Строение алканов — урок. Химия, 9 класс.

2. Строение алканов

Теория

Насыщенные углеводороды — соединения углерода с водородом, в молекулах которых все связи одинарные.

Такие углеводороды содержат максимально возможное число атомов водорода, поэтому их ещё называют предельными. Международное название насыщенных углеводородов — алканы.

Наиболее простое строение среди алканов имеет метан. Его формула —

C H_{4}

. Структурная формула метана:

Если от молекулы метана отнять один атом водорода, то образуется радикал метил

— C H_{3}

Этан имеет состав

C_{2} H_{6}

и строение

C H_{3} — C H_{3}

. Его структурную формулу можно изобразить следующим образом:

Этану соответствует радикал этил

{— C}_{2} H_{5}

Пропан:

C_{3} H_{8}

C H_{3} — C H_{2} — C H_{3}

Из молекулы пропана образуется радикал пропил

{— C}_{3} H_{7}

Бутан:

C_{4} H_{10}

C H_{3} — C H_{2} — C H_{2} — C H_{3}

Радикал бутил

{— C}_{4} H_{9}

Соседние углеводороды отличаются друг от друга на группу атомов

— C H_{2} —

, называемую гомологической разностью.

Такие вещества являются гомологами, а ряд гомологов — гомологическим рядом.

Для алканов состав любого члена гомологического ряда можно вывести из общей формулы

C_{n} H_{2 n + 2}

, где \(n\) — число атомов углерода в молекуле.

Составим формулы следующих гомологов метана и радикалов, которые они образуют:

C_{5} H_{12}

пентан

C_{5} H_{11} -

пентил (амил)

C_{6} H_{14}

гексан

C_{6} H_{13} -

гексил

C_{7} H_{16}

гептан

C_{7} H_{15} -

гептил

C_{8} H_{18}

октан

C_{8} H_{17} -

октил

C_{9} H_{20}

нонан

C_{9} H_{19} -

нонил

C_{10} H_{22}

декан

C_{10} H_{21} -

децил

Структурные формулы показывают порядок соединения атомов, но не совсем правильно отражают строение молекул алканов. Молекулы алканов объёмные.

Установлено, что молекула метана имеет тетраэдрическое строение: атом углерода находится в центре тетраэдра, а атомы водорода — в вершинах тетраэдра.

Углы между всеми связями одинаковые и равны \(109°\).


Рис. \(1\). Молекула метана	Рис. \(2\). Модель молекулы

В молекулах гомологов метана все связи тоже располагаются под углом \(109°\), поэтому атомы углерода располагаются зигзагообразно.

Рис. \(3\). Модель молекулы пентана

В молекулах алканов, начиная с бутана, атомы углерода могут образовывать боковые ответвления. Один и тот же состав может иметь не одно вещество, а несколько. Такие вещества — изомеры.

C H_{3} — C H_{2} — C H_{2} — C H_{3}

Бутан

\(2\)-метилпропан

Для составления названий изомеров используются специальные правила — международная номенклатура.

Цифра в начале названия показывает, у какого по счёту атома углерода находится боковой радикал, затем записывают название радикала, а потом — название цепи.

Источники:

Рис. 1. Молекула метана

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4b/Methane-3D-space-filling.svg/1024px-Methane-3D-space-filling.svg.png

Рис. 2. Модель молекулы метана

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/92/Methane-2D-stereo.svg/1024px-Methane-2D-stereo.svg.png

Рис. 3. Модель молекулы пентана

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5f/Pentane-3D-space-filling.png

Предыдущая теория

Вернуться в тему

Следующая теория