Вся теория по алканам | Химия ЕГЭ для 10 класса | Умскул

• Татьяна Граева представляет тему алканов для ЕГЭ по химии.  

• Обзор строения, физических и химических свойств, способов получения и названий алканов.  

• Упоминание телеграм-канала с полезной информацией и конспектом занятия.  

• Алканы — предельные углеводороды с одинарными связями между атомами углерода.  

• Пример: метан CH4 и этан C2H6.  

• Общая формула алканов: CnH2n+2.  

• Гомологический ряд алканов: метан CH4, этан C2H6, пропан C3H8 и т.д.  

• Названия алканов: метан, этан, пропан и т.д.  

• Нормальное строение: прямая углеродная цепь без ответвлений.  

• Углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен.  

• Пример построения развернутой и сокращенной структурной формулы пропана.  

• Молекулярная формула пропана: C3H8.  

• Алканы могут иметь ответвления, что меняет их название.  

• Примеры ответвлений: метил CH3, этил C2H5, пропил C3H7, бутил C4H9.  

• Названия заместителей: метил, этил, пропил, бутил.  

• Выбор главной углеродной цепи.  

• Нумерация атомов углерода в главной цепи для наименьшей суммы молокантов.  

• Пример нумерации: 1, 2, 3, 4.  

• Нумеруем атомы углерода так, чтобы цифры, показывающие положение заместителей, были наименьшими.  

• Нумеруем справа налево, начиная с ближайшего ответвления.  

• Перечисляем заместители в алфавитном порядке с учетом номеров атомов углерода.  

• Пример: у второго атома углерода находится ответвление метил.  

• Записываем: 2-метил.  

• Добавляем название главной углеродной цепи: бутан.  

• Выбираем главную углеродную цепь и нумеруем ее.  

• Пример: у второго атома углерода есть ответвление метил, записываем: 2-метил.  

• Добавляем название главной углеродной цепи: пропан.  

• Выбираем главную углеродную цепь и нумеруем ее.  

• Нумеруем с той стороны, к которой ближе ответвления.  

• Пример: у второго, четвертого и пятого атомов углерода есть ответвления метил.  

• Обозначаем число одинаковых заместителей греческими числительными.  

• Пример: три метила.  

• Добавляем название главной углеродной цепи: пентан.  

• Изомерия алканов: изомерия углеродного скелета.  

• Пример: нормальный бутан и изобутан.  

• Изомерия характерна для алканов с четырьмя и более атомами углерода.  

• Алканы содержат только одинарные связи сигма.  

• Углерод в алканах находится в состоянии sp3-гибридизации.  

• Молекула метана имеет объемную форму тетраэдра.  

• Молекулы алканов объемные, имеют форму тетраэдра.  

• Угол между гибридными орбиталями составляет 109 градусов 28 минут.  

• Гомологи метана имеют зигзагообразное строение из-за тетраэдрических фрагментов.  

• Алканы с 1-4 атомами углерода газообразны, без цвета и запаха.  

• Алканы с 5-15 атомами углерода - легколетучие бесцветные жидкости с запахом бензина.  

• Алканы с 16 и более атомами углерода - твердые вещества белого цвета, жирные на ощупь.  

• Алканы с разветвленной цепью кипят при более низких температурах.  

• Это связано с более плотной упаковкой молекул в нормальных алканах.  

• Алканы нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в неполярных органических растворителях.  

• Алканы имеют три группы свойств: реакции замещения, термические превращения и реакции окисления.  

• Реакции замещения включают галогенирование, нитрование и сульфирование.  

• Галогенирование - замещение атомов водорода на атомы галогена, например, хлора или брома.  

• Галогенирование происходит на свету.  

• Пример: метан реагирует с хлором, образуя хлорметан и побочный продукт - хлорводород.  

• Реакция может быть многократной, например, хлорметан можно снова обработать хлором для получения дихлорметана.  

• Хлор может вытеснять водород из дихлорметана, образуя трихлорметан.  

• Трихлорметан при дальнейшей обработке хлором превращается в тетрахлорметан.  

• Эти реакции можно проводить многократно для получения различных галогенметанов.  

• В алканах с длинной цепью замещение происходит в первую очередь у третичного атома углерода.  

• Если третичного атома углерода нет, замещение происходит у вторичного атома углерода.  

• В случае отсутствия вторичного атома углерода, замещение происходит у первичного атома углерода.  

• Реакция Коновалова — это нитрование алканов азотной кислотой.  

• Нитрогруппа NO2 замещает водород в алкане, образуя нитросоединение.  

• Реакция протекает с разбавленной азотной кислотой при нагревании.  

• Сульфирование — это замещение водорода на сульфогруппу SO3H.  

• Сульфогруппа берется из серной кислоты H2SO4.  

• Реакция протекает с концентрированной серной кислотой при нагревании.  

• Термические превращения алканов включают разложение и дегидрирование.  

• Разложение происходит без доступа воздуха, образуя углерод и водород.  

• Дегидрирование — это отщепление водорода от алкана с образованием алкена.  

• Дегидрирование - это реакция отщепления водорода от алканов.  

• Пример: этан при нагревании и добавлении катализатора образует алкен.  

• Катализаторы: оксид хрома, никель, платина.  

• Крекинг - это разрыв связей между атомами углерода в алкане.  

• Пример: бутан при нагревании до 1000°C образует этан и этилен.  

• Крекинг может быть каталитическим и термическим.  

• Изомеризация - это процесс превращения алкана в его изомер.  

• Пример: бутан превращается в изобутан при нагревании и добавлении катализатора.  

• Изомеризация укорачивает углеродную цепь и добавляет ответвление.  

• Конверсия метана - это изменение состава газовой смеси.  

• Примеры: конверсия с водяным паром и с углекислым газом.  

• Образуется смесь угарного газа и водорода - синтез-газ, важный для промышленности.  

• Окисление - это реакция алканов с кислородом.  

• Горение - это полное окисление алканов.  

• Примеры: метан, бутан, титан и другие алканы горят в кислороде.  

• Полное горение алканов происходит при избытке кислорода, образуя углекислый газ и воду.  

• Неполное горение происходит при недостатке кислорода, образуя угарный газ, воду или сажу.  

• Большинство алканов горят коптящим пламенем, метан - синим.  

• Каталитическое окисление происходит с добавлением катализатора.  

• Окисление метана может привести к образованию метанола, метаналя или муравьиной кислоты.  

• Окисление бутана приводит к образованию уксусной кислоты.  

• Алканы не окисляются растворами перманганата калия и дихромата калия.  

• Эти окислители ориентированы на двойные и тройные связи, а не на одинарные.  

• Метан можно синтезировать из углерода и водорода в жестких условиях.  

• Метан также можно получить гидролизом карбида алюминия.  

• Карбид алюминия используется для получения метана, а карбид кальция - для получения ацетилена.  

• Метан можно получить восстановлением оксидов углерода водородом.  

• Взаимодействие угарного газа с водородом при нагревании приводит к образованию метана и воды.  

• Восстановление оксида углерода водородом также возможно, но менее популярно.  

• Сплавление солей карбоновых кислот с твердыми щелочами.  

• Карбоновые кислоты содержат углеродный скелет и карбоксильную группу.  

• При сплавлении отщепляется карбоксильная группа и металл, образуя алкан.  

• Пример с ацетатом натрия и щелочью натрия.  

• Отщепление карбоксильной группы и металла, образование метана.  

• Чем длиннее соль карбоновой кислоты, тем длиннее получаемый алкан.  

• Взаимодействие галоген-алканов с натрием.  

• Галоген-алканы содержат один атом галогена.  

• При реакции с натрием образуется более длинный алкан.  

• Пример с хлорметаном и натрием.  

• Отщепление галогена и сшивание компонентов.  

• Образование бутана при реакции с бромэтаном.  

• Присоединение водорода к алкенам и алкинам.  

• Разрыв связей и образование свободных атомов углерода.  

• Присоединение атомов водорода для получения алканов.  

• Электролиз водного раствора соли карбоновой кислоты.  

• Образование углекислого газа, этана, воды и водорода.  

• Продукты реакции: углекислый газ, этан, вода и водород.  

• В реакции электролиза солей карбоновых кислот углеводородный радикал уходит, а углеродный скелет увеличивается вдвое.  

• Образуется водород и алкан.  

• Пример: соль карбоновой кислоты удваивает радикал, образуя бутан.  

• Природный газ состоит в основном из метана 75-98%.  

• Попутный нефтяной газ содержит метан, этан, пропан, бутан и другие углеводороды.  

• Нефть также является природным источником углеводородов, включая алканы.  

• Метан используется для получения резины, сажи, типографской краски, синтетического бензина, водорода, аммиака и азотных удобрений.  

• Синтез-газ, полученный из метана, используется для химического производства.  

• Метан применяется в качестве топлива и для производства хладагентов.  

• Запись на годовой курс подготовки с практикой, обратной связью и образовательной лицензией.  

• Два уровня подготовки: с нуля и продвинутый.  

• Скидки на годовой курс и отзывы учеников.  

• Более 4500 учеников прошли курс, что помогло им успешно сдавать ЕГЭ по химии.  

• Курс позволяет подготовиться к сложным темам и задачам второй части ЕГЭ.  

• Призыв к записи на курс и благодарность за внимание.