Какие типы химических реакций характерны для алканов

Question

Какие типы химических реакций характерны для алканов

Lowdancer 13.02.2026 18:58

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Алканы (предельные углеводороды) характеризуются низкой химической активностью из-за высокой прочности одинарных связей $C - C cap C minus cap C$ и малополярных связей $C - H cap C minus cap H$ . Для них практически невозможны реакции присоединения, поэтому основными типами взаимодействий являются замещение, окисление и термические превращения. 1. Реакции замещения (SR — Radical Substitution) Это наиболее характерный тип реакций для алканов, протекающий по свободнорадикальному механизму.

Галогенирование: Взаимодействие с хлором и бромом под действием УФ-излучения или высокой температуры. Процесс протекает стадийно:
$C H_{4} + C l_{2} h ν C H_{3} C l + H C l cap C cap H sub 4 plus cap C l sub 2 cap C cap H sub 3 cap C l plus cap H cap C l$ Реакция продолжается до полного замещения атомов водорода ( $C H_{2} C l_{2} cap C cap H sub 2 cap C l sub 2$ , $C H C l_{3} cap C cap H cap C l sub 3$ , $C C l_{4} cap C cap C l sub 4$ ). Нитрование (реакция Коновалова): Взаимодействие с разбавленной азотной кислотой при температуре около 140°C и повышенном давлении:
$C H_{4} + H N O_{3} t, p C H_{3} N O_{2} + H_{2} O cap C cap H sub 4 plus cap H cap N cap O sub 3 cap C cap H sub 3 cap N cap O sub 2 plus cap H sub 2 cap O$ Сульфирование: Взаимодействие с концентрированной серной кислотой («олеумом») при нагревании, в результате чего образуются алкансульфокислоты.

2. Реакции окисления Алканы устойчивы к действию сильных окислителей (например, $K M n O_{4} cap K cap M n cap O sub 4$ или $K_{2} C r_{2} O_{7} cap K sub 2 cap C r sub 2 cap O sub 7$ ) при обычных условиях, но вступают в реакции с кислородом.

Полное окисление (горение): При избытке кислорода образуются углекислый газ и вода. Процесс экзотермический.
$C H_{4} + 2 O_{2} C O_{2} + 2 H_{2} O + Q cap C cap H sub 4 plus 2 cap O sub 2 right arrow cap C cap O sub 2 plus 2 cap H sub 2 cap O plus cap Q$ Неполное окисление: При недостатке кислорода образуется угарный газ ( $C O cap C cap O$ ) или сажа ( $C cap C$ ). Каталитическое окисление: В присутствии катализаторов и при определенных температурах можно получить спирты, альдегиды и карбоновые кислоты. Например, окисление бутана позволяет получить уксусную кислоту.

3. Термические превращения Происходят при высоких температурах и часто в присутствии катализаторов.

Крекинг: Расщепление длинных углеродных цепей на более короткие (алканы и алкены).
$C_{10} H_{22} t C_{5} H_{12} + C_{5} H_{10} cap C sub 10 cap H sub 22 cap C sub 5 cap H sub 12 plus cap C sub 5 cap H sub 10$ Пиролиз: Глубокое термическое разложение без доступа воздуха. При температурах выше 1000°C метан разлагается на сажу и водород:
$C H_{4} 1000^{\circ} C C + 2 H_{2} cap C cap H sub 4 cap C plus 2 cap H sub 2$ Дегидрирование: Отщепление водорода с образованием алкенов (при участии катализаторов $P t cap P t$ , $N i cap N i$ , $C r_{2} O_{3} cap C r sub 2 cap O sub 3$ ).
$C_{2} H_{6} N i, t C_{2} H_{4} + H_{2} cap C sub 2 cap H sub 6 cap C sub 2 cap H sub 4 plus cap H sub 2$ Изомеризация: Превращение алканов линейного строения в алканы с разветвленной цепью под действием катализаторов (например, $A l C l_{3} cap A l cap C l sub 3$ ).
$n - C_{4} H_{10} A l C l_{3}, t изо- C_{4} H_{10} n - cap C sub 4 cap H sub 10 изо- cap C sub 4 cap H sub 10$ Дегидроциклизация (ароматизация): Образование циклов и ароматических соединений из алканов с числом атомов углерода 6 и более.
$C_{6} H_{14} P t, t C_{6} H_{6} + 4 H_{2} cap C sub 6 cap H sub 14 cap C sub 6 cap H sub 6 plus 4 cap H sub 2$

Могу составить для вас таблицу с условиями протекания каждой из этих реакций или разобрать механизм радикального замещения более подробно.

Какие типы химических реакций характерны для алканов

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов