Instrucción
Para determinar la valencia de los átomos al elaborar fórmulas estructurales, use el sistema periódico. Una fórmula estructural tridimensional ayudará a mostrar exactamente la distancia de los átomos en una molécula.
Fuentes:
- fórmula estructural de sustancias
- Elaboración de fórmulas de compuestos complejos.
Algunos todavía se estremecen al recordar las lecciones de química de la escuela, en las que era necesario elaborar estructuras fórmulas hidrocarburos y sus isómeros. Mientras tanto, no hay nada súper complicado en esto. Basta guiarse en la preparación de fórmulas por un determinado algoritmo.
Instrucción
Familiarízate con la fórmula molecular de un hidrocarburo. Basado en esto, primero haga una fórmula para un esqueleto de carbono no ramificado (cadena de carbono).
Reducir la cadena de carbono en un átomo. arreglarlo como rama lateral cadena de carbono No olvides que los átomos que se encuentran en los extremos de la cadena son ramas laterales.
Determina qué borde está más cerca de la rama lateral. Vuelva a numerar la cadena de carbonos a partir de este borde. Ordena los átomos de hidrógeno según el carbono.
Determine si puede ramificarse lateralmente en otros carbonos de la cadena. En caso de conclusiones positivas, hacer fórmulas. Si esto no es posible, reduzca la cadena de carbono principal en otro átomo y colóquelo como otra rama lateral. Tenga en cuenta: no se pueden colocar más de 2 ramas laterales cerca de un carbono.
Organice los números de serie arriba desde el borde al que está más cerca la rama lateral. Coloque átomos de hidrógeno cerca de cada átomo, teniendo en cuenta la valencia del carbono.
Verifique nuevamente para ver si existe alguna posibilidad de ramificaciones laterales en los otros carbonos en la cadena principal. Si esto es posible, entonces haga fórmulas posibles isómeros, si no, reduzca la cadena de carbono en otro átomo y colóquela como una rama lateral. Ahora numera toda la cadena de átomos e intenta de nuevo componer fórmulas isómeros En el caso de que dos ramas laterales ya estén a la misma distancia de los bordes de la cadena, comience a numerar desde el borde que tenga más ramas laterales.
Continúe con estos pasos hasta que haya agotado todas las posibilidades para la ubicación de las ramas laterales.
Para la conveniencia de registrar la composición química y la estructura de una sustancia química, se crearon ciertas reglas para compilar fórmulas químicas utilizando símbolos especiales, símbolos, números y signos auxiliares.
Instrucción
Químico fórmulas en la escritura de ecuaciones químicas, representación esquemática procesos quimicos, conexiones. Para ellos se utiliza el llamado lenguaje, que es un conjunto simbolos, como los símbolos de los elementos químicos, el número de átomos de cada elemento en la sustancia descrita, etc.
Símbolos de elementos químicos: una o más letras del alfabeto latino, de las cuales la primera mayúscula. Este es un registro esquemático del nombre completo del elemento, por ejemplo, Ca es calcio o lat. Calcio.
El número de átomos se expresa en números matemáticos, por ejemplo, H_2 son dos átomos de hidrógeno.
Hay varias formas de escribir una sustancia química. fórmulas: más simple, empírico, racional y . El registro más simple refleja la proporción de elementos químicos con una indicación de la masa atómica, que se indica después del signo del elemento químico como un subíndice. Por ejemplo, H_2O es la fórmula más simple de la molécula de agua, es decir, dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
empírico es diferente de los temas mas simples, que refleja la composición de la sustancia, pero no la estructura de las moléculas. La fórmula muestra el número de átomos en una molécula, que también se muestra como un subíndice.
La diferencia entre la fórmula más simple y la empírica se muestra mediante la notación fórmulas benceno: CH y C_6H_6, respectivamente. Aquellas. la fórmula más simple muestra la proporción directa de átomos de carbono e hidrógeno, mientras que la fórmula empírica dice que la molécula de sustancia contiene 6 átomos de carbono y 6 átomos de hidrógeno.
Una fórmula racional muestra claramente la presencia de átomos de elementos en un compuesto. Dichos grupos están entre paréntesis y su número se indica mediante un subíndice después de los corchetes. La fórmula también usa corchetes, que incluyen compuestos complejos de átomos (compuestos con una molécula neutra, ion).
La fórmula estructural se representa gráficamente en dos o espacio tridimensional. Los enlaces químicos entre átomos se representan como líneas, con los átomos indicados tantas veces como estén involucrados en la conexión. La fórmula de una sustancia se expresa más claramente en una imagen tridimensional, que muestra la posición relativa de los átomos y las distancias entre ellos.
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hidrocarburo es materia orgánica, que consta de sólo dos elementos: carbono e hidrógeno. Puede ser saturado, insaturado con doble o triple enlace, cíclico y aromático.
Una de las tareas más importantes en química es la compilación correcta de fórmulas químicas. Una fórmula química es una representación escrita de la composición de una sustancia química utilizando la designación latina del elemento y los índices. Para la compilación correcta de la fórmula, definitivamente necesitaremos la tabla periódica y el conocimiento. reglas simples. Son bastante simples e incluso los niños pueden recordarlos.
Cómo escribir fórmulas químicas
El concepto principal en la preparación de fórmulas químicas es la "valencia". La valencia es la propiedad de un elemento para contener un cierto número de átomos en un compuesto. La valencia de un elemento químico se puede ver en la tabla periódica, y también debe recordar y poder aplicar reglas generales simples.
- La valencia de un metal es siempre igual al número de grupo, siempre que esté en el subgrupo principal. Por ejemplo, el potasio tiene una valencia de 1 y el calcio tiene una valencia de 2.
- Los no metales son un poco más difíciles. Un no metal puede tener una valencia mayor y menor. La valencia más alta es igual al número de grupo. La valencia más baja se puede determinar restando el número de grupo del elemento de ocho. Cuando se combinan con metales, los no metales siempre tienen una valencia más baja. El oxígeno siempre tiene una valencia de 2.
- En la combinación de dos no metales, la valencia más baja es la elemento químico, que se encuentra en la tabla periódica a la derecha y arriba. Sin embargo, el flúor siempre tiene una valencia de 1.
- Una cosa más regla importante al colocar coeficientes! Numero total¡Las valencias de un elemento siempre deben ser iguales al número total de valencias de otro elemento!
Consolidemos los conocimientos adquiridos en el ejemplo de un compuesto de litio y nitrógeno. El metal litio tiene una valencia de 1. El nitrógeno no metálico se ubica en el 5º grupo y tiene una valencia mayor de 5 y una menor de 3. Como ya sabemos, en los compuestos con metales, los no metales siempre tienen una menor valencia, por lo que el nitrógeno en este caso tendrá una valencia de tres. Organizamos los coeficientes y obtenemos la fórmula deseada: Li 3 N.
Entonces, simplemente, ¡aprendimos cómo hacer fórmulas químicas! Y para una mejor memorización del algoritmo de elaboración de fórmulas, hemos preparado su representación gráfica.
La fórmula estructural es imagen grafica Estructura química sustancias Indica el orden de los átomos, así como la relación entre las partes individuales de la sustancia. Además, las fórmulas estructurales de las sustancias demuestran claramente las valencias de todos los átomos incluidos en la molécula.
Características de escribir una fórmula estructural.
Para la compilación, necesitará papel, un bolígrafo, el sistema periódico de elementos de Mendeleev.
Si necesita dibujar una fórmula gráfica para el amoníaco, debe tener en cuenta que el hidrógeno solo puede formar un enlace, ya que su valencia es uno. El nitrógeno está en el quinto grupo (el subgrupo principal), tiene cinco electrones de valencia en el nivel de energía externa.
Tres de ellos los usa para formar enlaces simples con átomos de hidrógeno. Por lo tanto, la fórmula estructural será siguiente vista: el nitrógeno está en el centro, los átomos de hidrógeno están ubicados a su alrededor.
Instrucciones para escribir fórmulas.
Para que la fórmula estructural se escriba correctamente para una sustancia química en particular, es importante tener una idea sobre la estructura del átomo, la valencia de los elementos.
es con la ayuda este concepto es posible representar la estructura gráfica de sustancias orgánicas e inorgánicas.
compuestos orgánicos
La química orgánica implica el uso de una estructura gráfica. sustancias químicas diferentes clases al escribir reacciones químicas. La fórmula estructural se compila sobre la base de la teoría de la estructura de las sustancias orgánicas de Butlerov.
Incluye cuatro disposiciones, según las cuales se escriben las fórmulas estructurales de los isómeros, se hace una suposición sobre las propiedades químicas del analito.
Un ejemplo de compilación de estructuras de isómeros.
Los isómeros se denominan en química orgánica sustancias que tienen la misma composición cualitativa y cuantitativa, pero difieren en la disposición de los átomos en la molécula (estructura), actividad química.
Las preguntas relacionadas con la compilación de la estructura gráfica de las sustancias orgánicas se incluyen en las preguntas del examen estatal unificado realizado en el grado 11. Por ejemplo, debe componer, así como dar el nombre de las fórmulas estructurales de los isómeros de la composición C 6 H 12. ¿Cómo afrontar semejante tarea?
Primero debe comprender a qué clase de sustancias orgánicas pueden pertenecer las sustancias con tal composición. Considerando que dos clases de hidrocarburos tienen la fórmula general C n H 2n a la vez: alquenos y cicloalcanos, es necesario componer las estructuras de todas las sustancias posibles para cada clase.
Para empezar, podemos considerar las fórmulas de todos los hidrocarburos pertenecientes a la clase de los alquenos. Se caracterizan por la presencia de un enlace múltiple (doble), que debe reflejarse en la preparación de la fórmula estructural.
Teniendo en cuenta que hay seis átomos de carbono en la molécula, formamos la cadena principal. Ponemos un doble enlace después del primer carbono. Usando la primera posición de la teoría de Butlerov, para cada átomo de carbono (valencia cuatro) establecemos cantidad requerida hidrógenos. Nombrando la sustancia resultante, usamos la nomenclatura sistemática, obtenemos hexeno-1.
Dejamos seis átomos de carbono en la cadena principal, movemos la posición del doble enlace después del segundo carbono, obtenemos hexeno-2. Continuando con el movimiento del enlace múltiple a lo largo de la estructura, componemos la fórmula del hexeno-3.
Usando las reglas de la nomenclatura sistemática, obtenemos 2 metilpenteno-1; 3 metilpenteno-1; 4 metilpenteno-1. Luego movemos el enlace múltiple después del segundo carbono en la cadena principal, y colocamos el radical alquilo en el segundo, luego en el tercer átomo de carbono, obteniendo 2 metilpenteno-2, 3 metilpenteno-2.
De manera similar, continuamos componiendo y nombrando isómeros. Las estructuras consideradas representan dos tipos de isomería: esqueleto de carbono, múltiples posiciones de enlace. No es necesario indicar todos los átomos de hidrógeno por separado, se pueden utilizar variantes de fórmulas estructurales abreviadas, sumando el número de hidrógeno por cada átomo de carbono, indicando sus índices correspondientes.
Dado que los alquenos y los cicloalcanos tienen una fórmula general similar, este hecho debe tenerse en cuenta al compilar estructuras de isómeros. Primero puede dibujar la estructura de un ciclohexano cerrado, luego observar los posibles isómeros de la cadena lateral, obtener metilciclopentano, dimetilciclobutano, etc.
Estructuras de línea
Las fórmulas estructurales de los ácidos son representantes típicos edificio parecido. Se supone que cada átomo individual se indica al crear sus fórmulas gráficas, indicando el número de valencias entre átomos mediante guiones.
Conclusión
De acuerdo con fórmulas estructurales preparadas, es posible determinar la valencia de cada elemento que forma parte de la sustancia, para sugerir las posibles propiedades químicas de la molécula.
Después de que se desarrolló la teoría de Butlerov sobre la estructura de las sustancias orgánicas, fue posible explicar la diferencia de propiedades entre sustancias que tienen la misma composición cualitativa y cuantitativa por el fenómeno de la isomería. Usando la definición de valencia, sistema periódico elementos de Mendeleev, cualquier materia orgánica e inorgánica se puede representar gráficamente. En química orgánica, las fórmulas estructurales se compilan para comprender el algoritmo de las transformaciones químicas y explicar su esencia.
Tarea.
Las fórmulas orgánicas complejas son bastante laboriosas para dibujarlas con los métodos habituales de WORD. Para resolver este problema, se han creado editores químicos especiales. Se diferencian en la especialización y sus capacidades, en el grado de complejidad de la interfaz y el trabajo en ellas, etc. En esta lección, debemos familiarizarnos con el trabajo de uno de estos editores preparando un archivo de documento con las fórmulas necesarias.Características generales del editor ChemSketh
Redactor químico ChemSketch del paquete de software ACD/Labs de la empresa canadiense "Advanced Chemistry Development" según funcionalidad no es inferior al editor ChemDraw e incluso lo supera en algunos aspectos. A diferencia de ChemDraw (tamaño de memoria de 60 megabytes), ChemSketch ocupa solo unos 20 megabytes de espacio en disco. También es importante que los documentos creados con ChemSketch ocupen una pequeña cantidad, solo unos pocos kilobytes. Este editor químico está más enfocado a trabajar con fórmulas orgánicas de un nivel medio de complejidad (hay una gran biblioteca de fórmulas listas para usar), pero también es conveniente crear fórmulas químicas de sustancias inorgánicas en él. Se puede utilizar para optimizar moléculas en el espacio 3D, calcular distancias y ángulos de enlace entre átomos en una estructura molecular y mucho más.
Recopilación de los nombres de los compuestos orgánicos según la fórmula estructural.
Hagamos lo contrario. Componer el nombre de un compuesto orgánico según su fórmula estructural. (Lea las reglas para nombrar compuestos orgánicos. Escriba el nombre del compuesto orgánico de acuerdo con la fórmula estructural).
4. Variedad de compuestos orgánicos.
Cada día, el número de sustancias orgánicas extraídas y descritas por los químicos aumenta en casi mil. Ahora se conocen unos 20 millones (los compuestos inorgánicos existen diez veces menos).
La razón de la diversidad de compuestos orgánicos es la singularidad de los átomos de carbono, a saber:
- valencia suficientemente alta - 4;
Capacidad para crear enlaces covalentes simples, dobles y triples;
La capacidad de combinarse entre sí;
La posibilidad de formar cadenas lineales, ramificadas, así como cerradas, que se denominan ciclos.
Entre las sustancias orgánicas, los mayores compuestos de Carbono con Hidrógeno; se llaman hidrocarburos. Este nombre proviene de los antiguos nombres de los elementos: "carbono" e "hidrógeno".
clasificación moderna compuestos orgánicos se basa en la teoría de la estructura química. La clasificación se basa en las características estructurales de la cadena carbonada de los hidrocarburos, ya que son de composición simple y en la mayoría de las sustancias orgánicas conocidas, los radicales hidrocarbonados constituyen la parte principal de la molécula.
5. Clasificación de los hidrocarburos saturados.
Los compuestos orgánicos se pueden clasificar:
1) según la estructura de su cuadro de carbono. Esta clasificación se basa en cuatro clases principales de compuestos orgánicos (compuestos alifáticos, compuestos alicíclicos, compuestos aromáticos y compuestos heterocíclicos);
2) por grupos funcionales.
Acíclico ( los compuestos no cíclicos, de cadena) también se denominan grasos o alifáticos. Estos nombres se deben a que uno de los primeros compuestos de este tipo bien estudiados fueron las grasas naturales.
Entre la variedad de compuestos orgánicos, se pueden distinguir grupos de sustancias que son similares en sus propiedades y se diferencian entre sí por un grupo: CH 2.
Ø Los compuestos que son similares en propiedades químicas y cuya composición difiere entre sí por un grupo: CH 2 se denominan homólogos.
Ø Los homólogos, dispuestos en orden ascendente de su peso molecular relativo, forman series homólogas.
Ø Grupo - CH2 2, llamado diferencia homológica.
Un ejemplo de una serie homóloga sería una serie de hidrocarburos saturados (alcanos). Su representante más simple es el metano CH 4. El final - es característica de los nombres de los hidrocarburos saturados. Luego vienen el etano C 2 H 6, el propano CzH 8, el butano C 4 H 10. A partir del quinto hidrocarburo, el nombre se forma a partir del número griego que indica el número de átomos de carbono en la molécula y la terminación -es. Estos son C 5 H 12 pentano, C 6 H 14 hexano, C 7 H 16 heptano, C 8 H 18 octano, SdH 20 nonano, C 10 H 22 decano, etc.
La fórmula de cualquier siguiente homólogo se puede obtener sumando la diferencia homóloga a la fórmula del hidrocarburo anterior.
cuatro Conexión S-N, por ejemplo, en el metano, son equivalentes y se colocan simétricamente (tetraédricamente) en un ángulo de 109 0 28 entre sí. Esto se debe a que un orbital 2s y tres orbitales 2p se combinan para formar cuatro orbitales nuevos (idénticos) capaces de formar enlaces más fuertes. Estos orbitales están dirigidos a los vértices del tetraedro, tal disposición cuando los orbitales están lo más separados posible entre sí. Tales nuevos orbitales se llaman sp 3
- orbitales atómicos hibridados.
La nomenclatura más conveniente, que permite nombrar cualquier compuesto, essistemáticamenteNomenclatura de compuestos orgánicos.
En la mayoría de los casos, los nombres sistemáticos se basan en el principio de sustitución, es decir, cualquier compuesto se considera un hidrocarburo no ramificado, acíclico o cíclico, en cuya molécula uno o más átomos de hidrógeno son reemplazados por otros átomos y grupos, incluidos los residuos de hidrocarburos. . Con el desarrollo de la química orgánica, la nomenclatura sistemática se mejora y complementa constantemente, esto es supervisado por la comisión de nomenclatura de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).
Nomenclatura de alcanos y sus nombres derivados ya se han dado los primeros diez miembros de la serie de hidrocarburos saturados. Para enfatizar que el alcano tenía una cadena de carbono no ramificada, la palabra normal (n-) a menudo se agrega al nombre, por ejemplo:
Cuando un átomo de hidrógeno se separa de una molécula de alcano, se forman partículas monovalentes, que se denominan radicales hidrocarbonados(abreviado r.
Los nombres de los radicales monovalentes provienen de los nombres de los hidrocarburos correspondientes con el reemplazo de la terminación - es sobre el -il (-il). Aquí están los ejemplos relevantes:
control del conocimiento:
1. ¿Qué está estudiando? química Orgánica?
2. ¿Cómo distinguir las sustancias orgánicas de las inorgánicas?
3. ¿Es el elemento responsable de los compuestos orgánicos?
4. Tipos de retirada de reacciones orgánicas.
5. Escribe los isómeros del butano.
6. ¿Qué compuestos se llaman saturados?
7. ¿Qué nomenclatura conoces? ¿Cuál es su esencia?
8. ¿Qué son los isómeros? Dar ejemplos.
9. ¿Qué es una fórmula estructural?
10. Escriba el sexto representante de los alcanos.
11. ¿Cómo se clasifican los compuestos orgánicos?
12. ¿Qué métodos de desconexión conoces?
13. Retiro de tipos de reacciones orgánicas.
TAREA
Ejercicio: L1. Páginas 4-6 L1. P. 8-12, recuento de las notas de la conferencia No. 8.
Conferencia número 9.
Asunto: Alcanos: series homólogas, isomería y nomenclatura de alcanos. Propiedades químicas alcanos (por ejemplo, metano y etano): combustión, sustitución, descomposición y deshidrogenación. Aplicación de alcanos en base a propiedades.
alcanos, serie homóloga de alcanos, craqueo, homólogos, diferencia homóloga, estructura de los alcanos: tipo de hibridación – sp 3 .
plan de estudio del tema
1. Hidrocarburos saturados: composición, estructura, nomenclatura.
2. Tipos de reacciones químicas características de los compuestos orgánicos.
3.Propiedades físicas(sobre el ejemplo del metano).
4. Obtención de hidrocarburos saturados.
5. Propiedades químicas.
6. Aplicación de alcanos.
1. Hidrocarburos saturados: composición, estructura, nomenclatura.
hidrocarburos- los compuestos orgánicos más simples, que consisten en dos elementos: carbono e hidrógeno.
Alcanos o hidrocarburos saturados (nombre internacional), se denominan hidrocarburos, en cuyas moléculas los átomos de carbono están conectados entre sí por enlaces simples (ordinarios), y las valencias de los átomos de carbono que no participan en su combinación mutua forman enlaces con átomos de hidrógeno.
Los alcanos forman una serie homóloga de compuestos que cumplen la fórmula general CnH2n+2,
donde: PAG
es el número de átomos de carbono.
En las moléculas de hidrocarburos saturados, los átomos de carbono están unidos por un enlace simple (único) y las valencias restantes están saturadas con átomos de hidrógeno. Los alcanos también se llaman parafinas
Para el nombre de hidrocarburos saturados, se utilizan principalmente sistemático y racional nomenclatura.
Reglas de nomenclatura sistemática.
El nombre general (genérico) de los hidrocarburos saturados es alcanos. Los nombres de los primeros cuatro miembros de la serie homóloga del metano son triviales: metano, etano, propano, butano. A partir del quinto nombre, se forman a partir de números griegos con la adición del sufijo -an (esto enfatiza la similitud de todos los hidrocarburos saturados con el antepasado de esta serie: el metano). Para los hidrocarburos de isoestructura más simples, se conservan sus nombres no sistemáticos: isobutano, isopentano, neopentad.
Por nomenclatura racional Los alcanos se consideran derivados del hidrocarburo más simple: el metano, en cuya molécula uno o más átomos de hidrógeno se reemplazan por radicales. Estos sustituyentes (radicales) se nombran en orden de antigüedad (de menos complejo a más complejo). Si estos sustituyentes son iguales, indique su número. La base del nombre incluye la palabra "metano":
Tienen su propia nomenclatura. radicales(radicales de hidrocarburo). Los radicales monovalentes se llaman alquilos
y se denota por la letra R o Alk.
A ellos formula general
C norte H 2n+ 1 .
Los nombres de los radicales se forman a partir de los nombres de los hidrocarburos correspondientes reemplazando el sufijo -es sufijo -limo(metano - metilo, etano - etilo, propano - propilo, etc.).
Los radicales divalentes se nombran cambiando el sufijo -es sobre el -ilideno (excepción - radical metileno \u003d\u003d CH 2).
Los radicales trivalentes tienen el sufijo -ilidina (excepción - radical metino ==CH).
La tabla enumera los nombres de los primeros cinco hidrocarburos, sus radicales, posibles isómeros y sus correspondientes fórmulas.
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2.Tipos de reacciones químicas propias de los compuestos orgánicos
1) Reacciones de oxidación (combustión):
Tales reacciones son características de todos los representantes de la serie homóloga 2) Reacciones de sustitución:
Tales reacciones son típicas para alcanos, arenos (bajo ciertas condiciones), así como posibles representantes de otras series homólogas.
3) Reacciones de eliminación: Tales reacciones son posibles para alcanos, alquenos.
4) Reacciones de adición:
Tales reacciones son posibles para alquenos, alquinos y arenos.
La materia orgánica más simple. metano- tiene la fórmula molecular CH 4 . Fórmula estructural del metano:
Fórmula electrónica del metano:
La molécula de metano tiene la forma de un tetraedro.: en el centro - un átomo de carbono, en los vértices - átomos de hidrógeno, los compuestos se dirigen a los vértices del tetraedro en ángulo.
3. Propiedades físicas del metano . Gas incoloro e inodoro, más ligero que el aire, poco soluble en agua. En la naturaleza, el metano se forma cuando los residuos vegetales se pudren en ausencia de aire.
El metano es el principal parte integral gas natural.
Los alcanos son prácticamente insolubles en agua, porque sus moléculas son poco polares y no interactúan con las moléculas de agua, pero se disuelven bien en disolventes orgánicos no polares, como el benceno, el tetracloruro de carbono. Los alcanos líquidos se mezclan fácilmente entre sí.
4.Obtención de metano.
1) Con acetato de sodio:
2) Síntesis a partir de carbono e hidrógeno (400-500 y Alta presión sanguínea):
3) con carburo de aluminio (laboratorio):
4) Hidrogenación (adición de hidrógeno) de hidrocarburos insaturados:
5) Reacción de Wurtz, que sirve para aumentar la cadena carbonada: 
5. Propiedades químicas del metano:
1) No entrar en reacciones de adición.
2) Quemar:
3) Se descomponen cuando se calientan:
4) Reaccionar halogenación
(reacciones de sustitución):
5) Cuando se calienta y bajo la acción de catalizadores, agrietamiento- ruptura hemolítica lazos CC. En este caso se forman alcanos y alcanos inferiores, por ejemplo:
6) Cuando el metano y el etileno se deshidrogenan, se forma acetileno:
7) Combustión: - con suficiente oxígeno, un dióxido de carbono y agua:
- formado en ausencia de oxígeno monóxido de carbono y agua:
- o carbón y agua:
Una mezcla de metano y aire es explosiva.
8) Descomposición térmica sin acceso de oxígeno a carbono e hidrógeno:
6.Aplicación de alcanos:
Metano en grandes cantidades consumido como combustible. De ella se obtienen hidrógeno, acetileno y hollín. Se utiliza en síntesis orgánica, en particular, para la producción de formaldehído, metanol, ácido fórmico y otros productos sintéticos.
En condiciones normales, los primeros cuatro miembros de la serie homóloga de alcanos son gases.
Los alcanos normales desde el pentano hasta el heptadecano son líquidos, desde arriba son sólidos. A medida que aumenta el número de átomos en la cadena, es decir, con un aumento en el peso molecular relativo, aumentan los puntos de ebullición y fusión de los alcanos.
Los miembros inferiores de la serie homóloga se utilizan para obtener los compuestos insaturados correspondientes mediante la reacción de deshidrogenación. Una mezcla de propano y butano se utiliza como combustible doméstico. Los miembros intermedios de la serie homóloga se utilizan como disolventes y combustibles para motores.
De gran importancia industrial es la oxidación de hidrocarburos saturados superiores: parafinas con un número de átomos de carbono de 20-25. De esta forma se obtienen ácidos grasos sintéticos a partir de varias longitudes cadenas que se utilizan para la producción de jabones, varios detergentes, lubricantes, barnices y esmaltes.
Los hidrocarburos líquidos se utilizan como combustible (forman parte de la gasolina y el queroseno). Los alcanos son ampliamente utilizados en síntesis orgánica.
control del conocimiento:
1. ¿Qué compuestos se llaman saturados?
2. ¿Qué nomenclatura conoces? ¿Cuál es su esencia?
3. ¿Qué son los isómeros? Dar ejemplos.
4. ¿Qué es una fórmula estructural?
5. Escriba el sexto representante de los alcanos.
6. Qué es una serie homóloga y una diferencia homóloga.
7. Nombre las reglas que se utilizan al nombrar las conexiones.
8. Determine la fórmula de la parafina, 5,6 g de los cuales (n.a.) tienen una masa de 11 g.
TAREA:
Ejercicio: L1. Página 25-34, recuento de las notas de la conferencia #9.
Conferencia número 10.
Tema: Alquenos. Etileno, su preparación (por deshidrogenación de etano y deshidratación de etanol). Propiedades químicas del etileno: combustión, reacciones cualitativas ( decoloración de agua de bromo y solución de permanganato de potasio), hidratación, polimerización. Polietileno , sus propiedades y aplicaciones. Aplicación de etileno basado en propiedades.
alquinos. Acetileno, su producción por pirólisis de metano y método de carburo. Propiedades químicas del acetileno: combustión, decoloración del agua de bromo, adición de cloruro de hidrógeno e hidratación. Aplicación de las propiedades del acetileno. Reacción polimerización del cloruro de vinilo. Cloruro de polivinilo y su aplicación.
Conceptos básicos y términos sobre el tema: alquenos y alquinos, series homólogas, craqueo, homólogos, diferencia homóloga, estructura de alquenos y alquinos: tipo de hibridación.
plan de estudio del tema
(lista de preguntas a estudiar):
1Hidrocarburos insaturados: composición.
2. Propiedades físicas del etileno y acetileno.
3. Estructura.
4. Isomería de alquenos y alquinos.
5. Obtención de hidrocarburos insaturados.
6. Propiedades químicas.
1.Hidrocarburos insaturados: composición:
Hidrocarburos con la fórmula general CnH 2 n y CnH 2 n -2, en las moléculas en las que existe un doble enlace o un triple enlace entre los átomos de carbono se denominan insaturadas. Los hidrocarburos con doble enlace pertenecen a la serie insaturada del etileno (llamada hidrocarburos de etileno o alquenos), con una serie triple de acetileno.
2.Propiedades físicas del etileno y acetileno:
El etileno y el acetileno son gases incoloros. Son poco solubles en agua, pero bien en gasolina, éter y otros disolventes no polares. El punto de ebullición es mayor cuanto más masa molecular. En comparación con los alcanos, los alquinos tienen puntos de ebullición más altos. La densidad de los alquinos es menor que la densidad del agua.
3.La estructura de los hidrocarburos insaturados:
Representemos estructuralmente la estructura de las moléculas de etileno y acetileno. Si el carbono se considera tetravalente, entonces según la fórmula molecular del etileno, no todas sus valencias están en demanda, y el acetileno tiene cuatro enlaces que son superfluos. vamos a retratar fórmulas estructurales estas moléculas:
Un átomo de carbono gasta dos electrones para formar un doble enlace y tres electrones para formar un triple enlace. En la fórmula, esto se indica como dos o tres puntos. Cada guión es un par de electrones.
fórmula electrónica.
Se ha demostrado experimentalmente que en una molécula con un doble enlace, uno de ellos se rompe con relativa facilidad, respectivamente, con un triple enlace, dos enlaces se rompen fácilmente. Podemos demostrar esto experimentalmente.
Demostración de experiencia:
1. Calentamos la mezcla de alcohol con H 2 SO 4 en un tubo de ensayo con arena. Pasamos el gas a través de una solución de KMnO 4, luego le prendemos fuego.
La decoloración de la solución ocurre debido a la adición de átomos en el sitio de ruptura de enlaces múltiples.
3CH 2 \u003d CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 2MnO 2 + 3C 2 H 4 (OH) 2 + 2KOH
Los electrones que forman enlaces múltiples, al momento de la interacción con el KMnO 4, son desapareados, se forman electrones desapareados, que fácilmente entran en relación con otros átomos con electrones desapareados.
El etileno y el acetileno son los primeros series homólogas alquenos y alquinos.
Eten. En una superficie horizontal plana, que muestra el plano de nubes híbridas superpuestas (enlaces σ), hay 5 enlaces σ. Las nubes P no son híbridas, forman un enlace π.
Etín. Esta molécula tiene dos π -enlaces que se encuentran en un plano perpendicular al plano σ-enlaces y mutuamente perpendiculares entre si. Los enlaces π son frágiles porque tener una pequeña área de superposición.
4.Isomería de alquenos y alquinos.
En hidrocarburos no saturados, excepto isomería sobre esqueleto de carbono aparece el nuevo tipo isomería - isomería de enlaces múltiples. Las posiciones de enlaces múltiples se indican mediante un número al final del nombre del hidrocarburo.
Por ejemplo:
buteno-1;
butino-2.
Contar átomos de carbono en el otro lado a la que el enlace múltiple está más cerca.
Por ejemplo:
4-metilpenteno-1
Para alquenos y alquinos, la isomería depende de la posición del enlace múltiple y la estructura de la cadena de carbono. Por lo tanto, en el nombre, la posición de las cadenas laterales y la posición del enlace múltiple deben indicarse con un número.
isomería de enlace múltiple: CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3
buteno-1 buteno-2
Los hidrocarburos insaturados se caracterizan por su estereoisomerismo espacial. Se llama isomería cis-trans.
Piensa en cuál de estos compuestos puede tener un isómero.
El cistransisomerismo ocurre solo si cada átomo de carbono en un enlace múltiple está conectado a diferentes átomos o grupos de átomos. Por lo tanto, en la molécula de cloreteno (1), no importa cómo giremos el átomo de cloro, la molécula será la misma. Otra cosa es en la molécula de dicloroeteno (2), donde la posición de los átomos de cloro con respecto al enlace múltiple puede ser diferente.
Las propiedades físicas de un hidrocarburo dependen no solo de la composición cuantitativa de la molécula, sino también de su estructura.
Entonces, el cisisómero 2 - buteno tiene un punto de fusión de 138ºС, y su isómero trans - 105.5ºС.
eteno y etino: los métodos industriales para su producción están asociados a la deshidrogenación de hidrocarburos saturados.
5.Obtención de hidrocarburos insaturados:
1. Craqueo de productos derivados del petróleo . En el proceso de craqueo térmico de hidrocarburos saturados, junto con la formación de alcanos, se produce la formación de alquenos.
2.Deshidrogenación hidrocarburos saturados. Cuando los alcanos pasan sobre el catalizador a alta temperatura(400-600 °C) se separa una molécula de hidrógeno y se forma un alqueno:
3. Deshidratación con pyrts (división del agua). El efecto de los agentes de eliminación de agua (H2804, Al2O3) en alcoholes monohídricos a altas temperaturas conduce a la eliminación de una molécula de agua y la formación de un doble enlace:
Esta reacción se llama deshidratación intramolecular (a diferencia de la deshidratación intermolecular, que conduce a la formación de éteres)
4. Deshidrohalogenación mi(eliminación de halogenuros de hidrógeno).
Cuando un haloalcano reacciona con un álcali en una solución alcohólica, se forma un doble enlace como resultado de la eliminación de una molécula de haluro de hidrógeno. La reacción tiene lugar en presencia de catalizadores (platino o níquel) y cuando se calienta. Según el grado de deshidrogenación se pueden obtener alquenos o alquinos, así como la transición de alquenos a alquinos: 
Tenga en cuenta que esta reacción produce predominantemente buteno-2 en lugar de buteno-1, correspondiente a Regla de Zaitsev: el hidrógeno en las reacciones de descomposición se separa del átomo de carbono, que tiene el menor número de átomos de hidrógeno:
(El hidrógeno se separa de pero no de ).
5. Deshalogenación.
Bajo la acción del zinc sobre un dibromo derivado de un alcano, los átomos de halógeno se separan de los átomos de carbono vecinos y se forma un doble enlace:
6. En la industria, el acetileno se obtiene principalmente descomposición térmica del metano:
6.Propiedades químicas.
Las propiedades químicas de los hidrocarburos insaturados se asocian principalmente con la presencia de enlaces π en la molécula.. El área de nubes superpuestas en este sentido es pequeña, por lo que se rompe fácilmente y los hidrocarburos se saturan con otros átomos. Para los hidrocarburos insaturados, las reacciones de adición son características.
El etileno y sus homólogos se caracterizan por reacciones que rompen uno de los conexiones dobles y la adición de átomos en el punto de ruptura, es decir, la reacción de adición.
1) Combustión (en suficiente oxígeno o aire):
2) Hidrogenación (adición de hidrógeno):
3) Halogenación (adición de halógenos):
4) Hidrohalogenación (adición de haluros de hidrógeno):
Reacción cualitativa a hidrocarburos insaturados:
1) son la decoloración del agua de bromo o 2) solución de permanganato de potasio.
Cuando el agua de bromo interactúa con los hidrocarburos insaturados, se agrega bromo en el lugar donde se rompen los enlaces múltiples y, en consecuencia, desaparece el color debido al bromo disuelto:
regla de Markovnikov
:
El hidrógeno se une al átomo de carbono al que está unido un número grandeátomos de hidrógeno. Esta regla se puede demostrar en las reacciones de hidratación de alquenos asimétricos e hidrohalogenación: 
2-cloropropano
En la interacción de haluros de hidrógeno con alquinos, la adición de una segunda molécula de halógeno se realiza de acuerdo con la regla de Markovnikov:
Los compuestos insaturados se caracterizan por reacciones de polimerización.
Polimerización- esta es una conexión secuencial de moléculas de una sustancia de bajo peso molecular con la formación de una sustancia de alto peso molecular. En este caso, la conexión de las moléculas ocurre en el sitio de ruptura de los dobles enlaces. Por ejemplo, la polimerización del eteno:
El producto de la polimerización se llama polímero y la sustancia inicial que reacciona se llama monómero; Los agrupamientos que se repiten en un polímero se llaman estructural o enlaces elementales; El número de unidades elementales en una macromolécula se llama Grado de polimerización.
El nombre de un polímero se compone del nombre del monómero y el prefijo escuela politécnica-, por ejemplo, polietileno, cloruro de polivinilo, poliestireno. Dependiendo del grado de polimerización de los mismos monómeros, se pueden obtener sustancias con diferentes propiedades. Por ejemplo, el polietileno de cadena corta es un líquido que tiene propiedades lubricantes. El polietileno con una longitud de cadena de 1500-2000 eslabones es un material plástico duro pero flexible que se utiliza para la fabricación de películas, platos, botellas. El polietileno con una longitud de cadena de 5-6 mil eslabones es una sustancia sólida a partir de la cual se pueden preparar productos moldeados y tuberías. En el estado fundido del polietileno, se le puede dar cualquier forma que se conserve después del curado. Tal propiedad se llama termoplasticidad.
control del conocimiento:
1. ¿Qué compuestos se llaman insaturados?
2. Dibuje todos los isómeros posibles para un hidrocarburo con un doble enlace de composición C 6 H 12 y C 6 H 10. Dales nombres. Escribe una ecuación para la reacción de combustión del penteno, pentina.
3. Resuelva el problema: Determine el volumen de acetileno que se puede obtener del carburo de calcio que pesa 100 g, fracción de masa 0,96 si el rendimiento es del 80%?
TAREA:
Ejercicio: L1. Página 43-47,49-53, L1. Página 60-65, recuento de las notas de la conferencia #10.
Conferencia número 11.
Asunto: La unidad de la organización química de los organismos vivos. Composición química organismos vivos. alcoholes. Producción de etanol por fermentación de glucosa e hidratación de etileno. Grupo hidroxilo como funcional. El concepto de enlace de hidrógeno. Propiedades químicas del etanol : combustión, interacción con el sodio, formación de éteres y ésteres, oxidación a aldehído. Aplicación de etanol basado en propiedades. Los efectos nocivos del alcohol en el cuerpo humano. El concepto de límite alcoholes polihídricos . Glicerol como representante de los alcoholes polihídricos. reacción cualitativa para alcoholes polihídricos. Aplicación de glicerina.
aldehídos. Obtención de aldehídos por oxidación de los correspondientes alcoholes. Propiedades químicas de los aldehídos: oxidación al ácido correspondiente y reducción al alcohol correspondiente. El uso de formaldehído y acetaldehído basado en propiedades.
Conceptos y términos básicos
