Bài giảng bài ankan hóa học 11 (8)

1, Cấu tạo:Ankan parafin là những hydrocarbons no, mạch hở, các nguyên tử C trong phân tử được nối với nhau bằng liên kết đơn cộng hóa trị liên kết σ khá bền vững..  Nguyên tắc chung để

HÓA HỌC 11 – CƠ BẢN

ANKAN

1, Cấu tạo:

Ankan (parafin) là những hydrocarbons no, mạch hở, các nguyên tử C trong phân tử được nối với nhau bằng liên kết đơn cộng hóa trị (liên kết σ) khá bền vững Công thức chung:

CnH2n+2 (n>=1) đối với ankan mạch hở

CnH2n (n>=3) đối với ankan mạch vòng (xycloankan)

CÔNG THỨC CẤU TẠO

1 Metan

CÔNG THỨC CẤU TẠO

Đồng đẳng của metan

Cấu tạo butan

Nhận xét:

Từ C3 trở đi mạch cacbon là đờng gấp khúc

Mạch cacbon của n-butan

CễNG THỨC CẤU TẠO

2, Danh pháp:

Gồm:

a) Danh pháp thông thường

Ví dụ: isobutane cho 2-methylpropane

neopentane cho 2,2-dimethylpropane isooctane cho 2,2,4-trimethylpentane

b) Danh pháp IUPAC:

b1) Ankan không phân nhánh:

n C n H 2n+2 C n H 2n+1 n C n H 2n+2 C n H 2n+1

b2) Ankan phân nhánh:

 Nguyên tắc chung để đọc tên ankan và dẫn xuất:

- Chọn mạch chính là mạch carbon liên tục dài nhất Các nhóm khác gắn vào mạch chính coi là các nhóm thế gắn vào ankan có mạch carbon dài nhất này

- Khi đọc thì đọc tên của các nhóm thế trước, có số chỉ vị trí của các nhóm thế đặt ở phía trước hoặc phía sau, được đánh số nhỏ, rồi mới đến tên của ankan mạch chính sau

- Nếu ankan chứa số nguyên tử carbon trong phân tử ≥ 4 và không phân nhánh thì thêm tiếp đầu ngữ n- (normal - thông thường)

- Nếu 2 nhóm thế giống nhau thì thêm tiếp đầu ngữ

di-Nếu

3 tri-Nếu

4 tetra-Nếu

5 penta-Nếu 6 hexa-

ĐỒNG PHÂN

Đồng phân cấu tạo của C5H12 :

C-C-C-C-C – C-C-C-C-C- C-C-C-C-C - C-C-C-C-C

C – C- C

C

C C

C-C-C-C-C

C C-C-C-C-C

CH 3 - CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH 3

CH 3 – CH- CH 2 – CH 3

CH 3

C H 3 – C- CH 3

CH 3

CH 3

Đồng phân của C5H12:

3,Tính chất vật lý:

a) Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy:

•Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào liên kết VanderVan, liên kết hydro và hình dạng, kích thước phân tử

b) Khối lượng riêng và tính tan:

•Ở điều kiện thường, các ankan từ C1 đến C4

tồn tại ở thể khí, từ khoảng C5 đến C19 ở thể

lỏng, từ khoảng C20 trở lên ở thể rắn

•Các ankan dù lỏng hay rắn đều nhẹ hơn nước

•Ankan tan được trong dầu mỡ và các dung môi

không phân cực khác

•Tất cả các ankan đều không tan trong nước

•Các ankan từ C20 trở lại tương đối dễ bay hơi

n Cấu tạo t s ,o C t nc , o C d,g/ml( o C)

1 CH4 -162 -183 0.415

2 CH3CH3 -88 -183 0.561

3 CH3CH2CH3 -42 -188 0.583

4 CH3[CH2]2CH3 -0.5 -139 0.579

5 CH3[CH2]3CH3 36 -130 0.626

6 CH3[CH2]4CH3 69 -95 0.660

7 CH3[CH2]5CH3 98 -91 0.683

8 CH3[CH2]6CH3 128 -57 0.702

9 CH3[CH2]7CH3 151 -53 0.718

10 CH3[CH2]8CH3 174 -30 0.730

4, Các phản ứng tiêu biểu của alkanes:

a) Phản ứng cháy:

•Ankan rất dễ cháy, đặc biệt là các ankan C1 đến C4, trong điều kiện thường tồn tại ở khí, khi nồng độ của chúng trong không khí

>=2,5% thì chúng sẽ tạo thành hỗn hợp gây nổ, rất nguy hiểm

•Quá trình cháy của ankan trong điều kiện thiếu oxi (vd: trong xilanh động cơ ô tô), sẽ sinh ra rất nhiều khí CO, gây độc cho con người và sinh vật sống

•Quá trình đốt cháy nhiên liệu xăng dầu, khí đốt tạo ra rất nhiều khí CO2, cùng với khí CH4 (sinh ra do quá trình phân hủy yếm khí, rò rỉ trong khai thác hay do hoạt động núi lửa), là các khí gây hiệu ứng nhà kính quan trọng có nguồn gốc từ ankan

C 4 H 10 + O13/2 2 → 4 CO 2 + 5 H 2 O

b) Phản ứng thế halogen: thường xảy theo cơ chế gốc.

Ví dụ: Cơ chế phản ứng clo hóa metane:

Nhiệt độ, ánh sáng có tác dụng khơi mào tạo ra nguyên tử Clo

Bước 1: Khơi mào: đồng li tạo gốc tự do

Bước 2: Phát triển mạch: gốc tự do tấn công vào phân tử chất phản ứng tạo sản phẩm và gốc tự do khác

Bước 3: Tắt mạch: các gốc tự do gặp nhau

CH3-CH2-CH3 + Cl2 as

CH 3 − C H− CH 3

|

Cl

CH2− CH2− CH3

|

Cl

+ HCl

57%

43%

*Chú ý: Với các đồng phân của mêtan khi thế halogen ưu tiên thế

vào cacbon bậc cao

c) Phản ứng cracking:

ĐIỀU CHẾ

CH3COONa +NaOHr CHCaO,  t o 4↑+ Na2CO3

Thí nghiệm

ANKAN parafin

Phân bón

Nhiên liệu Nguyên liệu

Nguyên liệu Nguyên liệu