Какие физические и химические свойства характерны для предельных углеводородов?

Question

Какие физические и химические свойства характерны для предельных углеводородов?

GAMEPAD_9073 11.02.2026 15:05

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Предельные углеводороды (алканы) представляют собой соединения, состоящие исключительно из атомов углерода и водорода, связанных между собой одинарными ( $σ sigma$ ) связями. Их общая формула — $C_{n} H_{2 n + 2} cap C sub n cap H sub 2 n plus 2 end-sub$ . Физические свойства Физическое состояние алканов закономерно меняется с увеличением их молекулярной массы:

Агрегатное состояние:
- $C_{1} - C_{4} cap C sub 1 – cap C sub 4$ (метан – бутан): бесцветные газы без запаха. $C_{5} - C_{15} cap C sub 5 – cap C sub 15$ : бесцветные жидкости с характерным запахом бензина. $C_{16} cap C sub 16$ и выше: твердые парафинообразные вещества белого цвета, жирные на ощупь.
Растворимость: Все алканы практически нерастворимы в воде (гидрофобны), так как их молекулы малополярны. Однако они хорошо растворяются в неполярных органических растворителях (эфире, бензоле, хлороформе) и сами являются хорошими растворителями.
Плотность: Плотность алканов меньше плотности воды ( $< 1 is less than 1$ г/см³). С увеличением молекулярной массы плотность постепенно растет. Температуры кипения и плавления: Повышаются с увеличением числа атомов углерода в цепи. При этом разветвленные изомеры обычно имеют более низкие температуры кипения, чем их линейные аналоги, из-за меньшей площади поверхности контакта молекул.

Химические свойства Алканы называют «парафинами» (от лат. parum affinis — «малоактивный») из-за их высокой химической инертности. У них нет кратных связей или функциональных групп, а связи $C - C cap C – cap C$ и $C - H cap C – cap H$ очень прочны. Для них характерны реакции, протекающие по радикальному механизму ( $S_{R} cap S sub cap R$ ): 1. Реакции замещения

Галогенирование: Взаимодействие с хлором и бромом под действием УФ-излучения или высокой температуры.
$C H_{4} + C l_{2} h ν C H_{3} C l + H C l cap C cap H sub 4 plus cap C l sub 2 cap C cap H sub 3 cap C l plus cap H cap C l$ Процесс протекает стадийно до полного замещения всех атомов водорода. Нитрование (реакция Коновалова): Взаимодействие с разбавленной азотной кислотой при нагревании ( $140^{\circ} C 140 raised to the composed with power C$ ) и повышенном давлении.
$R H + H N O_{3} R N O_{2} + H_{2} O cap R cap H plus cap H cap N cap O sub 3 right arrow cap R cap N cap O sub 2 plus cap H sub 2 cap O$

2. Реакции окисления

Горение: На воздухе алканы сгорают с выделением большого количества тепла, образуя углекислый газ и воду.
$C H_{4} + 2 O_{2} C O_{2} + 2 H_{2} O + Q cap C cap H sub 4 plus 2 cap O sub 2 right arrow cap C cap O sub 2 plus 2 cap H sub 2 cap O plus cap Q$ Каталитическое окисление: При дефиците кислорода и использовании катализаторов можно получить спирты, альдегиды или карбоновые кислоты.

3. Термические превращения

Крекинг: Расщепление длинных углеродных цепей на более короткие (алкан + алкен) при сильном нагревании.
$C_{8} H_{18} t C_{4} H_{10} + C_{4} H_{8} cap C sub 8 cap H sub 18 cap C sub 4 cap H sub 10 plus cap C sub 4 cap H sub 8$ Дегидрирование: Отщепление водорода с образованием алкенов (при участии катализаторов $P t, N i, C r_{2} O_{3} cap P t comma cap N i comma cap C r sub 2 cap O sub 3$ ).
$C_{2} H_{6} t, k a t C_{2} H_{4} + H_{2} cap C sub 2 cap H sub 6 cap C sub 2 cap H sub 4 plus cap H sub 2$ Изомеризация: Превращение линейных алканов в разветвленные под действием температуры и катализатора ( $A l C l_{3} cap A l cap C l sub 3$ ).

4. Реакция дегидроциклизации (ароматизация) Алканы с цепью от 6 атомов углерода при нагревании с катализатором образуют ароматические соединения. $C_{6} H_{14} t, P t C_{6} H_{6} + 4 H_{2} cap C sub 6 cap H sub 14 cap C sub 6 cap H sub 6 plus 4 cap H sub 2$ Могу составить для вас таблицу сравнения физических свойств различных гомологов алкана или подробно расписать механизм радикального замещения на примере метана.

Какие физические и химические свойства характерны для предельных углеводородов?

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов