ్య పెరుగుదలతో, గొలుసు శాఖలు పెరిగే అవకాశాలు పెరుగుతాయి, అనగా. కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్యతో ఐసోమర్ల సంఖ్య పెరుగుతుంది.

నిర్మాణ ఐసోమర్లు భౌతిక లక్షణాలలో విభిన్నంగా ఉంటాయి. తక్కువ దట్టమైన అణువుల ప్యాకింగ్ మరియు తదనుగుణంగా, చిన్న ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ ఇంటరాక్షన్‌ల కారణంగా, బ్రాంచ్డ్ స్ట్రక్చర్‌తో ఆల్కనేలు వాటి శాఖలు లేని ఐసోమర్‌ల కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉడకబెట్టబడతాయి.

ఐసోమర్ల నిర్మాణ సూత్రాలను నిర్మించే సాంకేతికతలు

ఆల్కనే ఉదాహరణ చూద్దాం తో 6 ఎన్ 14 .

1. మొదట, మేము లీనియర్ ఐసోమర్ మాలిక్యూల్ (దాని కార్బన్ అస్థిపంజరం)ని వర్ణిస్తాము.

2. అప్పుడు మేము గొలుసును 1 కార్బన్ అణువుతో కుదించి, ఈ అణువును గొలుసులోని ఏదైనా కార్బన్ అణువుకు దాని నుండి ఒక శాఖగా అటాచ్ చేస్తాము, తీవ్రమైన స్థానాలను మినహాయించి:

మీరు తీవ్ర స్థానాల్లో ఒకదానికి కార్బన్ అణువును జోడించినట్లయితే, గొలుసు యొక్క రసాయన నిర్మాణం మారదు:

అదనంగా, మీరు పునరావృత్తులు లేవని నిర్ధారించుకోవాలి. అందువలన, నిర్మాణం నిర్మాణం (2) కు సమానంగా ఉంటుంది.

3. ప్రధాన గొలుసు యొక్క అన్ని స్థానాలు అయిపోయినప్పుడు, మేము మరొక 1 కార్బన్ అణువు ద్వారా గొలుసును తగ్గిస్తుంది:

ఇప్పుడు పక్క శాఖలలో 2 కార్బన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. కింది అణువుల కలయికలు ఇక్కడ సాధ్యమే:

ఒక ప్రక్క ప్రత్యామ్నాయం శ్రేణిలో అనుసంధానించబడిన 2 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉంటుంది, అయితే హెక్సేన్‌కు అటువంటి సైడ్ బ్రాంచ్‌లతో ఐసోమర్‌లు లేవు మరియు నిర్మాణం నిర్మాణం (3)కి సమానంగా ఉంటుంది.

ప్రక్క ప్రత్యామ్నాయం - C-Cని కనీసం 5 కార్బన్ పరమాణువులు కలిగిన గొలుసులో మాత్రమే ఉంచవచ్చు మరియు గొలుసు చివర నుండి 3వ మరియు తదుపరి అణువుకు మాత్రమే జోడించబడుతుంది.

4. ఐసోమర్ యొక్క కార్బన్ అస్థిపంజరాన్ని నిర్మించిన తర్వాత, కార్బన్ టెట్రావాలెంట్ అయినందున అణువులోని అన్ని కార్బన్ అణువులను హైడ్రోజన్ బంధాలతో భర్తీ చేయడం అవసరం.

కాబట్టి, కూర్పు తో 6 ఎన్ 14 5 ఐసోమర్‌లకు అనుగుణంగా ఉంటుంది: 1) 2) 3)4)5)

నామకరణం

సేంద్రీయ సమ్మేళనాల నామకరణం అనేది ప్రతి ఒక్క పదార్థానికి నిస్సందేహంగా పేరు పెట్టడానికి అనుమతించే నియమాల వ్యవస్థ.

ఇది రసాయన శాస్త్రం యొక్క భాష, ఇది సమ్మేళనాల పేర్లలో వాటి నిర్మాణం గురించి సమాచారాన్ని తెలియజేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఒక నిర్దిష్ట నిర్మాణం యొక్క సమ్మేళనం ఒక క్రమబద్ధమైన పేరుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు ఈ పేరుతో సమ్మేళనం యొక్క నిర్మాణాన్ని (దాని నిర్మాణ సూత్రం) ఊహించవచ్చు.

ప్రస్తుతం, IUPAC క్రమబద్ధమైన నామకరణం సాధారణంగా ఆమోదించబడింది. ఇంటర్నేషనల్ యూనియన్ ఆఫ్ ది ప్యూర్ అండ్ అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ- ఇంటర్నేషనల్ యూనియన్ ఆఫ్ ప్యూర్ అండ్ అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ).

క్రమబద్ధమైన పేర్లతో పాటు, అల్పమైన (సాధారణ) పేర్లు కూడా ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి ఒక పదార్ధం యొక్క లక్షణ లక్షణం, దాని తయారీ పద్ధతి, సహజ మూలం, అప్లికేషన్ యొక్క ప్రాంతం మొదలైన వాటితో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, కానీ దాని నిర్మాణాన్ని ప్రతిబింబించవు.

IUPAC నామకరణాన్ని వర్తింపజేయడానికి, మీరు అణువుల యొక్క కొన్ని శకలాలు - సేంద్రీయ రాడికల్స్ యొక్క పేర్లు మరియు నిర్మాణాన్ని తెలుసుకోవాలి.

"సేంద్రీయ రాడికల్" అనే పదం నిర్మాణాత్మక భావన మరియు "ఫ్రీ రాడికల్" అనే పదంతో అయోమయం చెందకూడదు, ఇది జతకాని ఎలక్ట్రాన్‌తో అణువు లేదా అణువుల సమూహాన్ని వర్ణిస్తుంది.

ఆల్కనేస్ సిరీస్‌లో రాడికల్స్

ఆల్కేన్ అణువు నుండి ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువు "తీసివేయబడితే", ఒక మోనోవాలెంట్ "అవశేషం" ఏర్పడుతుంది - ఒక హైడ్రోకార్బన్ రాడికల్ ( ఆర్ – ) మోనోవాలెంట్ ఆల్కేన్ రాడికల్స్ యొక్క సాధారణ పేరు ఆల్కైల్స్ – ప్రత్యయాన్ని భర్తీ చేయడం ద్వారా ఏర్పడింది - en పై - సిల్ట్ : మీథేన్ - మిథైల్, ఈథేన్ - ఇథైల్, ప్రొపేన్ - డ్రింక్ మీద అది తాగిందిమొదలైనవి

మోనోవాలెంట్ రాడికల్స్ సాధారణ సూత్రం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడతాయి తో n ఎన్ 2n+1 .

అణువు నుండి 2 హైడ్రోజన్ అణువులను తొలగించడం ద్వారా డైవాలెంట్ రాడికల్ పొందబడుతుంది. ఉదాహరణకు, మీథేన్ నుండి మీరు డైవాలెంట్ రాడికల్ –CH 2 –ని ఏర్పరచవచ్చు. మిథిలిన్. అటువంటి రాడికల్స్ పేర్లు ప్రత్యయాన్ని ఉపయోగిస్తాయి - ఇలెన్.

రాడికల్స్ పేర్లు, ముఖ్యంగా మోనోవాలెంట్ పేర్లు, బ్రాంచ్డ్ ఆల్కనేస్ మరియు ఇతర సమ్మేళనాల పేర్ల ఏర్పాటులో ఉపయోగించబడతాయి. ఇటువంటి రాడికల్స్ అణువుల భాగాలుగా పరిగణించబడతాయి, వాటి నిర్మాణ వివరాలు. సమ్మేళనానికి పేరు పెట్టడానికి, దాని అణువు ఏ “భాగాలు”-రాడికల్స్‌తో రూపొందించబడిందో ఊహించడం అవసరం.

మీథేన్ CH 4 ఒక మోనోవాలెంట్ రాడికల్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది మిథైల్ CH 3 .

ఈథేన్ నుండి తో 2 ఎన్ 6 ఒకే ఒక రాడికల్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం కూడా సాధ్యమే - ఇథైల్  CH 2  CH 3 (లేదా - సి 2 హెచ్ 5 ).

ప్రొపేన్ CH 3 –సిహెచ్ 2 –సిహెచ్ 3 రెండు ఐసోమెరిక్ రాడికల్స్  తో 3 ఎన్ 7 :

రాడికల్స్ విభజించబడ్డాయి ప్రాథమిక, ద్వితీయమరియు తృతీయఆదారపడినదాన్నిబట్టి ఏ కార్బన్ అణువు(ప్రాధమిక, ద్వితీయ లేదా తృతీయ) అనేది ఉచిత వాలెన్సీ. దీని ఆధారంగా n-ప్రొపైల్ప్రాథమిక రాడికల్స్‌కు చెందినది, మరియు ఐసోప్రొపైల్- ద్వితీయ వాటికి.

రెండు ఆల్కనేలు C 4 H 10 ( n-బ్యూటేన్ మరియు ఐసోబుటేన్) 4 మోనోవాలెంట్ రాడికల్‌లకు అనుగుణంగా ఉంటాయి -తో 4 ఎన్ 9 :

నుండి n-బ్యూటేన్ ఉత్పత్తి అవుతుంది n-butyl(ప్రాధమిక రాడికల్) మరియు సెకను-బ్యూటిల్(సెకండరీ రాడికల్), - ఐసోబుటేన్ నుండి – ఐసోబ్యూటిల్(ప్రాధమిక రాడికల్) మరియు టెర్ట్-బ్యూటిల్(తృతీయ రాడికల్).

అందువల్ల, ఐసోమెరిజం యొక్క దృగ్విషయం రాడికల్స్ సిరీస్‌లో కూడా గమనించబడుతుంది, అయితే ఐసోమర్‌ల సంఖ్య సంబంధిత ఆల్కనేల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

రాడికల్స్ నుండి ఆల్కనేస్ అణువుల నిర్మాణం

ఉదాహరణకు, ఒక అణువు

వివిధ జతల మోనోవాలెంట్ రాడికల్స్ నుండి మూడు విధాలుగా "సమీకరించవచ్చు":

ఈ విధానం సేంద్రీయ సమ్మేళనాల యొక్క కొన్ని సంశ్లేషణలలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఉదాహరణకు:

ఎక్కడ ఆర్- మోనోవాలెంట్ హైడ్రోకార్బన్ రాడికల్ (వర్ట్జ్ రియాక్షన్).

IUPAC క్రమబద్ధమైన అంతర్జాతీయ నామకరణం ప్రకారం ఆల్కనేస్ పేర్లను నిర్మించడానికి నియమాలు

సరళమైన ఆల్కనేస్ (C 1 -C 4) కోసం, సామాన్యమైన పేర్లు అంగీకరించబడతాయి: మీథేన్, ఈథేన్, ప్రొపేన్, బ్యూటేన్, ఐసోబుటేన్.

ఐదవ హోమోలాగ్ నుండి ప్రారంభించి, పేర్లు సాధారణ(శాఖలు లేని) ఆల్కనేలు కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్య ప్రకారం, గ్రీకు అంకెలు మరియు ప్రత్యయం ఉపయోగించి నిర్మించబడ్డాయి -ఒక: పెంటనే, హెక్సేన్, హెప్టేన్, ఆక్టేన్, నోనేన్, డెకేన్ మరియు ఇంకా...

పేరు యొక్క గుండె వద్ద శాఖలుగాఆల్కనే అనేది పొడవైన కార్బన్ గొలుసుతో దాని నిర్మాణంలో చేర్చబడిన సాధారణ ఆల్కేన్ పేరు. ఈ సందర్భంలో, ఒక బ్రాంచ్-చైన్ హైడ్రోకార్బన్ అనేది హైడ్రోకార్బన్ రాడికల్స్ ద్వారా సాధారణ ఆల్కేన్‌లోని హైడ్రోజన్ అణువుల భర్తీ యొక్క ఉత్పత్తిగా పరిగణించబడుతుంది.

ఉదాహరణకు, ఆల్కనే

ప్రత్యామ్నాయంగా పరిగణించబడుతుంది పెంటనే, దీనిలో రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు రాడికల్స్ ద్వారా భర్తీ చేయబడతాయి –సిహెచ్ 3 (మిథైల్).

బ్రాంచ్డ్ ఆల్కేన్ పేరు నిర్మించబడిన క్రమం

అణువులోని ప్రధాన కార్బన్ గొలుసును ఎంచుకోండి. మొదట, ఇది పొడవుగా ఉండాలి. రెండవది, సమాన పొడవు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ గొలుసులు ఉంటే, అప్పుడు చాలా శాఖలుగా ఎంపిక చేయబడుతుంది. ఉదాహరణకు, ఒక అణువులో ఒకే సంఖ్యలో (7) సి అణువులతో (రంగులో హైలైట్ చేయబడింది) 2 గొలుసులు ఉన్నాయి:

సందర్భంలో (a) గొలుసు 1 ప్రత్యామ్నాయాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు (b) లో - 2. కాబట్టి, మీరు ఎంపికను (b) ఎంచుకోవాలి.

ప్రధాన గొలుసులోని కార్బన్ అణువులను సంఖ్య చేయండి, తద్వారా ప్రత్యామ్నాయాలతో అనుబంధించబడిన C పరమాణువులు సాధ్యమైనంత తక్కువ సంఖ్యలను పొందుతాయి. అందువల్ల, శాఖకు దగ్గరగా ఉన్న గొలుసు చివరి నుండి నంబరింగ్ ప్రారంభమవుతుంది. ఉదాహరణకి:

అన్ని రాడికల్స్ (ప్రత్యామ్నాయాలు) పేరు పెట్టండి, ప్రధాన గొలుసులో వాటి స్థానాన్ని సూచించే సంఖ్యలను ముందు సూచిస్తుంది. అనేక సారూప్య ప్రత్యామ్నాయాలు ఉంటే, వాటిలో ప్రతిదానికి ఒక సంఖ్య (స్థానం) కామాతో వేరు చేయబడుతుంది మరియు వాటి సంఖ్య ఉపసర్గ ద్వారా సూచించబడుతుంది. di-, మూడు-, టెట్రా-, పెంట- మొదలైనవి (ఉదాహరణకి, 2,2-డైమిథైల్లేదా 2,3,3,5-టెట్రామిథైల్).

అన్ని ప్రత్యామ్నాయాల పేర్లను అక్షర క్రమంలో ఉంచండి (తాజా IUPAC నియమాల ప్రకారం).

కార్బన్ పరమాణువుల ప్రధాన గొలుసుకు పేరు పెట్టండి, అనగా. సంబంధిత సాధారణ ఆల్కేన్.

అందువలన, ఒక శాఖల ఆల్కనే పేరుతో

మూలం+ప్రత్యయం - సాధారణ ఆల్కేన్ పేరు (గ్రీకు సంఖ్య + ప్రత్యయం "an"), ఉపసర్గలు - హైడ్రోకార్బన్ రాడికల్స్ సంఖ్యలు మరియు పేర్లు.

టైటిల్ నిర్మాణం యొక్క ఉదాహరణ:

ఆల్కనేస్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు

ఏదైనా సమ్మేళనం యొక్క రసాయన లక్షణాలు దాని నిర్మాణం ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి, అనగా. దాని కూర్పులో చేర్చబడిన అణువుల స్వభావం మరియు వాటి మధ్య బంధాల స్వభావం.

C-C మరియు C-H బంధాలపై ఈ స్థానం మరియు సూచన డేటా ఆధారంగా, ఆల్కేన్‌ల లక్షణం ఏమిటో అంచనా వేయడానికి ప్రయత్నిద్దాం.

ముందుగా, ఆల్కనేస్ యొక్క తీవ్ర సంతృప్తత అదనపు ప్రతిచర్యలను అనుమతించదు, కానీ కుళ్ళిపోవడం, ఐసోమైరైజేషన్ మరియు ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలను నిరోధించదు (చూడండి. పార్ట్ I, విభాగం 6.4 "ప్రతిచర్యల రకాలు" ) రెండవది, నాన్‌పోలార్ C-C మరియు బలహీనంగా ధ్రువమైన C-H సమయోజనీయ బంధాల సమరూపత (డైపోల్ మూమెంట్‌ల విలువల కోసం పట్టికను చూడండి) వాటి హోమోలిటిక్ (సిమెట్రిక్) ఫ్రీ రాడికల్స్‌గా చీలిపోవడాన్ని సూచిస్తుంది ( పార్ట్ I, విభాగం 6.4.3 ) అందువల్ల, ఆల్కనేస్ ప్రతిచర్యలు వర్గీకరించబడతాయి రాడికల్ మెకానిజం. C-C మరియు C-H బంధాల యొక్క హెటెరోలిటిక్ చీలిక సాధారణ పరిస్థితులలో జరగదు కాబట్టి, ఆల్కనేలు ఆచరణాత్మకంగా అయానిక్ ప్రతిచర్యలలోకి ప్రవేశించవు. ధ్రువ కారకాల (ఆమ్లాలు, ఆల్కాలిస్, అయానిక్ ఆక్సీకరణ ఏజెంట్లు: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, మొదలైనవి) యొక్క చర్యకు వారి నిరోధకతలో ఇది వ్యక్తమవుతుంది. అయానిక్ ప్రతిచర్యలలో ఆల్కేన్‌ల యొక్క ఈ జడత్వం గతంలో వాటిని క్రియారహిత పదార్థాలుగా పరిగణించడానికి మరియు వాటిని పారాఫిన్‌లుగా పిలవడానికి ఆధారం. వీడియో అనుభవం"పొటాషియం పర్మాంగనేట్ ద్రావణం మరియు బ్రోమిన్ నీటికి మీథేన్ సంబంధం." కాబట్టి, ఆల్కనేలు తమ రియాక్టివిటీని ప్రధానంగా రాడికల్ ప్రతిచర్యలలో ప్రదర్శిస్తాయి.

అటువంటి ప్రతిచర్యలకు షరతులు: ఎలివేటెడ్ ఉష్ణోగ్రత (తరచుగా ప్రతిచర్య వాయువు దశలో జరుగుతుంది), కాంతి లేదా రేడియోధార్మిక రేడియేషన్‌కు గురికావడం, ఫ్రీ రాడికల్స్ (ఇనిషియేటర్లు), నాన్-పోలార్ ద్రావకాలు మూలాలైన సమ్మేళనాల ఉనికి.

అణువులోని ఏ బంధం మొదట విచ్ఛిన్నమవుతుందనే దానిపై ఆధారపడి, ఆల్కనే ప్రతిచర్యలు క్రింది రకాలుగా విభజించబడ్డాయి. C-C బంధాలు విచ్ఛిన్నమైనప్పుడు, ప్రతిచర్యలు సంభవిస్తాయి కుళ్ళిపోవడం(ఆల్కనేస్ యొక్క పగుళ్లు) మరియు ఐసోమెరైజేషన్కార్బన్ అస్థిపంజరం. C-H బాండ్ల వద్ద ప్రతిచర్యలు సాధ్యమే ప్రత్యామ్నాయంహైడ్రోజన్ అణువు లేదా దాని విడిపోవడం(ఆల్కనేస్ యొక్క డీహైడ్రోజనేషన్). అదనంగా, ఆల్కనేస్‌లోని కార్బన్ అణువులు చాలా తగ్గిన రూపంలో ఉంటాయి (కార్బన్ యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితి, ఉదాహరణకు, మీథేన్‌లో –4, ఈథేన్ –3, మొదలైనవి) మరియు ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ల సమక్షంలో, ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయి. కొన్ని షరతులు ఆక్సీకరణం C-C మరియు C-H బంధాలతో కూడిన ఆల్కనేలు.

ఆల్కనేస్ యొక్క పగుళ్లు

క్రాకింగ్ అనేది హైడ్రోకార్బన్‌ల యొక్క ఉష్ణ కుళ్ళిపోయే ప్రక్రియ, ఇది చిన్న గొలుసుతో సమ్మేళనాలు ఏర్పడటంతో పెద్ద అణువుల కార్బన్ గొలుసును విభజించే ప్రతిచర్యలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

మోటారు ఇంధనాలు, కందెన నూనెలు మొదలైనవి, అలాగే రసాయన మరియు పెట్రోకెమికల్ పరిశ్రమలకు ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించే తక్కువ పరమాణు బరువు కలిగిన ఉత్పత్తులను పొందేందుకు ఆల్కనేల పగుళ్లు చమురు శుద్ధీకరణకు ఆధారం. ఈ ప్రక్రియను నిర్వహించడానికి రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి: థర్మల్ క్రాకింగ్(గాలి యాక్సెస్ లేకుండా వేడి చేసినప్పుడు) మరియు ఉత్ప్రేరక పగుళ్లు(ఒక ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో మరింత ఆధునిక తాపన).

థర్మల్ క్రాకింగ్. 450-700 o C ఉష్ణోగ్రత వద్ద, C-C బంధాల చీలిక కారణంగా ఆల్కనేలు కుళ్ళిపోతాయి (ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద బలమైన C-H బంధాలు అలాగే ఉంటాయి) మరియు తక్కువ సంఖ్యలో కార్బన్ పరమాణువులు కలిగిన ఆల్కేన్‌లు మరియు ఆల్కెన్‌లు ఏర్పడతాయి.

ఉదాహరణకి:

సి 6 హెచ్ 14 సి 2 హెచ్ 6 +సి 4 హెచ్ 8

ఫ్రీ రాడికల్స్ ఏర్పడటంతో బంధాల విచ్ఛిన్నం హోమోలిటిక్‌గా జరుగుతుంది:

ఫ్రీ రాడికల్స్ చాలా చురుకుగా ఉంటాయి. వాటిలో ఒకటి (ఉదాహరణకు, ఇథైల్) పరమాణు హైడ్రోజన్‌ను సంగ్రహిస్తుంది ఎన్ మరొకరి నుండి ( n-బ్యూటిల్) మరియు ఆల్కేన్ (ఈథేన్) గా మారుతుంది. రెండు ఎలక్ట్రాన్లు పొరుగు అణువుల నుండి జత చేయబడినప్పుడు π-బంధం ఏర్పడటం వలన మరొక రాడికల్, డైవాలెంట్‌గా మారిన తర్వాత, ఆల్కెన్ (బ్యూటీన్-1) గా మారుతుంది:

యానిమేషన్(సమారాలోని పాఠశాల నం. 124లో 9వ తరగతి విద్యార్థి అలెక్సీ లిట్విష్కో చేసిన పని)

C-C బాండ్ చీలిక అణువులోని ఏదైనా యాదృచ్ఛిక ప్రదేశంలో సాధ్యమవుతుంది. అందువల్ల, ఆల్కనేలు మరియు ఆల్కెన్‌ల మిశ్రమం అసలు ఆల్కేన్ కంటే తక్కువ పరమాణు బరువుతో ఏర్పడుతుంది.

సాధారణంగా, ఈ ప్రక్రియ క్రింది రేఖాచిత్రం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:

సి n హెచ్ 2n+2 సి m హెచ్ 2మీ +సి p హెచ్ 2p+2 , ఎక్కడ m + p = n

అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద (1000C కంటే ఎక్కువ), C-C బంధాలు మాత్రమే కాకుండా, బలమైన C-H బంధాలు కూడా విరిగిపోతాయి. ఉదాహరణకు, మీథేన్ యొక్క థర్మల్ క్రాకింగ్ మసి (స్వచ్ఛమైన కార్బన్) మరియు హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు:

CH 4 C+2H 2

థర్మల్ క్రాకింగ్‌ను రష్యన్ ఇంజనీర్ కనుగొన్నారు వి జి. షుఖోవ్ 1891లో

ఉత్ప్రేరక పగుళ్లు 500 ° C ఉష్ణోగ్రత మరియు వాతావరణ పీడనం వద్ద ఉత్ప్రేరకాలు (సాధారణంగా అల్యూమినియం మరియు సిలికాన్ ఆక్సైడ్లు) సమక్షంలో నిర్వహించబడతాయి. ఈ సందర్భంలో, అణువుల చీలికతో పాటు, ఐసోమెరైజేషన్ మరియు డీహైడ్రోజనేషన్ ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయి. ఉదాహరణ: ఆక్టేన్ క్రాకింగ్(సమారాలోని పాఠశాల నం. 124లో 9వ తరగతి విద్యార్థి అలెక్సీ లిట్విష్కోచే పని). ఆల్కేన్‌లను డీహైడ్రోజనేటెడ్ చేసినప్పుడు, చక్రీయ హైడ్రోకార్బన్‌లు ఏర్పడతాయి (ప్రతిచర్య డీహైడ్రోసైక్లైజేషన్, విభాగం 2.5.3) గ్యాసోలిన్‌లో బ్రాంచ్డ్ మరియు సైక్లిక్ హైడ్రోకార్బన్‌ల ఉనికి దాని నాణ్యతను పెంచుతుంది (నాక్ రెసిస్టెన్స్, ఆక్టేన్ నంబర్ ద్వారా వ్యక్తీకరించబడింది). క్రాకింగ్ ప్రక్రియలు పెద్ద మొత్తంలో వాయువులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, వీటిలో ప్రధానంగా సంతృప్త మరియు అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు ఉంటాయి. ఈ వాయువులను రసాయన పరిశ్రమకు ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగిస్తారు. అల్యూమినియం క్లోరైడ్ సమక్షంలో ఉత్ప్రేరక పగుళ్లపై ప్రాథమిక పని నిర్వహించబడింది ఎన్.డి. జెలిన్స్కీ.

ఆల్కనేస్ యొక్క ఐసోమెరైజేషన్

ఉత్ప్రేరకాల ప్రభావంతో మరియు వేడిచేసినప్పుడు సాధారణ నిర్మాణం యొక్క ఆల్కనేలు అణువుల కూర్పును మార్చకుండా శాఖలుగా మార్చగలవు, అనగా. ఐసోమైరైజేషన్ ప్రతిచర్యలలోకి ప్రవేశించండి. ఈ ప్రతిచర్యలు ఆల్కనేలను కలిగి ఉంటాయి, దీని అణువులు కనీసం 4 కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉంటాయి.

ఉదాహరణకు, అల్యూమినియం క్లోరైడ్ ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో 100°C వద్ద n-పెంటనే ఐసోపెంటనే (2-మిథైల్బుటేన్)గా ఐసోమైరైజేషన్ జరుగుతుంది:

ఐసోమెరైజేషన్ ప్రతిచర్య యొక్క ప్రారంభ పదార్థం మరియు ఉత్పత్తి ఒకే పరమాణు సూత్రాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు నిర్మాణ ఐసోమర్‌లు (కార్బన్ స్కెలిటన్ ఐసోమెరిజం).

ఆల్కనేస్ యొక్క డీహైడ్రోజనేషన్

ఉత్ప్రేరకాలు (Pt, Pd, Ni, Fe, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, ZnO) సమక్షంలో ఆల్కనేలను వేడి చేసినప్పుడు, వాటి ఉత్ప్రేరకం డీహైడ్రోజనేషన్- C-H బంధాల విచ్ఛిన్నం కారణంగా హైడ్రోజన్ అణువుల సంగ్రహణ.

డీహైడ్రోజనేషన్ ఉత్పత్తుల నిర్మాణం ప్రతిచర్య పరిస్థితులు మరియు ప్రారంభ ఆల్కేన్ అణువులోని ప్రధాన గొలుసు పొడవుపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

1. గొలుసులోని 2 నుండి 4 కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న దిగువ ఆల్కేన్‌లు, Ni ఉత్ప్రేరకంపై వేడి చేసినప్పుడు, హైడ్రోజన్‌ను తీసివేయండి పొరుగుకార్బన్ అణువులు మరియు మారుతాయి ఆల్కెన్లు:

తో పాటు బ్యూటీన్-2ఈ ప్రతిచర్య ఉత్పత్తి చేస్తుంది బ్యూటీన్-1 CH 2 =CH-CH 2 -CH 3. నుండి 450-650 °C వద్ద Cr 2 O 3 / Al 2 O 3 ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో n-బ్యూటేన్ కూడా లభిస్తుంది బ్యూటాడిన్-1,3 CH 2 =CH-CH=CH 2.

2. ప్రధాన గొలుసులో 4 కంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న ఆల్కనేలు పొందేందుకు ఉపయోగించబడతాయి చక్రీయకనెక్షన్లు. ఇది జరుగుతుంది డీహైడ్రోసైక్లైజేషన్- డీహైడ్రోజనేషన్ ప్రతిచర్య, ఇది గొలుసును స్థిరమైన చక్రంలో మూసివేయడానికి దారితీస్తుంది.

ఆల్కేన్ అణువు యొక్క ప్రధాన గొలుసు 5 (కానీ ఎక్కువ కాదు) కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉంటే ( n-పెంటనే మరియు దాని ఆల్కైల్ ఉత్పన్నాలు), తరువాత Pt ఉత్ప్రేరకంపై వేడి చేసినప్పుడు, హైడ్రోజన్ అణువులు కార్బన్ గొలుసు యొక్క టెర్మినల్ అణువుల నుండి విడిపోతాయి మరియు ఐదు-గుర్తు గల చక్రం ఏర్పడుతుంది (సైక్లోపెంటనే లేదా దాని ఉత్పన్నాలు):

6 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువుల ప్రధాన గొలుసు కలిగిన ఆల్కనేలు కూడా డీహైడ్రోసైక్లైజేషన్‌కు లోనవుతాయి, అయితే ఎల్లప్పుడూ 6-గుర్తుల రింగ్ (సైక్లోహెక్సేన్ మరియు దాని ఉత్పన్నాలు) ఏర్పడతాయి. ప్రతిచర్య పరిస్థితులలో, ఈ చక్రం మరింత డీహైడ్రోజనేషన్‌కు లోనవుతుంది మరియు సుగంధ హైడ్రోకార్బన్ (అరీన్) యొక్క శక్తివంతంగా మరింత స్థిరమైన బెంజీన్ రింగ్‌గా మారుతుంది. ఉదాహరణకి:

ఈ ప్రతిచర్యలు ప్రక్రియకు ఆధారం సంస్కరించడం- arenes పొందటానికి పెట్రోలియం ఉత్పత్తుల ప్రాసెసింగ్ ( సుగంధీకరణసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు) మరియు హైడ్రోజన్. పరివర్తన n-అరేనాలోని ఆల్కనేస్ గ్యాసోలిన్ యొక్క పేలుడు నిరోధకతలో మెరుగుదలకు దారితీస్తుంది.

3. 1500 С వద్ద సంభవిస్తుంది ఇంటర్మోలిక్యులర్ డీహైడ్రోజనేషన్పథకం ప్రకారం మీథేన్:

ఈ ప్రతిచర్య ( మీథేన్ పైరోలైసిస్ ) ఎసిటలీన్ యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఆల్కనే ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలు

సేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రంలో, ఆక్సీకరణ మరియు తగ్గింపు ప్రతిచర్యలు ఒక సేంద్రీయ సమ్మేళనం ద్వారా హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ పరమాణువుల నష్టం మరియు సముపార్జనతో కూడిన ప్రతిచర్యలుగా పరిగణించబడతాయి. ఈ ప్రక్రియలు సహజంగా అణువుల ఆక్సీకరణ స్థితులలో మార్పుతో కూడి ఉంటాయి ( పార్ట్ I, విభాగం 6.4.1.6 ).

సేంద్రీయ పదార్ధం యొక్క ఆక్సీకరణ అనేది ఆక్సిజన్‌ను దాని కూర్పులో ప్రవేశపెట్టడం మరియు (లేదా) హైడ్రోజన్ తొలగింపు. తగ్గింపు అనేది రివర్స్ ప్రక్రియ (హైడ్రోజన్ పరిచయం మరియు ఆక్సిజన్ తొలగింపు). ఆల్కనేస్ (C n H 2n + 2) యొక్క కూర్పును పరిశీలిస్తే, అవి తగ్గింపు ప్రతిచర్యలలో పాల్గొనలేవని మేము నిర్ధారించగలము, కానీ ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలలో పాల్గొనవచ్చు.

ఆల్కనేలు కార్బన్ యొక్క తక్కువ ఆక్సీకరణ స్థితులతో కూడిన సమ్మేళనాలు, మరియు ప్రతిచర్య పరిస్థితులపై ఆధారపడి, అవి వివిధ సమ్మేళనాలను రూపొందించడానికి ఆక్సీకరణం చెందుతాయి.

సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఆల్కనేలు బలమైన ఆక్సీకరణ కారకాలతో కూడా ప్రతిస్పందించవు (H 2 Cr 2 O 7, KMnO 4, మొదలైనవి). బహిరంగ మంటలోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, ఆల్కనేలు కాలిపోతాయి. ఈ సందర్భంలో, ఆక్సిజన్ అధికంగా ఉన్నట్లయితే, అవి పూర్తిగా CO 2కి ఆక్సీకరణం చెందుతాయి, ఇక్కడ కార్బన్ అత్యధిక ఆక్సీకరణ స్థితి +4 మరియు నీటిని కలిగి ఉంటుంది. హైడ్రోకార్బన్‌ల దహనం అన్ని C-C మరియు C-H బంధాల చీలికకు దారితీస్తుంది మరియు పెద్ద మొత్తంలో వేడి (ఎక్సోథర్మిక్ రియాక్షన్) విడుదలతో పాటుగా ఉంటుంది.

దిగువ (వాయువు) హోమోలాగ్‌లు - మీథేన్, ఈథేన్, ప్రొపేన్, బ్యూటేన్ - తేలికగా మండేవి మరియు గాలితో పేలుడు మిశ్రమాలను ఏర్పరుస్తాయి, వీటిని ఉపయోగించినప్పుడు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. పరమాణు బరువు పెరిగేకొద్దీ, ఆల్కనేలు మండించడం చాలా కష్టం. వీడియో అనుభవం"మీథేన్ మరియు ఆక్సిజన్ మిశ్రమం యొక్క పేలుడు." వీడియో అనుభవం"ద్రవ ఆల్కనేస్ దహన". వీడియో అనుభవం"పారాఫిన్ బర్నింగ్."

హైడ్రోకార్బన్ల దహన ప్రక్రియ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది (అంతర్గత దహన యంత్రాలు, థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్లు మొదలైనవి).

సాధారణ రూపంలో ఆల్కనేస్ యొక్క దహన ప్రతిచర్యకు సమీకరణం:

ఈ సమీకరణం నుండి కార్బన్ అణువుల సంఖ్య పెరుగుదలతో ఇది అనుసరిస్తుంది ( n) ఆల్కేన్‌లో, దాని పూర్తి ఆక్సీకరణకు అవసరమైన ఆక్సిజన్ పరిమాణం పెరుగుతుంది. అధిక ఆల్కేన్‌లను కాల్చేటప్పుడు ( n>>1) గాలిలో ఉన్న ఆక్సిజన్ CO 2కి పూర్తి ఆక్సీకరణకు సరిపోకపోవచ్చు. అప్పుడు పాక్షిక ఆక్సీకరణ ఉత్పత్తులు ఏర్పడతాయి: కార్బన్ మోనాక్సైడ్ CO (కార్బన్ ఆక్సీకరణ స్థితి +2), మసి(ఫైన్ కార్బన్, జీరో ఆక్సీకరణ స్థితి). అందువల్ల, అధిక ఆల్కనేలు స్మోకీ జ్వాలతో గాలిలో కాలిపోతాయి మరియు దారిలో విడుదలయ్యే విషపూరిత కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (వాసనలేని మరియు రంగులేని) మానవులకు ప్రమాదాన్ని కలిగిస్తుంది.

అసైక్లిక్ హైడ్రోకార్బన్‌లను ఆల్కేన్‌లు అంటారు. మొత్తం 390 ఆల్కనేలు ఉన్నాయి. నాన్‌కాంటాట్రిక్టాన్ పొడవైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది (C 390 H 782). హాలోజెన్‌లు కార్బన్ పరమాణువులకు జోడించి హాలోఅల్కేన్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.

నిర్మాణం మరియు నామకరణం

నిర్వచనం ప్రకారం, ఆల్కనేలు సంతృప్త లేదా సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు, ఇవి సరళ లేదా శాఖల నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. పారాఫిన్స్ అని కూడా అంటారు. ఆల్కనే అణువులు కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య ఒకే సమయోజనీయ బంధాలను మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి. సాధారణ సూత్రం -

పదార్థానికి పేరు పెట్టడానికి, మీరు నియమాలను పాటించాలి. అంతర్జాతీయ నామకరణం ప్రకారం, -an అనే ప్రత్యయం ఉపయోగించి పేర్లు ఏర్పడతాయి. మొదటి నాలుగు ఆల్కనేల పేర్లు చారిత్రాత్మకంగా ఏర్పడ్డాయి. ఐదవ ప్రతినిధి నుండి ప్రారంభించి, పేర్లు కార్బన్ అణువుల సంఖ్యను సూచించే ఉపసర్గ మరియు ప్రత్యయం -anతో కూడి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, okta (ఎనిమిది) ఆక్టేన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

శాఖల గొలుసుల కోసం, పేర్లు కలిసి జోడించబడతాయి:

• రాడికల్స్ ఉన్న దగ్గర కార్బన్ అణువుల సంఖ్యలను సూచించే సంఖ్యల నుండి;
• రాడికల్స్ పేరు నుండి;
• ప్రధాన సర్క్యూట్ పేరు నుండి.

ఉదాహరణ: 4-మిథైల్‌ప్రోపేన్ - ప్రొపేన్ గొలుసులోని నాల్గవ కార్బన్ అణువులో రాడికల్ (మిథైల్) ఉంటుంది.

అన్నం. 1. ఆల్కనేస్ పేర్లతో నిర్మాణ సూత్రాలు.

ప్రతి పదవ ఆల్కనే తదుపరి తొమ్మిది ఆల్కనేలకు పేరును ఇస్తుంది. డెకాన్ తర్వాత అండకేన్, డోడెకేన్ మరియు తరువాత, ఐకోసేన్ తర్వాత - హెనికోసేన్, డోకోసేన్, ట్రైకోసేన్ మొదలైనవి వస్తాయి.

హోమోలాగస్ సిరీస్

మొదటి ప్రతినిధి మీథేన్, అందుకే ఆల్కనేలను మీథేన్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్ అని కూడా పిలుస్తారు. ఆల్కనేస్ పట్టిక మొదటి 20 ప్రతినిధులను చూపుతుంది.

బ్యూటేన్‌తో ప్రారంభించి, అన్ని ఆల్కేన్‌లు స్ట్రక్చరల్ ఐసోమర్‌లను కలిగి ఉంటాయి. ఐసో-: ఐసోబుటేన్, ఐసోపెంటనే, ఐసోహెక్సేన్ అనే ఉపసర్గతో పేరు జతచేయబడింది.

అన్నం. 2. ఐసోమర్ల ఉదాహరణలు.

భౌతిక లక్షణాలు

పదార్ధాల సముదాయ స్థితి హోమోలాగ్‌ల జాబితాలో పై నుండి క్రిందికి మారుతుంది. ఇది ఎక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉంటుంది మరియు తదనుగుణంగా, సమ్మేళనాల పరమాణు బరువు ఎక్కువ, మరిగే స్థానం మరియు గట్టి పదార్ధం.

15 కంటే ఎక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉన్న మిగిలిన పదార్థాలు ఘన స్థితిలో ఉన్నాయి.

వాయు ఆల్కనేలు నీలం లేదా రంగులేని మంటతో కాలిపోతాయి.

రసీదు

ఇతర రకాల హైడ్రోకార్బన్‌ల వలె ఆల్కనేలు చమురు, వాయువు మరియు బొగ్గు నుండి పొందబడతాయి. ఈ ప్రయోజనం కోసం, ప్రయోగశాల మరియు పారిశ్రామిక పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి:

• ఘన ఇంధనం యొక్క గ్యాసిఫికేషన్:

  C + 2H 2 → CH 4;

• కార్బన్ మోనాక్సైడ్ హైడ్రోజనేషన్ (II):

  CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O;

• అల్యూమినియం కార్బైడ్ జలవిశ్లేషణ:

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

• బలమైన ఆమ్లాలతో అల్యూమినియం కార్బైడ్ ప్రతిచర్య:

  Al 4 C 3 + H 2 Cl → CH 4 + AlCl 3;

• హాలోఅల్కనేస్ తగ్గింపు (ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్య):

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

• హాలోఅల్కనేస్ హైడ్రోజనేషన్:

  CH 3 Cl + H 2 → CH 4 + HCl;

• ఆల్కాలిస్‌తో ఎసిటిక్ యాసిడ్ లవణాల కలయిక (డుమాస్ రియాక్షన్):

  CH 3 COONa + NaOH → Na 2 CO 3 + CH 4.

ప్లాటినం, నికెల్, పల్లాడియం - ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో ఆల్కెన్‌లు మరియు ఆల్కైన్‌ల హైడ్రోజనేషన్ ద్వారా ఆల్కనేలను పొందవచ్చు.

రసాయన లక్షణాలు

ఆల్కనేలు అకర్బన పదార్థాలతో ప్రతిస్పందిస్తాయి:

• దహనం:

  CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O;

• హాలోజనేషన్:

  CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl;

• నైట్రేషన్ (కోనోవలోవ్ రియాక్షన్):

  CH 4 + HNO 3 → CH 3 NO 2 + H 2 O;

• చేరిక:

హైడ్రోకార్బన్లు సరళమైన కర్బన సమ్మేళనాలు. అవి కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్‌తో రూపొందించబడ్డాయి. ఈ రెండు మూలకాల సమ్మేళనాలను సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు లేదా ఆల్కేన్లు అంటారు. వాటి కూర్పు CnH2n+2 సూత్రం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది, ఇది ఆల్కనేస్‌కు సాధారణం, ఇక్కడ n అనేది కార్బన్ అణువుల సంఖ్య.

తో పరిచయం ఉంది

క్లాస్‌మేట్స్

ఆల్కనేస్ - ఈ సమ్మేళనాలకు అంతర్జాతీయ పేరు. ఈ సమ్మేళనాలను పారాఫిన్లు మరియు సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు అని కూడా పిలుస్తారు. ఆల్కనేస్ అణువులలోని బంధాలు సరళమైనవి (లేదా సింగిల్). మిగిలిన వాలెన్స్‌లు హైడ్రోజన్ అణువులతో సంతృప్తమవుతాయి. అన్ని ఆల్కనేలు హైడ్రోజన్‌తో పరిమితికి సంతృప్తమవుతాయి, దాని అణువులు sp3 హైబ్రిడైజేషన్ స్థితిలో ఉన్నాయి.

సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌ల హోమోలాగస్ సిరీస్

సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌ల హోమోలాగస్ సిరీస్‌లో మొదటిది మీథేన్. దీని ఫార్ములా CH4. సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌ల పేరుతో ముగింపు -an ఒక విలక్షణమైన లక్షణం. ఇంకా, ఇచ్చిన ఫార్ములాకు అనుగుణంగా, ఈథేన్ - C2H6, ప్రొపేన్ - C3H8, బ్యూటేన్ - C4H10 హోమోలాజికల్ సిరీస్‌లో ఉన్నాయి.

ఐదవ ఆల్కనే నుండిహోమోలాగస్ సిరీస్‌లో, సమ్మేళనాల పేర్లు క్రింది విధంగా ఏర్పడతాయి: అణువులోని హైడ్రోకార్బన్ అణువుల సంఖ్యను సూచించే గ్రీకు సంఖ్య + ముగింపు -an. కాబట్టి, గ్రీకులో సంఖ్య 5 పెండే, కాబట్టి బ్యూటేన్ తర్వాత పెంటనే వస్తుంది - C5H12. తదుపరిది హెక్సేన్ C6H14. హెప్టేన్ - C7H16, ఆక్టేన్ - C8H18, నానానే - C9H20, డికేన్ - C10H22, మొదలైనవి.

ఆల్కనేస్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు హోమోలాగస్ సిరీస్‌లో గమనించదగ్గ విధంగా మారతాయి: ద్రవీభవన మరియు మరిగే పాయింట్లు పెరుగుతాయి మరియు సాంద్రత పెరుగుతుంది. సాధారణ పరిస్థితుల్లో మీథేన్, ఈథేన్, ప్రొపేన్, బ్యూటేన్, అంటే సుమారుగా 22 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద, వాయువులు, పెంటనే నుండి హెక్సాడెకేన్ వరకు ద్రవపదార్థాలు, హెప్టాడెకేన్ ఘనపదార్థాలు. బ్యూటేన్‌తో ప్రారంభించి, ఆల్కేన్‌లు ఐసోమర్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

చూపించే పట్టికలు ఉన్నాయి ఆల్కనేస్ యొక్క హోమోలాగస్ సిరీస్‌లో మార్పులు, ఇది వారి భౌతిక లక్షణాలను స్పష్టంగా ప్రతిబింబిస్తుంది.

సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ల నామకరణం, వాటి ఉత్పన్నాలు

హైడ్రోజన్ అణువు హైడ్రోకార్బన్ అణువు నుండి సంగ్రహించబడినట్లయితే, మోనోవాలెంట్ కణాలు ఏర్పడతాయి, వీటిని రాడికల్స్ (R) అంటారు. ఈ రాడికల్ ఉత్పత్తి చేయబడిన హైడ్రోకార్బన్ ద్వారా రాడికల్ పేరు ఇవ్వబడుతుంది మరియు ముగింపు -an ముగింపు -ylకి మారుతుంది. ఉదాహరణకు, మీథేన్ నుండి, హైడ్రోజన్ అణువును తొలగించినప్పుడు, ఈథేన్ - ఇథైల్, ప్రొపేన్ - ప్రొపైల్ మొదలైన వాటి నుండి మిథైల్ రాడికల్ ఏర్పడుతుంది.

అకర్బన సమ్మేళనాల ద్వారా కూడా రాడికల్స్ ఏర్పడతాయి. ఉదాహరణకు, నైట్రిక్ యాసిడ్ నుండి హైడ్రాక్సిల్ సమూహం OH ను తొలగించడం ద్వారా, మీరు మోనోవాలెంట్ రాడికల్ -NO2 ను పొందవచ్చు, దీనిని నైట్రో గ్రూప్ అని పిలుస్తారు.

ఒక అణువు నుండి వేరు చేసినప్పుడురెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల ఆల్కనే, డైవాలెంట్ రాడికల్స్ ఏర్పడతాయి, వీటి పేర్లు సంబంధిత హైడ్రోకార్బన్‌ల పేర్ల నుండి కూడా ఏర్పడతాయి, అయితే ముగింపు ఇలా మారుతుంది:

• ylen, ఒక కార్బన్ అణువు నుండి హైడ్రోజన్ పరమాణువులు తొలగించబడితే,
• ylene, రెండు హైడ్రోజన్ అణువులు రెండు ప్రక్కనే ఉన్న కార్బన్ అణువుల నుండి నలిగిపోయే సందర్భంలో.

ఆల్కనేస్: రసాయన లక్షణాలు

ఆల్కనేస్ యొక్క లక్షణమైన ప్రతిచర్యలను పరిశీలిద్దాం. అన్ని ఆల్కనేలు సాధారణ రసాయన లక్షణాలను పంచుకుంటాయి. ఈ పదార్థాలు క్రియారహితంగా ఉంటాయి.

హైడ్రోకార్బన్‌లతో కూడిన అన్ని తెలిసిన ప్రతిచర్యలు రెండు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి:

• C-H బంధం యొక్క చీలిక (ఒక ఉదాహరణ ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్య);
• C-C బంధం యొక్క చీలిక (పగుళ్లు, ప్రత్యేక భాగాలు ఏర్పడటం).

రాడికల్స్ ఏర్పడే సమయంలో చాలా చురుకుగా ఉంటాయి. స్వయంగా అవి సెకనులో కొంత భాగానికి మాత్రమే ఉంటాయి. రాడికల్స్ ఒకదానితో ఒకటి సులభంగా స్పందిస్తాయి. వాటి జతకాని ఎలక్ట్రాన్లు కొత్త సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఉదాహరణ: CH3 + CH3 → C2H6

రాడికల్స్ సులభంగా స్పందిస్తాయిసేంద్రీయ పదార్ధాల అణువులతో. అవి వాటికి జతచేయబడతాయి లేదా వాటి నుండి జతచేయని ఎలక్ట్రాన్‌తో అణువును తొలగిస్తాయి, దీని ఫలితంగా కొత్త రాడికల్స్ కనిపిస్తాయి, ఇవి ఇతర అణువులతో ప్రతిస్పందిస్తాయి. అటువంటి గొలుసు ప్రతిచర్యతో, గొలుసు విరిగిపోయినప్పుడు మాత్రమే వృద్ధిని ఆపివేసే స్థూల కణాలు పొందబడతాయి (ఉదాహరణ: రెండు రాడికల్స్ కలయిక)

ఫ్రీ రాడికల్ ప్రతిచర్యలు అనేక ముఖ్యమైన రసాయన ప్రక్రియలను వివరిస్తాయి, అవి:

• పేలుళ్లు;
• ఆక్సీకరణ;
• పెట్రోలియం పగుళ్లు;
• అసంతృప్త సమ్మేళనాల పాలిమరైజేషన్.

వివరాలు రసాయన లక్షణాలను పరిగణించవచ్చుమీథేన్‌ను ఉదాహరణగా ఉపయోగించి సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు. పైన మేము ఆల్కేన్ అణువు యొక్క నిర్మాణాన్ని ఇప్పటికే పరిగణించాము. మీథేన్ అణువులోని కార్బన్ అణువులు sp3 హైబ్రిడైజేషన్ స్థితిలో ఉన్నాయి మరియు చాలా బలమైన బంధం ఏర్పడుతుంది. మీథేన్ వాసన మరియు రంగుతో కూడిన వాయువు. ఇది గాలి కంటే తేలికైనది. నీటిలో కొంచెం కరుగుతుంది.

ఆల్కనేస్ బర్న్ చేయవచ్చు. నీలిరంగు లేత మంటతో మీథేన్ కాలిపోతుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్రతిచర్య ఫలితంగా కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మరియు నీరు ఉంటుంది. గాలితో, అలాగే ఆక్సిజన్‌తో మిశ్రమంలో కలిపినప్పుడు, ముఖ్యంగా వాల్యూమ్ నిష్పత్తి 1:2 అయితే, ఈ హైడ్రోకార్బన్‌లు పేలుడు మిశ్రమాలను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది రోజువారీ జీవితంలో మరియు గనులలో ఉపయోగించడం కోసం చాలా ప్రమాదకరం. మీథేన్ పూర్తిగా కాలిపోకపోతే, మసి ఏర్పడుతుంది. పరిశ్రమలో, ఇది ఎలా లభిస్తుంది.

ఫార్మాల్డిహైడ్ మరియు మిథైల్ ఆల్కహాల్ మీథేన్ నుండి ఉత్ప్రేరకాల సమక్షంలో దాని ఆక్సీకరణ ద్వారా పొందబడతాయి. మీథేన్ బలంగా వేడి చేయబడితే, అది CH4 → C + 2H2 సూత్రం ప్రకారం కుళ్ళిపోతుంది

మీథేన్ క్షయంప్రత్యేకంగా అమర్చిన ఓవెన్లలో ఇంటర్మీడియట్ ఉత్పత్తికి నిర్వహించవచ్చు. ఇంటర్మీడియట్ ఉత్పత్తి ఎసిటలీన్ అవుతుంది. ప్రతిచర్య సూత్రం 2CH4 → C2H2 + 3H2. మీథేన్ నుండి ఎసిటిలీన్ వేరు చేయడం వల్ల ఉత్పత్తి ఖర్చులు దాదాపు సగానికి పైగా తగ్గుతాయి.

మీథేన్‌ను నీటి ఆవిరితో మార్చడం ద్వారా మీథేన్ నుండి హైడ్రోజన్ కూడా ఉత్పత్తి అవుతుంది. ప్రత్యామ్నాయ ప్రతిచర్యలు మీథేన్ యొక్క లక్షణం. అందువలన, సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, కాంతిలో, హాలోజన్లు (Cl, Br) మీథేన్ అణువు నుండి దశలవారీగా హైడ్రోజన్‌ను స్థానభ్రంశం చేస్తాయి. ఈ విధంగా, హాలోజన్ డెరివేటివ్స్ అని పిలువబడే పదార్థాలు ఏర్పడతాయి. క్లోరిన్ అణువులుహైడ్రోకార్బన్ అణువులో హైడ్రోజన్ అణువులను భర్తీ చేయడం ద్వారా, అవి వివిధ సమ్మేళనాల మిశ్రమాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

ఈ మిశ్రమంలో క్లోరోమీథేన్ (CH3 Cl లేదా మిథైల్ క్లోరైడ్), డైక్లోరోమీథేన్ (CH2Cl2 లేదా మిథైలీన్ క్లోరైడ్), ట్రైక్లోరోమీథేన్ (CHCl3 లేదా క్లోరోఫామ్), కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ (CCl4 లేదా కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్) ఉంటాయి.

ఈ సమ్మేళనాలలో దేనినైనా మిశ్రమం నుండి వేరు చేయవచ్చు. ఉత్పత్తిలో, క్లోరోఫామ్ మరియు కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ చాలా ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉన్నాయి, ఎందుకంటే అవి సేంద్రీయ సమ్మేళనాల (కొవ్వులు, రెసిన్లు, రబ్బరు) యొక్క ద్రావకాలు. మీథేన్ హాలోజన్ ఉత్పన్నాలు చైన్ ఫ్రీ రాడికల్ మెకానిజం ద్వారా ఏర్పడతాయి.

కాంతి క్లోరిన్ అణువులను ప్రభావితం చేస్తుంది ఫలితంగా అవి విడిపోతాయిమీథేన్ అణువు నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌తో హైడ్రోజన్ అణువును సంగ్రహించే అకర్బన రాడికల్‌లలోకి. ఇది HCl మరియు మిథైల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మిథైల్ క్లోరిన్ అణువుతో చర్య జరుపుతుంది, దీని ఫలితంగా హాలోజన్ ఉత్పన్నం మరియు క్లోరిన్ రాడికల్ ఏర్పడుతుంది. క్లోరిన్ రాడికల్ అప్పుడు చైన్ రియాక్షన్‌ను కొనసాగిస్తుంది.

సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, మీథేన్ ఆల్కాలిస్, ఆమ్లాలు మరియు అనేక ఆక్సీకరణ కారకాలకు తగినంత నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. మినహాయింపు నైట్రిక్ యాసిడ్. దానితో ప్రతిచర్యలో, నైట్రోమెథేన్ మరియు నీరు ఏర్పడతాయి.

అదనపు ప్రతిచర్యలు మీథేన్‌కు విలక్షణమైనవి కావు, ఎందుకంటే దాని అణువులోని అన్ని విలువలు సంతృప్తమవుతాయి.

హైడ్రోకార్బన్లు పాల్గొనే ప్రతిచర్యలు C-H బంధం యొక్క చీలికతో మాత్రమే కాకుండా, C-C బంధం యొక్క చీలికతో కూడా సంభవించవచ్చు. ఇటువంటి పరివర్తనాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల సమక్షంలో జరుగుతాయిమరియు ఉత్ప్రేరకాలు. ఈ ప్రతిచర్యలలో డీహైడ్రోజనేషన్ మరియు క్రాకింగ్ ఉన్నాయి.

సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్ల నుండి, ఆమ్లాలు ఆక్సీకరణ ద్వారా పొందబడతాయి - ఎసిటిక్ ఆమ్లం (బ్యూటేన్ నుండి), కొవ్వు ఆమ్లాలు (పారాఫిన్ నుండి).

మీథేన్ ఉత్పత్తి

ప్రకృతిలో మీథేన్చాలా విస్తృతంగా పంపిణీ చేయబడింది. ఇది చాలా మండే సహజ మరియు కృత్రిమ వాయువులలో ప్రధాన భాగం. ఇది గనులలోని బొగ్గు అతుకుల నుండి, చిత్తడి నేలల దిగువ నుండి విడుదలవుతుంది. సహజ వాయువులు (చమురు క్షేత్రాల నుండి వచ్చే వాయువులలో చాలా గుర్తించదగినవి) మీథేన్ మాత్రమే కాకుండా ఇతర ఆల్కనేలను కూడా కలిగి ఉంటాయి. ఈ పదార్ధాల ఉపయోగాలు వైవిధ్యంగా ఉంటాయి. వారు వివిధ పరిశ్రమలు, ఔషధం మరియు సాంకేతికతలో ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు.

ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో, ఈ వాయువు సోడియం అసిటేట్ + సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ మిశ్రమాన్ని వేడి చేయడం ద్వారా, అలాగే అల్యూమినియం కార్బైడ్ మరియు నీటి ప్రతిచర్య ద్వారా విడుదల చేయబడుతుంది. మీథేన్ సాధారణ పదార్ధాల నుండి కూడా పొందబడుతుంది. దీని కోసం, ముందస్తు అవసరాలుతాపన మరియు ఉత్ప్రేరకం. నీటి ఆవిరి ఆధారంగా సంశ్లేషణ ద్వారా మీథేన్ ఉత్పత్తి పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉంది.

మీథేన్ మరియు దాని హోమోలాగ్‌లను ఆల్కాలిస్‌తో సంబంధిత కర్బన ఆమ్లాల లవణాలను గణించడం ద్వారా పొందవచ్చు. ఆల్కనేలను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరొక పద్ధతి వర్ట్జ్ ప్రతిచర్య, దీనిలో మోనోహాలోజన్ ఉత్పన్నాలు సోడియం లోహంతో వేడి చేయబడతాయి.