Оқытушы:Ұзақбаева Кәмшат Дайындаған:Қдырбаева Асел ббб-21/9


Алкандар — молекула құрамындағы көміртек атомдары өзара тек дара σ-байланыстар арқылы байланысқан жалпы формуласы CnH2n+2



жүктеу 10.21 Kb.
бет2/2
Дата12.01.2022
өлшемі10.21 Kb.
#16701
түріРеферат
1   2
реферат химия
Документ (3) Асылай
Алкандар — молекула құрамындағы көміртек атомдары өзара тек дара σ-байланыстар арқылы байланысқан жалпы формуласы CnH2n+2 болатын алифатты қаныққан көмірсутектер.

Алкандардың молекуласындағы әр көміртек атомының барлық төрт валенттігі толығымен, яғни шетіне дейін сутек және көміртек атомдарымен қаныққан. Сондықтан алкандар қаныққан (шектелген) көмірсутектерге жатады.


Алкандарды бірінші мүшесі метан болғандықтан,
метан қатарының көмірсутектері немесе парафиндер деп те атайды.
Енді метанның мысалында алкандардың жалпы формуласын пайдаланып есептеу жүргізейік. Жалпы формуладағы CnH2n+2, n - көміртек атомының санын көрсететін бүтін сандар. Көміртек атомының саны бірге тең болғанда (n= 1), сутек атомының саны 2n+2 =2∙1+2 = 4 болады да, ең қарапайым органикалық қосылыс, қаныққан көмірсутек—метанның молекулалық формуласы СН4 шығады.
Көмірсутек молекуласындағы көміртек атомдарының саны екіге тең болғанда (n= 2), алкандардың екінші мүшесі — этанның формуласын С2Н6 табамыз. Осылай алкандардың келесі екілдері:
үшінші көмірсутек — пропанның С3Н8, төртінші — бутанның С4Н10 және т.б. басқа алкандардың формулалары анықталады. Яғни, жалпы формуланы CnH2n+2, пайдаланып, алкандар қатарының кез келген мүшесінің формуласын құрастыруға болады.
Алкандардың алғашқы мүшесі метан СН4 мен келесі мүшесі этанның С2Н6 молекулалық құрамын салыстырсақ, бір-бірінен СН2 тобына айырмашылығы бар екенін табамыз. Осы сияқты, этан С2Н6 мен пропанның С3Н8, пропан С3Н8 мен бутанның С4Н10, яғни әр келесі көмірсутектің молекулалық құрамы өзінің алдындағы көмірсутектен СН2 тобына өзгеретіндігін байқауға болады

Жалпы формулалары бірдей, химиялық қасиеттері ұқсас, ал құрамдары бір немесе бірнеше СН2 тобына өзгеріп отыратын заттар гомологтар деп аталады (гр. homologos —ұқсас). Гомологтарды салыстырмалы молекулалық массаларының өсуіне қарай орналастырса, гомологтық қатар түзіледі. СН2 гомологтық айырым деп аталады.


Мұндай гомологтык қатарлар органикалық қосылыстардың барлық кластарына тән. Көмірсутек молекуласынан сутек атомдары үзілген кезде көмірсутек радикалдары түзіледі. Мысалы, метаннан СН4 бір сутек үзілгенде, СН3∙ (СН3—) метил радикалы түзіледі. Радикалдарды атағанда,
сәйкес алканның -aн жұрнағы -ил жұрнағына алмастырылады.

2) Метанның және оның гомологтарының химиялық қасиеттері


Алкандардың гомологтық қатарындағы мүшелер ортақ химиялық қасиеттер көрсетеді.Бұлар-активтігі төмен заттар. Олардың қатысуымен жүретін реакцияларды екі типке: С-Н байланысы (мәселен орынбасу реакциялар) мен С-С байланысы үзілген кезде молекулалар жарықшақтарға (крекинг) ыдырайды. Радикалдар өте аз уақыт өмір сүреді және түзілу кезінде өте активті. Олар,өзара оңай әрекеттесіп,байланыспаған электрондардан жаңа ковалентті
байланыс түзеді. Олар органикалық заттардың молекулаларымен де қосылып немесе олардан бір электроны бар атомды бөліп әрекеттеседі. Нәтижесінде басқа молекулалармен әрекеттесе алатын жаңа радикалдар түзіледі.
Метанның хлорлану реакциясы жарықтың ([hν—"аш ню" арқылы жарық кванты белгіленеді) немесе температураның әсерінен жүреді. Реакция метанның хлортуындылары мен хлорсутек түзе жүреді:
СН4 + Сl2 → СН3Сl +HClCH3Cl + Cl2 → CH2Cl2+ HClCH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 +HClСНСl3 + Сl2 → ССl4 + HClМетанды бұдан да жоғарырақ температурада қыздырғанда
(1500°С), реакция қанықпаған көмірсутек — ацетилен түзе және сутек бөле жүреді:
2СН4 → НС = СН + ЗН2
Сутек бөліне жүретін ыдырау реакциялары дегидрлену реакциясы деп аталады.
Метанның оттекпен (1:2 көлемдік қатынастағы) қоспасы немесе ауамен (1:10) қоспасы қопарылғыш. Басқа көмірсутектердің де ауамен қоспалары қопарылғыш болады. Көмірсутектер жиналатын және олар қолданылатын жерлерде, көмір шахталарында, бу қазандары орнатылған жерлерде, тұрғын үйлерде қопарылғыш қоспа түзілуі мүмкін. Сондықтан көмірсутектерді өндіру кезінде
де, пайдалану кезінде де қопарылу қаупі болады. Шахталарда қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін метанның пайда болғанын хабарлайтын автоматты аспаптар-сигнализаторлар және газды сыртқа шығаратын қуатты желдеткіштер орнатылады.
3)Метанның молекула құрылысы мен қасиеттері

Заттардың осы көмірсутектер тобына жатуы олардың құрылысына қараи сипатталады. Алдымен өте қарапайым көмірсутек метанның құрылысын қарастырайық . Метан СН4-түссіз және иіссіз,ауадан екі есе дерлік жеңіл газ.Ол табиғатта өсімдік және жануарлар ағзалары қалдығының ауасыз жерде ыдырауы нәтежиесінде түзіледі.Сондықтан ол батпақты


суларда,тас көмір шахталарында кездеседі.Қазір отын ретінде тұрмыста және өндірісте пайдаланатын табиғи газ құрамында метан едәуір мөлшерде ковалентті сипатта болады. Органикалық химияда молекулалардың кеңістік құрылысы жөніндегі ілімнің дамуы нәтежесінде метан молекуласының шынында біз қағаз бетінде беинелейтініміздей жалпақ емес,тетраедр пішінді екені анықталады Метан молекуласының неге тетраедр екенін қарастырайық.Сірә,біз көміртегі атомның құрылысына сүйенуіміз керек шығар.Бірақ мұнда біз қайшылыққа кездесеміз.Көміртегі атомының төрт валенттік электроны бар,олардың екеуі жұптасқан s-электроны,олар сутегі атомдарымен химиялық байланыс түзе алмайды.Химиялық баиланыс тек
жұптаспаған екі р-электрон есебінен болады.Ал ондай жағдаида метанның формуласы СН4 емес,СН2 болуы керек,ол шындыққа саи келмейді.Химиялық байланыстарды төмендегідей түсіндіру нәтижесінде мұндай қайшылықтар жойылады. Көміртегі атомы сутегінің атомдарымен өзара әрекеттескен кезде оның сыртқы қабатының s-электрондары ажырап,олардың біреуі үшінші р-электронның бос орнын алады және өзінің қозғалысы кезінде көлемдік сегіздік түрінде бұлт түзіп,ол басқа екі р-электрон бұлтына перпендикуляр болады.Бұл кезде атом қозған күйі деп аталатын жағдайға ауысады.Енді төрт валенттік электронның барлығы да жұптаспаған күйде қалып,химиялық төрт байланыс жасайды.Бірақ жаңа қайшылықтар пайда болады.3р-
электрон сутегі атомдарымен өзара перпендикуляр бағытта,яғни 90(градус)бұрыш жасап,химиялық үш байланыс жасауға тиісті,ал онда сутегінің төртінші атомы еркін бағытта қосылыса алар еді,өиткені s-электронның бұлты сфералық пішінді және бұл баиланыстардың,сірә, қасиеттері өзгеше болар еді.Сол кезде метан малекуласындағы С-Н баиланысының барлығы бірдеи екені белгілі және109◦28 бұрыш жасап орналасқан.Бұл қайшылықты шешуге электрондар гибриттенуі жөніндегі түсінік жәрдемдеседі. Химиялық байланыстар түзілу процесі кезінде көміртегі атомының барлық валенттік электрондарының (бір s-және үш p-электрондарының) бұлты теңесіп,бірдей болады.Бұл кезде олардың бәрі тетраедрдың төбесіне
қарай бағыттала созылған,семметриясыз көлемдік сегіздік пішінді болады (электрон тығыздығының таралуы ядроның бір жағында екінші жағына қарағанда электрондар көбірек болатынын көрсетеді). Гибридті электрон бұлттарының осьтері аралығындағы бұрыш 109◦28 -ке тең болып шығады да бұл олардың аттас зарядтылар тәрізді бірінен-бірінің барынша алшақтауына мүмкүндік береді.Тетраедрдың төбесіне қараи созылған мұндаи бұлттар сутегі атомдарының бұлттарымен едәуір қаптасып жатады.Соның нәтижесінде энергия көп бөлініп,қасиеттері бірдей,берік химиялық байланыстар түзеді. Гибридтену электрон бұлтының әр түрлі санына тарала алады.Көміртегінің атомы сутегінің төрт
атомымен ковалентті байланыс түзген осы жағдаида гибридтенуге,қозған атомдағы сыртқы,барлық төрт электронның –бір s-электронның және үш р-электронның бұлттары қатысады.Гибриттенудің мұндаи түрі sp3 гибриттену деп аталады(эс-пи-үш деп оқылады). Сөйтіп,метан молекуласының тетраедрлік пішіні химиялық қосылыстағы көміртегі атомының гибриттік төрт электрон бұлтының тетраедрлік бағытына байланысты болады. Электрондар ковалентті байланыс түзген кезде екі ядроны да қамтитын және байланысатын атомдардың бәріне ортақ бұлт түзетіндіктен,метан малекуласының электрондық құрылысын беруге болады. Алмаздың құрылысын еске түсірейік.Мұнда көміртегі атомдарының әрқайсысы
көміртегінің басқа төрт атомымен ковалентті түрде мықты байланысқан,ол байланыстар тетраедрдың ортасынан төбесіне қарай бағытталған.Енді біз алмаздың құрылысын атомдардың валентті электрон бұлттарының sp3 –гибридтенуі арқылы түсіндіре аламыз. Органикалық заттарды оқыған кезде біз молекулалар моделін жиі-жиі пайдаланамыз.Элементтер атомдарын бейнелеуші модельдің детальдары белгілі масштабта жасалады,сондықтан модель атомдардың үлкен-кішілігін және молекуласының сыртқы тетраедрлік пішінін шамамен дұрыс береді.
4)Алкандардың алынуы
Алкандар,
негізінен, табиғатта кездеседі. Газ тәрізді алкандарды табиғи газ бен мұнайға серіктес газдардан алады. Сұйық алкандар мұнайдың, қатты алкандар мұнай мен озокериттің құрамында болады.
Сонымен қатар алкандарды синтездеп алудың бірнеше жолдары бар.
1. Алкандарды лабораторияда қанықпаған көмірсутектерді Ni, Pt, Pd өршіткілері қатысында гидрлеп алады:
H2C = CH2 + H2 → H3C - CH3
2. Вюрц реакциясы бойынша, алкандардың галогентуындыларына металл натриймен әсер етіп алады:
2СН3СІ + 2Na → С2Н6 + 2NaCI
Егер Вюрц реакциясын әр түрлі алкандардың галогентуындыларының қатысында жүргізсе, алкандардың қоспасы түзіледі. Мысалы, йодметан мен йодэтанның қатысуында Вюрц реакциясы нәтижесінде этан, пропан және бутанның қоспасы түзілуі мүмкін:
2СН3І + 2Na → СН3 - СН3 + 2NalСН3І + 2Nа + С2H5I → CH3 - С2Н5 + 2Nal2С2Н5I + 2Na → С2Н5 — С2Н5 + 2Nal
3. Алкандарды көмірді гидрлеп алуға да болады. Жай заттардан алкандарды синтездеу реакциясының теориялық тұрғыдан маңызы зор. Бұл реакция жай заттардың (бейорганикалық) органикалық
қосылыстарға өту мүмкіндігін көрсетеді. Реакция 500°С температура шамасында, өршіткі (темір оксидтері) қатысында жүреді:
nC+(n+1)H2 → CnH2n+2
5)Алкандардың қолданылуы
Кейбіреулер алкандардың қолданылуы және қолданылуы олар отын -газ, бензин, дизель-, еріткіштер сияқты -пентан, гексан, изогексан және гептан-, майлағыштар немесе балауыз және парафиндер сияқты.

Алкандар өз атауын бір көміртектен және үш гидрогеннен тұратын алкил тобынан алады.


Әрине, олардың құрамында басқа топтар бар, бірақ олардың құрамында
алкил тобы үнемі кездеседі. «-Ano» аяқталуы сізге бұл молекулаларда жалғыз байланыс болатындығын білуге ​​мүмкіндік береді.
Алкандар тұқымдасының ең кіші мүшелері - газдар, ал ең үлкен қосылыстары - сұйық және қатты қосылыстар.
Олар көбінесе отын көздерінде, мысалы, табиғи газда және мұнайда кездеседі. Қатты қосылыстар құрылымы бойынша балауыз тәрізді болады.

6) Циклоалкандар

Қаныққан көмірсутектердің тағы бір тобына циклоалкандар жатады. Циклоалкандар — құрамындағы көміртек атомдары өзара дара байланыстар арқылы байланысқан, жалпы формуласы СnН2n болатын циклді қаныққан көмірсутектер.
Жалпы формуладағы n ≥ 3. Циклоалкандар — молекуладағы көміртек атомдары өзара σ-байланыс арқылы жалғасқан алициклді көмірсутектер. Циклоалкандағы көміртек атомдары алкандардағы сияқты sp3 гибридтелген күйде болады.

Циклоалкандарды циклопарафиндер немесе нафтендер деп те атайды. Жалпы формуласынан циклоалкандар құрамының сәйкес алкандардан айырмашылығы — олардың молекуласында сутектің екі атомы кем болатынын байқауға болады. Ең қарапайым циклоалкан үш мүшелі сақинасы бар циклопропан С3Н6. Келесі мүшелері: циклобутан С4Н8 және циклопентан С5Н10, циклогександар С6Н12, т.б.


Циклоалкандардың тұрақтылығы мен химиялық қасиеттері көбінесе циклдегі көмірсутек атомдарының санына байланысты болады. Бұл көмірсутектердің ішіндегі химиялық ең тұрақтылары — құрамында бес және алты көміртек атомы бар
циклоалкандар. Циклоалкандардың көміртек атомдары sp3 гибридтенген күйде болады. Молекуласының құрамында үш және төрт көміртек атомдары бар циклопропан мен циклобутандардың валенттік бұрыштары 109°28’-тан едәуір ауытқитын (кіші) болғандықтан, циклде кернеу пайда болады да, олар бес және алты мүшелі циклоалкандардай тұрақты бола алмайды.
Циклоалкандардың біраз қасиеттері алкандарға ұқсас: химиялық белсенділіктері төмен, жану және орынбасу реакцияларына түседі.
Алкандардан айырмашылығы — циклоалкандар қосылу реакцияларына түсе алады.
Пайдаланылған әдебиет:

1) stud.kz

2) kk.m.wikipedia.org

3) kk.m.wikipedia.org

4) kk.m.wikipedia.org

5) kk.warbletoncouncil.org



6) kk.m.wikipedia.org

Қорытынды:
жүктеу 10.21 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2




©emirb.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет