飽和炭化水素:性質、式、例

飽和炭化水素(パラフィン)は、脂肪族炭化水素を制限しており、炭素原子間の単純な(単一の)結合が存在する。

他のすべての原子価は、水素原子でいっぱいまで飽和しています。

飽和炭化水素

ホモロジーシリーズ

飽和飽和炭化水素は、式CnH2n + 2。通常の条件下では、このクラスの代表者は弱い反応性を示すので、パラフィンと呼ばれます。飽和炭化水素は、分子式CH4を有するメタンで始まる。

メタンの例における構造の特徴

この有機物は無臭です色は空気よりもほぼ2倍軽い。自然界では、それは動物や植物の生物の分解中に形成されますが、空気に触れることがない場合にのみ形成されます。石炭鉱山、沼地の水域に見られます。少量では、メタンは現在、日常生活の中で生産の燃料として使用されている天然ガスの一部です。

アルカン類に属するこの飽和炭化水素は、共有結合した極性結合を有する。四面体構造は炭素原子のsp3ハイブリダイゼーションによって説明され、価角は109°28 "である。

飽和飽和炭化水素

パラフィンの命名法

飽和炭化水素は、体系的な命名法。最終的な炭化水素の分子中に存在するすべての分岐を考慮に入れることができる一定の順序があります。まず、最長の炭素鎖を特定し、次に炭素原子に番号を付ける必要があります。これを行うには、最大分枝(より多くのラジカル)が存在する分子の部分を選択します。アルカン中のいくつかの同一ラジカルが存在する場合は、それらの名前とともに、ジ、トリ、テトラの接頭辞を指定します。炭化水素分子中の活性粒子の位置を明らかにするには、数字を使用します。パラフィンの名前の最後の段階は、炭素鎖自体の表示であり、接尾辞-anが付いています。

飽和炭化水素は凝集体が異なる状態。このキャッシュレジスタの最初の4つの代表者は、気体化合物(メタンからブタンまで)です。相対分子量が増加するにつれて、液体に移行し、次いで固体凝集状態に移行する。

飽和および不飽和炭化水素は水には溶解しないが、有機溶媒の分子に溶解することができる。

飽和炭化水素の式

異性の特徴

どのようなタイプの異性が飽和炭化水素ですか?ブタンで始まるこのクラスの代表例の構造の例は、炭素骨格の異性の存在を示している。

共有結合によって形成される炭素鎖ジグザグの外観をしています。これは、空間における基本鎖の変化、すなわち構造異性体の存在の理由である。例えば、ブタン分子中の原子配列の変化により、その異性体-2-メチルプロパンが形成される。

飽和および不飽和炭化水素

化学的性質

基本的な化学的性質を考えてみましょう飽和炭化水素。このクラスの炭化水素の代表者にとって、付加反応は、分子中のすべての結合が単一(飽和)であるため、特徴的ではない。アルカンは、ハロゲン(ハロゲン化)、ニトロ基(ニトロ化)による水素原子の置換に関連した相互作用に入る。飽和炭化水素の式がCnH2n + 2の形である場合、置換後、組成CnH2n + 1CLおよびCnH2n + 1NO2の物質が形成される。

置換プロセスはフリーラジカルであるメカニズム。最初に、活性粒子(ラジカル)が形成され、続いて新しい有機物質が形成される。周期律表の第7族(主要サブグループ)の代表との反応では、すべてのアルカンが入るが、プロセスは高温でのみ、または量子光の存在下で進行する。

また、メタン系列のすべての代表者特性は、空気中の酸素との相互作用である。燃焼中、二酸化炭素、水蒸気は反応生成物として作用する。この反応はかなりの量の熱の形成を伴う。

メタンが空気中の酸素と反応すると爆発が可能です。同様の効果は、炭化水素を制限するクラスの他の代表者にとっても特徴的である。そのためプロパン、エタン、メタンとブタンの混合物は危険です。例えば、そのようなクラスターは炭鉱の特徴であり、製造工場である。最終的な炭化水素の1000℃以上の加熱の場合、その分解が起こる。より高い温度は、不飽和炭化水素の生成ならびに水素ガスの生成をもたらす。脱水素のプロセスは工業的に重要であり、様々な有機物質を得ることを可能にする。

メタン系列の炭化水素については、ブタンから出発して、異性化が特徴的である。その本質は、炭素骨格を変え、分枝状の飽和炭化水素を得ることにある。

飽和炭化水素の化学的性質

アプリケーション機能

天然ガスとしてのメタンは、燃料の形態。メタンの塩素誘導体は実用上非常に重要です。例えば、クロロホルム(トリクロロメタン)やヨードフォーム(トリヨードメタン)は医薬品に使用され、四塩化炭素は蒸発時の空気の蒸発を止めるので火災を消火するために使用されます。

炭化水素の発熱量が大きいため、工業生産だけでなく家庭用としても燃料として使用されています。

「液化ガス」と呼ばれるプロパンとブタンの混合物は、天然ガスを使用する可能性のない分野で特に重要です。

アルカン飽和炭化水素

興味深い事実

液体中の炭化水素の代表自動車(ガソリン)内の内燃機関で可燃性である。加えて、メタンは様々な化学産業で利用可能な原料です。

例えば、メタンの分解及び燃焼印刷インキの製造に必要なカーボンブラックの工業生産、各種ゴム製品からのゴムの合成に使用されています。

これを行うために、炉にはメタン飽和炭化水素の部分的な燃焼が起こるように空気の体積を変化させる。温度が上昇すると、メタンの一部が分解し、細かく分散したすすが形成される。

パラフィンからの水素製造

メタンは、アンモニアの合成に使用される業界の主な水素源である。脱水素を行うために、メタンを水蒸気と混合する。

このプロセスは、約400℃の温度で行われ、2~3MPaのオーダーの圧力、アルミニウムおよびニッケル触媒が使用される。いくつかの合成では、このプロセスで形成されるガスの混合物が使用される。後続の変換が純粋な水素の使用を伴う場合、蒸気による一酸化炭素の接触酸化が行われる。

塩素化された場合、塩素誘導体の混合物メタンであり、幅広い工業用途を有する。例えば、クロロメタンは熱を吸収することができるので、最新の冷凍プラントでは冷媒として使用されます。

ジクロロメタンは化学合成に用いられる有機物質の良溶媒です。

プロセスで生成した塩化水素ラジカルハロゲン化は、水への溶解後、塩酸になる。現在、メタンは貴重な化学原料であるアセチレンによっても生成される。

飽和炭化水素の例

結論

メタンの相同系列の代表者現代産業の多くの支店において要求されている物質となっています。メタンの同族体から、様々な種類の有機物質の合成に必要な分枝構造の炭化水素を生成することが可能である。アルカンクラスの最も代表的なものは、合成洗剤の製造のための原材料である。

パラフィン、アルカンに加えて、実際の関心シクロパラフィンとも呼ばれるシクロアルカンも表す。それらの分子はまた単純結合を含むが、このクラスの代表者の特異性は環状構造の存在である。かなりの量の熱(発熱効果)の放出を伴うので、アルカンおよびサイクロカンの両方が気体燃料として大量に使用される。現在、アルカンおよびシクロアルカンは、最も貴重な化学原料であると考えられているので、それらの実用は、典型的な燃焼反応に限定されない。

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ジエン炭化水素:構造、異性および
構造式 - グラフィック
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