Что такое алканы?
Углеводороды состоят только из углерода и водорода. Если их атомы соединены только одинарными связями, это алканы, или предельные углеводороды.
Углерод образует 4 связи, водород — 1. В неразветвлённой цепи у двух крайних атомов углерода по 3 атома водорода, а у каждого среднего — по 2. Поэтому алкан с n атомами углерода содержит 2n + 2 атома водорода: общая формула CₙH₂ₙ₊₂.
| Число C | Название | Формула | Температура кипения, °C | Состояние при 25°C |
|---|---|---|---|---|
| 1 | метан | CH4 | −161.5 | газ |
| 2 | этан | C2H6 | −88.6 | газ |
| 3 | пропан | C3H8 | −42.1 | газ |
| 4 | бутан | C4H10 | −0.5 | газ |
| 5 | пентан | C5H12 | 36.1 | жидкость |
| 6 | гексан | C6H14 | 68.7 | жидкость |
Первая часть названия показывает число атомов углерода: мет-, эт-, проп-, бут-, пент-, гекс-. Суффикс -ан означает, что вещество предельное. Соседние члены отличаются на одну группу CH2, поэтому их ряд называют гомологическим. С удлинением цепи температура кипения растёт.
Удлини цепь в приложении Nalukh chem
Этот симулятор входит в полный доступ. Скачивание бесплатно, без регистрации открыты 2 раздела и 5 симуляторов.
Как пользоваться симулятором?
Когда симулятор открывается, на экране метан.
- Нажми кнопку плюс внизу, и добавится один атом углерода, а цепь удлинится. Кнопка минус убирает один атом.
- Между кнопками показано число атомов углерода, а в верхней строке — название и формула алкана.
- На рисунке тёмный шарик — это углерод, светлый шарик — водород, линия — связь.
- Самая длинная цепь — Гексан с 6 атомами углерода. Дальше кнопка плюс не работает.
Задания для симулятора
- Дойди до Бутан и посчитай атомы водорода на рисунке. Ответ: 10. На двух концах 3 + 3, в середине 2 + 2.
- Сравни формулы Пропан и Бутан. Что добавляется, когда цепь удлиняется на один атом углерода? Ответ: 1 атом углерода и 2 атома водорода.
- Симулятор останавливается на 6, поэтому рассчитай в тетради формулу алкана с 7 атомами углерода. Ответ: C7H16, гептан.
- Посчитай на рисунке связи каждого атома углерода. Ответ: всегда 4.
Неразветвлённая цепь и изомеры
Симулятор показывает только неразветвлённые цепи. Начиная с бутана, одной формуле соответствует несколько строений: у C4H10 2 изомера, у C5H12 3, у C6H14 5. Симулятор рисует цепь зигзагом. В настоящей молекуле связи углерода тоже образуют между собой угол около 109.5°, поэтому цепь не прямая линия.
Метан — главный компонент природного газа, бутан — газ для зажигалок. При горении алканов образуются углекислый газ и вода. Реакции горения повтори в статье о расстановке коэффициентов.
