Alkanes वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिक्रिया काय आहेत

रासायनिक संयुगे प्रत्येक वर्ग त्यांच्या इलेक्ट्रॉनिक रचना गुणधर्म प्रदर्शित करू शकता. alkanes ठराविक पर्याय प्रतिक्रिया, फूट किंवा आण्विक ज्वलन आहे. सर्व रासायनिक प्रक्रिया त्यांच्या स्वत: च्या विशिष्ट प्रवाह, जी पुढे चर्चा करता येईल आहे.

alkanes काय आहे

या भरल्यावरही हायड्रोकार्बन संयुगे, मेणासारखा तेलकट पदार्थ म्हणून ओळखले जातात. हे रेणू फक्त कार्बन आणि हायड्रोजन अणू बनलेले, एकच संयुग फक्त आहे ज्यात रेषेचा किंवा पुष्कळ फांदया नैसर्गिक चक्रात न येता स्वतंत्रपणे घडणारी घटना साखळी आहेत. वर्ग वैशिष्ट्ये दिले, आपण alkanes काय प्रतिक्रिया वैशिष्ट्यपूर्ण गणना करू शकता. ते संपूर्ण वर्ग सूत्र आज्ञा पाळा हरभजन _{2n + 2} C _n.

रासायनिक रचना

मेणासारखा तेलकट पदार्थ परमाणू एसपी प्रदर्शित ³ hybridization कार्बन अणू यांचा समावेश आहे. ते सर्व चार valence orbitals जागेत समान आकार, ऊर्जा आणि दिशा आहे. 109 ° 28 'ऊर्जा पातळी दरम्यान कोन आकार.

जे प्रतिक्रिया alkanes वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत हे निश्चित करण्यासाठी रेणू मध्ये एकच बंध उपस्थिती. ते σ-कंपाऊंड असतात. carbons दरम्यान कम्युनिकेशन तो सी-एच जास्त थोडे मोठे आहे nonpolar आणि दुबळा polarizable आहे. तसेच, एक कार्बन अणू एक शिफ्ट इलेक्ट्रॉन घनता सर्वात electronegative आहे. परिणामी कंपाऊंड सी-एच कमी धुव्र द्वारे दर्शविले जाते.

पर्याय प्रतिक्रिया

पदार्थ वर्ग paraffins कमी रासायनिक क्रिया आहे. या सी-C व C-एच, कारण नॉन-धुव्र ब्रेक कठीण आहे यांमधील बंध सामर्थ्याने स्पष्ट केले जाऊ शकते. त्यांच्या नाश आधार homolytic यंत्रणा, ज्या मोफत संपूर्ण प्रकार सहभागी आहे. alkanes द्वारे दर्शविले आहेत का आहे एक पर्याय प्रतिक्रिया. अशा पदार्थ शुल्क वाहक पाणी molecules किंवा आयनस संवाद साधण्यास सक्षम आहात.

ते हायड्रोजन अणू गंमत घटक किंवा इतर सक्रिय गट बदलले आहेत ज्या मोफत संपूर्ण पर्याय रँक. या प्रतिक्रिया halogenation, sulfochlorination आणि nitration संबंधित प्रक्रिया यांचा समावेश आहे. या alkane डेरिव्हेटिव्ह तयार होऊ शकते. एक मोफत संपूर्ण यंत्रणा द्वारे मूलभूत पर्याय प्रतिक्रिया तीन टप्प्यात मुख्य प्रकार आहेत:

1. प्रक्रिया मुक्त radicals स्थापना असलेल्या एक nucleation दीक्षा किंवा साखळी, ने सुरू होते. आलेले थरात अतिनील प्रकाश आणि गरम स्रोत आहेत.
2. मग सलग सक्रिय कण निष्क्रिय रेणू संवाद चालते ज्या साखळी विकसित. रेणू आणि radicals, अनुक्रमे मध्ये त्यांच्या रूपांतरण आहे.
3. अंतिम चरण साखळी खंडित करेल. तेथे recombination किंवा सक्रिय कण नष्ट. त्यामुळे एक शृंखला प्रतिक्रिया विकास समाप्त झाले.

halogenation प्रक्रिया

हे संपूर्ण प्रकारच्या यंत्रणा आधारित आहे. Alkane halogenation प्रतिक्रिया थरात अतिनील प्रकाश आणि halogens आणि हायड्रोकार्बन्स यांचे मिश्रण गरम विविकरणाची स्थान घेते.

प्रक्रिया सर्व पायऱ्या Markovnikov सांगितले की नियम अधीन आहेत. तो गंमत, विशेषत: करून पर्याय: ख सहन केले असे सूचविते हायड्रोजन, हायड्रोजनेटेड कार्बन संबद्ध आहे. प्राथमिक एक दर्जा कार्बन अणू करण्यासाठी: Halogenation खालील क्रम मध्ये स्थान घेते.

प्रक्रिया लांब मुख्य हायड्रोकार्बन चैन alkane रेणू चांगले ठेवा घेते. या दिशेने ionizing ऊर्जा कमी, पदार्थ सोपे खंड पाडला नाही इलेक्ट्रॉन झाल्यामुळे आहे.

एक उदाहरण मिथेन रेणू स्वयंवर आहे. अतिनील किरणे क्रिया alkane वर हल्ला अमलात आणणे की एक विभाजन क्लोरीन संपूर्ण प्रजाती होतो. वेगळे येते आणि आण्विक हायड्रोजन एच ₃ क निर्मिती · किंवा मिथील संपूर्ण. अशा एक कण, यामधून, आण्विक क्लोरीन, त्याची रचना आणि एक नवीन रासायनिक निर्मिती नाश अग्रगण्य हल्ला.

प्रत्येक टप्प्यावर पर्याय प्रक्रिया फक्त एक हायड्रोजन अणू चालते. alkanes च्या halogenation प्रतिक्रिया hlormetanovoy, dichloromethane, आणि trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy परमाणू हळूहळू निर्मिती ठरतो.

Schematically खालीलप्रमाणे प्रक्रिया आहे:

हरभजन _4, C + Cl: Cl → हरभजन ₃ सीसीएल + एचसीएल,

हरभजन ₃ सीसीएल + Cl: Cl → हरभजन ₂ सीसीएल ₂ + एचसीएल,

हरभजन ₂ सीसीएल ₂ + Cl: Cl → HCCl ₃ + एचसीएल,

HCCl ₃ + Cl: Cl → सीसीएल ₄ + एचसीएल.

दर्शविले इतर alkanes अशा प्रक्रिया पार पाडण्यासाठी मिथेन रेणू स्वयंवर तीव्रता प्राप्त हायड्रोजन पर्याय येत पदार्थ एक कार्बन अणू नाही, आणि काही मध्ये. त्यांचे संख्यात्मक प्रमाण तापमान निर्देशक संबद्ध. थंड परिस्थितीमध्ये, दर्जा दुय्यम आणि प्राथमिक रचना डेरिव्हेटिव्ह निर्मिती दर कमी.

अशा संयुगे निर्मिती वाढत तापमान लक्ष्य गतीने सपाट आहे. halogenation प्रक्रियेत कार्बन अणू असलेल्या संपूर्ण टक्कर एक वेगळ्या संभाव्यता सूचित स्थिर घटकाचा प्रभाव आहे.

आयोडीन प्रक्रिया halogenation सामान्य परिस्थितीत येऊ देत नाही. हे विशेष परिस्थिती निर्माण करणे आवश्यक आहे. मिथेन उघड तेव्हा गंमत घटना हायड्रोजन आयोडाइड, त्यानुसार उद्भवते. तो एक परिणाम म्हणून प्रारंभिक नदी मिथेन व आयोडीन बाहेर उभे मिथील आयोडाइड, एक परिणाम आहे. अशा प्रतिक्रिया पूर्ववत करता येणार असल्याचे मानले जाते.

alkanes च्या Wurtz प्रतिक्रिया

हे भरल्यावरही बांधेसूद रचना हायड्रोकार्बन्स मिळविण्यासाठी एक पद्धत आहे. नदी सोडियम धातू, alkyl bromides किंवा alkyl क्लोराईडची वापरले जातात म्हणून. त्यांच्या संवाद तयार सोडियम halide आणि वाढ हायड्रोकार्बन साखळी दोन हायड्रोकार्बन radicals बेरीज आहे जे. Schematically, संश्लेषण खालीलप्रमाणे आहेत: आर-Cl + Cl-आर + 2Na → आर-आर + 2NaCl.

त्यांच्या परमाणुत halogens प्राथमिक कार्बन अणू आहेत तर alkanes च्या Wurtz प्रतिक्रिया फक्त शक्य आहे. उदा, ख्रिस ₃ -CH ₂ -CH ₂ ब्रा.

स्थापना उत्पादन तीन वेगवेगळ्या साखळ्या च्या केंद्रीभूत होणे दोन संयुगे galogenuglevodorododnaya मिश्रण नाटक, दरम्यान तर. या प्रतिक्रिया एक उदाहरण chloromethanes आणि hloretanom सह सोडियम alkane संवाद म्हणून सर्व्ह करू शकता. उत्पादन butane, प्रोपेन आणि इथेन समावेश मिश्रण आहे.

सोडियम याशिवाय, शक्य अल्कली धातुतत्व किंवा पोटॅशियम समावेश इतर अल्कली धातू, वापरा.

प्रक्रिया sulfochlorination

हे रीड प्रतिक्रिया देखील म्हणतात. हे विनामूल्य बदली तत्त्व चालते. प्रतिक्रिया हा प्रकार अतिनील किरणे उपस्थितीत सल्फर डाय ऑक्साईड आणि आण्विक क्लोरीन यांचे मिश्रण क्रिया alkanes च्या वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

प्रक्रिया साखळी यंत्रणा सुरू, क्लोरीन दोन radicals मिळवता ज्यात सुरू होते. एक alkyl कण आणि हायड्रोजन क्लोराईड रेणू वाढ देते की एक हल्ला alkane. हायड्रोकार्बन करून संपूर्ण सल्फर डाय ऑक्साईड, जटिल कण तयार संलग्न. कॅप्चर स्थिर करण्यासाठी आणखी एक परमाणू एक क्लोरीन अणू येते. अंतिम साहित्य एक alkane sulfonyl क्लोराईड आहे, तो पृष्ठभाग-सक्रिय संयुगे च्या संश्लेषण वापरले जाते.

Schematically, प्रक्रिया या प्रमाणे दिसते:

CLCL → ^HV ∙ Cl + ∙ Cl,

एचआर + ∙ Cl → आर ∙ + एचसीएल,

आर ∙ + आस्मा → ∙ RSO _2,

RSO ₂ + ClCl → RSO ₂ Cl + ∙ Cl ∙.

nitration संबंधित प्रक्रिया

Alkanes मध्ये एक उपाय 10% आणि वायुरूप राज्यात tetravalent नायट्रोजन ऑक्साईड सह नायट्रिक आम्ल प्रतिक्रिया. त्याच्या घटना अटी तापमान उच्च मूल्ये (सुमारे 140 ° C) आणि कमी दाब मूल्ये आहे. उत्पादन nitroalkanes आहे.

nitration संश्लेषण उघडले Konovalov शास्त्रज्ञ नंतर नावाच्या मुक्त मूलगामी प्रकारची प्रक्रिया: ख्रिस ₄ + HNO ₃ → ख्रिस _{3 2} + H ₂ ओ

फूट यंत्रणा

ठराविक alkane dehydrogenation आणि क्रॅक. मिथेन परमाणू एक पूर्ण थर्मल कुजणे: ख सहन केले.

वरील प्रतिक्रिया मूलभूत यंत्रणा alkanes पासून अणू फूट आहे.

dehydrogenation प्रक्रिया

paraffins च्या कार्बन इमारत हायड्रोजन अणू विभक्त तेव्हा, मिथेन वगळता ह्यामध्ये अनसॅच्युरेटेड संयुगे प्राप्त आहेत. उच्च तापमान (400 600 ° C) आणि प्लॅटिनम, निकेल, कारवाई accelerators परीक्षित alkanes अशा रासायनिक प्रतिक्रियांचे क्रोमियम ऑक्साइड आणि अॅल्युमिनियम.

इथेन किंवा प्रोपेन रेणू प्रतिक्रिया सहभागी असेल, तर त्याच्या उत्पादने ethene किंवा एक डबल बॉण्ड सह propene आहे.

चार किंवा पाच-कार्बन इमारत dehydrogenation diene कंपाऊंड दाखविण्यात आली. स्थापना butane-1,3 butadiene आणि 1,2-butadiene पासून.

6 किंवा त्यापेक्षा अधिक कार्बन अणू असलेल्या प्रतिक्रिया पदार्थ उपस्थित असेल, तर बेंझिन तयार होतो. तीन दुहेरी बंध एक सुगंधी अंगठी आहे.

नाश संबंधित प्रक्रिया

उच्च तापमान अंतर्गत alkanes प्रतिक्रिया अंतर कार्बन बाँड आणि संपूर्ण प्रकारच्या सक्रिय प्रजाती स्थापना पास करू शकता. अशा प्रक्रिया क्रॅक किंवा pyrolysis म्हणून उल्लेखित आहेत.

तापमान 500 ° से फार करण्यासाठी नदी गरम, रेणू नाश परिणाम ज्या alkyl-प्रकार radicals क्लिष्ट मिश्रणावर तयार केले जातात.

संपृक्त आणि ह्यामध्ये अनसॅच्युरेटेड संयुगे प्राप्त झाल्यामुळे कार्बन साखळी लांबी alkanes च्या pyrolysis मजबूत गरम अंतर्गत पार पाडणे. हे थर्मल क्रॅक म्हणतात. ही प्रक्रिया चेंडू 20 वे शतक होईपर्यंत वापरले जाते.

एक करप्रतिग्रह कमी ऑक्टेन क्रमांक (65 पेक्षा अधिक) पासून हायड्रोकार्बन्स तयारी होती, आणि म्हणून तो बदलले होते उत्प्रेरक क्रॅक. प्रक्रिया पुष्कळ फांदया रचना येत aluminosilicate प्रवेगक प्रकाशन alkanes उपस्थितीत खाली 440 ° से आहे की तापमान, आणि 15 पेक्षा कमी atmospheres दबाव येथे स्थान घेते. 2CH ₄ → ^{टी °} से ₂ हरभजन ₂ + 3H _2: एक उदाहरण मिथेन वायू pyrolysis _आहे. प्रतिक्रिया दरम्यान स्थापना acetylene आणि आण्विक हायड्रोजन.

रेणू मिथेन रूपांतरण कामा जाऊ शकते. या प्रतिक्रिया करण्यासाठी पाणी आणि एक दमडी उत्प्रेरक आवश्यक आहे. उत्पादन कार्बन मोनॉक्साईड आणि हायड्रोजन यांचे मिश्रण आहे.

ज्वलन प्रक्रिया

इलेक्ट्रॉन परिणाम संबंधित ठराविक alkane आहेत रासायनिक प्रतिक्रियांचे.

paraffins स्वयं-ज्वलन आहे. हे भरल्यावरही हायड्रोकार्बन्स ज्वलन एक मोफत संपूर्ण यंत्रणा यांचा समावेश आहे. प्रतिक्रिया दरम्यान, द्रव alkane hydroperoxide दाखविण्यात आली. सुरुवातीला मेणासारखा तेलकट पदार्थ परमाणू वाटप सक्रिय radicals, ऑक्सिजन प्रतिक्रीया देते. पुढे, alkyl कण दुसर्या परमाणू O _2, प्राप्त ∙ रो ठरवण्यासाठी. एक फॅटी ऍसिड peroxy संपूर्ण असल्याने alkane परमाणू संपर्क साधला, आणि नंतर hydroperoxide जाहीर केला. एक उदाहरण इथेन च्या autooxidation आहे:

सी ₂ हरभजन ₆ + O ₂ → ∙ सी ₂ हरभजन ₅ + व्वा ∙,

∙ सी ₅ हरभजन ₂ + → O ₂ ∙ OOC ₂ एच _5,

∙ OOC ₂ हरभजन ₅ + C ₂ H ₆ → HOOC ₂ हरभजन ₅ + ∙ क ₂ एच _5.

एक इंधन रचना ठरवण्यासाठी, रासायनिक गुणधर्म प्रामुख्याने आहेत की ज्वलन प्रतिक्रिया द्वारे दर्शविले alkane आहे. 2C ₂ हरभजन → ₆ + 7o ₂ 4CO ₂ + 6H ₂ ओ: ते उष्णता उत्सर्जन सह निसर्ग oxidative आहेत

प्रक्रिया ऑक्सिजन एक लहान रक्कम मध्ये साजरा केला जातो, तर शेवटी उत्पादन O ₂ प्रमाण केले जाते जे divalent कार्बन किंवा कार्बन मोनॉक्साईड, असू _{शकते.}

उत्प्रेरकी पदार्थ प्रभाव आणि गरम पाण्याची सोय 200 ° से अंतर्गत alkanes वापर मध्ये दारू परमाणू, aldehyde किंवा कार्बोक्सलिक एसिड प्राप्त आहेत.

उदाहरणार्थ इथेन:

सी ₂ हरभजन ₆ + O ₂ → सी ₂ एच ₅ OH (इथेनॉल),

सी ₂ हरभजन ₆ + O ₂ → ख्रिस ₃ Cho + H ₂ O (ethanal आणि पाणी)

2C ₂ हरभजन ₆ + 3O ₂ → 2CH ₃ COOH + 2 ता ₂ O (ethanoic आम्ल आणि पाणी).

Alkanes चक्रीय peroxides च्या trinomial क्रिया अंतर्गत oxidized केले जाऊ शकते. या dimethyl dioxirane यांचा समावेश आहे. परिणाम paraffins दारू रेणूचा ज्वलन आहे.

प्रतिनिधी paraffins, तसेच KMnO ₄ किंवा पोटॅशियम permanganate प्रतिसाद देऊ नका एक रासायनिक मूलद्रव्य पाणी.

isomerization

alkanes एक electrophilic यंत्रणेसह पर्याय प्रकार प्रतिक्रिया दर्शविले आहे. या उल्लेख आहे कार्बन साखळी isomerization. ही प्रक्रिया अॅल्युमिनियम क्लोराईड, एक भरल्यावरही मेणासारखा तेलकट पदार्थ सह प्रतिक्रिया आहे catalyzes. एक उदाहरण butane रेणू आहे, 2-methylpropane च्या isomerization आहे: सी ₄ एच ₁₀ → सी ₃ एच ₇ ख्रिस _3.

प्रक्रिया स्वाद

भरल्यावरही पदार्थ ज्या मुख्य शृंखला कार्बन सहा किंवा अधिक कार्बन अणू, dehydrocyclization आयोजित करण्यास सक्षम आहे. लहान रेणू या प्रतिक्रिया वैशिष्ट्यपूर्ण नाहीत. परिणाम नेहमी cyclohexane आणि डेरिव्हेटिव्ह त्याचा एक षटकार-membered रिंग आहे.

प्रतिक्रिया accelerators उपस्थिती, आणि अधिक स्थिर बेंझिन रिंग मध्ये रूपांतर पुढील dehydrogenation जातो. हे ओव्या बालकांनीच किंवा रिंगण करण्यासाठी नैसर्गिक चक्रात न येता स्वतंत्रपणे घडणारी घटना हायड्रोकार्बन्स रूपांतर येते. एक उदाहरण hexane च्या dehydrocyclization आहे:

हरभजन ₃ सी-ख्रिस ₂ - ख्रिस ₂ - ख्रिस ₂ - ख्रिस ₂ -CH ₃ → सी ₆ H ₁₂ (cyclohexane)

सी ₆ H ₁₂ → सी ₆ हरभजन ₆ + 3H ₂ (बेंझिन).