Chương 5 Hiđrocabon no Bài 25 Ankan I Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp 1 Dãy đồng đẳng ankan Metan (CH4) và các chất tiếp theo có công thức phân tử C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, lập thành dãy đồng đẳng ank[.]
Chương 5: Hiđrocabon no Bài 25: Ankan I Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp Dãy đồng đẳng ankan - Metan (CH4) chất có cơng thức phân tử C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, lập thành dãy đồng đẳng ankan (hay parafin) có cơng thức chung CnH2n+2 (n ≥ 1) - Trong phân tử ankan có liên kết đơn C - C, C - H Các nguyên tử cacbon phân tử ankan (trừ C2H6) không nằm đường thẳng Hình 1: Mơ hình phân tử propan, butan isobutan Đồng phân - Từ C4H10 trở đi, ứng với công thức phân tử có cơng thức cấu tạo mạch cacbon khơng phân nhánh mạch cacbon phân nhánh đồng phân mạch cacbon Thí dụ: Ứng với cơng thức phân tử C5H12 có đồng phân cấu tạo sau: Danh pháp - Một số ankan mạch cacbon không phân nhánh giới thiệu bảng sau: Bảng 1: Tên vài số vật lí số ankan mạch không nhánh tên gốc ankyl tương ứng - Các ankan có mạch nhánh gọi tên theo danh pháp thay sau: + Chọn mạch cacbon dài có nhiều nhánh làm mạch + Đánh số thứ tự nguyên tử cacbon mạch từ phía gần nhánh + Gọi tên mạch nhánh (nhóm ankyl) theo thứ tự vần chữ với số vị trí nó, tên ankan tương ứng với mạch (xem bảng trên) Thí dụ: - Một số chất có tên thơng thường, thí dụ: isopentan, neopentan, - Bậc nguyên tử C phân tử hiđrocacbon no tính số liên kết với nguyên tử cacbon khác Thí dụ: Trong phân tử 2-metylbutan, bậc nguyên tử số III; bậc nguyên tử C số II;… II Tính chất vật lí - Ở điều kiện thường, bốn ankan đầu dãy đồng đẳng (từ CH4 đến C4H10) chất khí, ankan chất lỏng, từ khoảng C18H38 trở chất rắn - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi khối lượng riêng ankan tăng theo chiều tăng phân tử khối - Tất ankan nhẹ nước không tan nước, tan nhiều dung môi hữu III Tính chất hóa học - Ở nhiệt độ thường, ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm chất oxi hóa dung dịch KMnO4 (thuốc tím) - Khi chiếu sáng đun nóng, ankan dễ dàng tham gia phản ứng thế, phản ứng tách hiđro phản ứng cháy Phản ứng halogen - Clo thay nguyên tử H phân tử metan Phương trình hóa học: as → CH3Cl + HCl CH4 + Cl2 ⎯⎯ as → CH2Cl2 + HCl CH3Cl + Cl2 ⎯⎯ as → CHCl3 + HCl CH2Cl2 + Cl2 ⎯⎯ as → CCl4 + HCl CHCl3 + Cl2 ⎯⎯ Hình 1: Clo hóa metan - Các đồng đẳng metan tham gia phản ứng tương tự metan Nhận xét: - Nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc cao dễ bị nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc thấp Phản ứng tách - Dưới tác dụng nhiệt chất xúc tác thích hợp, ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hiđrocacbon khơng no tương ứng Thí dụ: 500 C, xt → CH2 = CH2 + H2 CH3 – CH3 ⎯⎯⎯⎯ - Ở nhiệt độ cao chất xúc tác thích hợp, ngồi việc bị tách hiđro, ankan cịn bị phân cắt mạch cacbon tạo thành phân tử nhỏ Thí dụ: o C2 H + CH t o , xt CH3 – CH2 – CH3 ⎯⎯⎯ → C3 H + H Phản ứng oxi hóa - Khi bị đốt, ankan cháy, tỏa nhiều nhiệt 3n + to → nCO2 + (n + 1)H2O CnH2n + + O2 ⎯⎯ IV Điều chế Trong phịng thí nghiệm - Metan điều chế cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi xút: CaO, t → CH4↑ + Na2CO3 CH3COONa + NaOH ⎯⎯⎯ o Hình 2: Điều chế metan phịng thí nghiệm Trong cơng nghiệp - Các ankan thành phần dầu mỏ, khí thiên nhiên khí mỏ dầu - Từ dầu mỏ, phương pháp chưng cất phân đoạn, ta thu ankan phân đoạn khác - Từ khí thiên nhiên khí mỏ dầu thu ankan CH4, C2H6, C3H8, C4H10 V Ứng dụng ankan - Các ankan dùng làm nhiên liệu, ngun liệu cho cơng nghiệp Hình 3: Một số ứng dụng ankan ... nóng, ankan dễ dàng tham gia phản ứng thế, phản ứng tách hiđro phản ứng cháy Phản ứng halogen - Clo thay nguyên tử H phân tử metan Phương trình hóa học: as → CH3Cl + HCl CH4 + Cl2 ⎯⎯ as → CH2Cl2 +. .. as → CH3Cl + HCl CH4 + Cl2 ⎯⎯ as → CH2Cl2 + HCl CH3Cl + Cl2 ⎯⎯ as → CHCl3 + HCl CH2Cl2 + Cl2 ⎯⎯ as → CCl4 + HCl CHCl3 + Cl2 ⎯⎯ Hình 1: Clo hóa metan - Các đồng đẳng metan tham gia phản ứng tương... hiđro, ankan cịn bị phân cắt mạch cacbon tạo thành phân tử nhỏ Thí dụ: o C2 H + CH t o , xt CH3 – CH2 – CH3 ⎯⎯⎯ → C3 H + H Phản ứng oxi hóa - Khi bị đốt, ankan cháy, tỏa nhiều nhiệt 3n + to