АЛКАНЫ - углеводороды, в молекулах которых атомы связаны одинарными связями.Формула алканов: CₓH₂ₓ₊₂В молекулах алканов атомы углерода находятся в состоянии sp³ гибридизации (т.е. все связи одинарные).Атомы углерода образуют только σ-связи друг с другом и атомами водорода.CH₄ - метанС₂H₆ - этанС₃Н₈ - пропанС₄Н₁₀ - бутанС₅H₁₂ - пентанС₆Н₁₄ - гексанС₇Н₁₆ - гептанС₈Н₁₈ - октанС₉Н₂₀ - нонанС₁₀Н₂₂ - декан (все эти названия веществ стоит выучить, они составляют элементарную основу органической химии)ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВУглеводороды от CH₄ до С₄Н₁₀ - газыУглеводороды от С₅Н₁₂ до С₁₅Н₃₂ - жидкостиВсе остальные углеводороды - твердые веществаСамый простейший углеводород - метан - природный газ без цвета, вкуса и запаха. Именно его мы используем в бытовых и промышленных газовых приборах (запах "газа" на самом деле является запахом меркаптанов - серусодержащих соединений, специально добавляемых к метану, для того чтобы люди, находящиеся рядом с ними, могли определить утечку по запаху).ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВ1. р. замещения (самая главная для алканов) галогенирование - протекает ступенчато по радикальному механизму. (катализатором данной реакции является свет, пишется над стрелкой как hν) СH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (хлорметан)CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl (дихлорметан)CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl (трихлорметан)CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl (тетрахлорметан)реакция действует по правилу Зайцева: в р. замещения водород замещается у атомов, где водорода меньше, например:CH₃-CH₂-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH-CH₃ + HBr (2-бромпропан) | Br2. дегидрирование - отщепление водородаCH₃-CH₃ → CH₂=CH₂ + H₂ (получается этилен, катализаторами данной реакции будет температура и Ni)3. пиролиз - разложение низкомолекулярных алканов (от CH₄ до C₃H₈)2CH₄ → CH≡CH + 3H₂ ( пиролиз метана - основной способ получения ацетилена в промышленности, при температуре 1500°С) крекинг - разложение высокомолекулярных алканов (реакция протекает при высокой температуре)C₁₅H₃₂ → C₇H₁₆ + C₈H₁₆ (в реакции получается алкан и алкен)C₇H₁₆ → C₄H₁₀ + C₃H₆C₄H₁₀ → C₂H₆ + C₂H₄4. изомеризация (катализаторами реакции будет температура и AlCl₃)CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ = CH₃-CH-CH₂-CH₃ | CH₃5. ароматизация (от C₆H₁₄)см. вложение ПОЛУЧЕНИЕ АЛКАНОВ1. сплавление солей карбоновых кислот со щелочами (при температуре)CH₃-СН₂-COONa + NaOH → CH₃-СН₃↑ + Na₂CO₃2. метан получают гидролизом карбида алюминияAl₄C₃ + 12H₂O → 3CH₄↑ + 4Al(OH)₃3. р. Вюрца - сплавление галогенпроизводных алканов с металлическим натрием, приводит к удлинению цепи атомов углеродаC₂H₅Br + CH₃Br + 2Na → 2NaBr + C₃H₈2CH₃-CH-CH₃ + CH₃-Cl + 2Na → 2NaCl + CH₃-CH-CH₃ | | CH₃ CH₃