Все про алканы [4] | Органика с НУЛЯ | Степенин и Дацук

• Михаил Мокруш представляет курс по органической химии.  

• Курс проходит с 4 сентября по 5 мая и включает все органические соединения и их реакции.  

• Каждую неделю проводятся прямые трансляции для вопросов и решения заданий.  

• Курс включает приветственное видео и записи вебинаров.  

• К каждому видео есть тесты для закрепления материала.  

• В телеграм-канале можно найти короткие видео для быстрого повторения теории.  

• Алканы — первый класс углеводородов, состоящие из атомов углерода и водорода.  

• Общая формула алканов: CnH2n+2.  

• Алканы бывают нормальными и разветвленными.  

• Для расчета молекулярной формулы нужно перебирать значение n.  

• Пример: C1H4 — метан, C2H6 — этан, C3H8 — пропан.  

• Молекулярная формула помогает определить число атомов водорода.  

• Структурная формула показывает химические связи и валентность атомов углерода.  

• Пример: C1H4 — структурная формула метана.  

• Для алканов с двумя и более атомами углерода используются фрагменты C2H3 и C3H2.  

• Для названия алканов используются корни и суффиксы.  

• Пример: C1H4 — метан, C2H6 — этан.  

• Таблица с названиями алканов до восьми атомов углерода.  

• К каждой следующей молекуле добавляется фрагмент CH2.  

• Пример: этан CH3CH3, пропан C3H8.  

• Пропан имеет нормальную структуру и называется н-пропан.  

• Пример: бутан C4H10 может быть нормальным или разветвленным.  

• Нормальный бутан называется н-бутан, разветвленный - изо-бутан.  

• Изомеры имеют одинаковое молекулярное формулу, но разное строение.  

• Гомологи отличаются на один фрагмент CH2.  

• Изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, но разное строение.  

• Пример: н-бутан и изо-бутан - изомеры с одинаковой формулой.  

• Пример: 2-метилпропан C4H10 имеет разветвленное строение.  

• Изомеры с разветвленной цепью могут иметь разные названия.  

• Пример: 2,2-диметилпропан C5H12 - изомер с двумя метильными заместителями.  

• Метан, этан и пропан не имеют структурных изомеров.  

• Это связано с тем, что атомы углерода в этих молекулах могут располагаться только в одной цепи.  

• Важно запомнить, что у молекул с малым числом атомов углерода нет изомеров.  

• Переход к решению заданий.  

• Пример задания: выбрать ряд, где молекулярные формулы соответствуют алканам.  

• Использование общей формулы CH2n+2 для проверки соответствия алканам.  

• Подсчет атомов углерода и водорода в молекулах.  

• Проверка правильности расчетов для алканов.  

• Исключение молекул, не соответствующих алканам.  

• Изображение формулы 2,3-диметилпентана.  

• Определение типа гибридизации атомов углерода.  

• Подтверждение, что все связи одинарные, что соответствует sp3 гибридизации.  

• Определение предельных углеводородов.  

• Примеры алканов и их особенности.  

• Выбор верных утверждений для предельных углеводородов.  

• Различие между гомологами и изомерами.  

• Определение молекулярных формул и выбор изомеров.  

• Примеры изомеров с разным строением.  

• Объявление перерыва.  

• Анонс курса подготовки к ЕГЭ по химии и биологии.  

• Описание материалов и преимуществ курса.  

• Алканы горят с образованием углекислого газа и воды.  

• Пример: пропан C3H8 при сжигании в кислороде образует CO2 и H2O.  

• Это свойство используется в задании №33 на установление структурной формулы.  

• Бутан при окислении кислородом в присутствии катализатора образует уксусную кислоту и воду.  

• Это особенное окисление, которое не происходит с другими алканами.  

• Алканы не окисляются перманганатом калия или дихроматом калия.  

• Алканы реагируют с хлором, бромом или йодом.  

• Хлор и бром используются чаще всего, так как они менее активны.  

• Реакция происходит на свету, замещая водород на галоген.  

• Легче всего замещается водород при третичном атоме углерода.  

• Вторичные атомы углерода замещаются вторыми.  

• Первичные атомы углерода замещаются последними.  

• При использовании нескольких молекул галогена происходит мультизамещение.  

• Пример: метан и хлор образуют дихлорметан, трихлорметан и тетрахлорметан.  

• Свет не является катализатором, так как это не вещество.  

• Алканы не реагируют с азотной кислотой.  

• Реакция Коновалова: замещение водорода на группу NO2 в алканах.  

• Пример: метан + азотная кислота = нитрометан + вода.  

• Вода образуется из-за объединения OH-группы азотной кислоты с водородом.  

• Дегидрирование: отщепление водорода от алканов.  

• Катализаторы: никель, платина, палладий, оксид хрома III.  

• Пример: этан → этен, бутан → бутен-1, бутен-2, бутадиен.  

• Дегидрирование бутана может привести к образованию разных продуктов.  

• В большинстве случаев образуется бутадиен из-за чередования двойных и одинарных связей.  

• В заданиях могут быть подсказки для выбора правильного продукта.  

• Дегидрирование алканов с более чем шестью атомами углерода приводит к образованию циклических молекул.  

• Пример: гексан → бензол, гептан → толуол.  

• Бензольное кольцо обладает аномальной устойчивостью.  

• Изомеризация: превращение алканов в изомеры.  

• Пример: н-бутан → изобутан, н-пентан → изопентан.  

• Используется для повышения октанового числа бензина.  

• Пиролиз: разложение метана при высокой температуре.  

• Пример: метан → ацетилен, три молекулы водорода.  

• Ацетилен используется для сварки и резки металлов.  

• Для сильного разветвления алканов нужны специальные катализаторы.  

• В ЕГЭ и 10 классе такие сложные условия не встречаются.  

• Можно получить супер разветвленные структуры.  

• Алканы не реагируют с основаниями и водородом.  

• Реагируют с галогенами, образуя монохлоралканы.  

• Реакция с азотной кислотой дает нитроалканы.  

• Замещение происходит при третичных, вторичных и первичных атомах углерода.  

• Метан не подходит, так как не имеет соседних атомов углерода.  

• Н-бутан подходит, так как имеет вторичные атомы углерода.  

• Предельные углеводороды содержат только одинарные связи.  

• В реакции с азотной кислотой образуются нитроалканы.  

• Н-бутан и метилпропан являются изомерами.  

• Температура кипения бутана выше, чем у метана.  

• Пропен образуется при дегидрировании пропана.  

• В тренировочных заданиях могут быть все четыре правильных ответа.  

• На реальном экзамене такая ситуация маловероятна.  

• Реакция Вюрца используется для получения алканов из галоген-алканов.  

• Применяется только для первичных галоген-алканов.  

• В реальной химии используется редко из-за низких выходов.  

• Для реакции Вюрца нужен галоген-алкан и натрий.  

• Натрий отрывает галогены, образуя алкан.  

• Пример: хлорметан превращается в метан.  

• Для разветвленных алканов реакция Вюрца не применяется.  

• Пример: йодметан превращается в бутан.  

• На практике используется другая реакция.  

• Карбид алюминия содержит углерод в степени окисления -4 и катион алюминия.  

• При гидролизе в водной или кислой среде образуется метан.  

• Пример: карбид алюминия превращается в метан при гидролизе.  

• Сплавление соли карбоновой кислоты со щелочью.  

• Пример: ацетат натрия превращается в метан.  

• Используется для получения алканов с меньшим количеством атомов углерода.  

• Электролиз водных растворов солей карбоновых кислот.  

• Пример: ацетат натрия превращается в этан.  

• На катоде выделяется водород, на аноде образуется углекислый газ.  

• Пример: 2-метилпропионат калия превращается в 2,3-диметилбутан.  

• Углеродный хвостик удваивается, образуя алкан.  

• На аноде выделяется углекислый газ, на катоде водород.  

• Сплавление соли карбоновой кислоты с щелочью образует карбонат щелочного металла и алкан с одним углеродом меньше.  

• Электролиз раствора соли карбоновой кислоты удваивает радикал, образуя симметричный алкан, длиннее радикала кислоты.  

• Атомы углерода из карбоксильной группы затрачиваются на образование углекислого газа.  

• Гидрирование непредельных соединений будет рассмотрено позже.  

• В каждом классе соединений будут свои реакции и свойства.  

• Задание 8: выберите все схемы реакции, в результате которых образуется бутан.  

• Реакция Вюрца: галоген, алкан и натрий образуют бутан.  

• Реакция Кольбе: электролиз раствора соли карбоновой кислоты также дает бутан.  

• Задание 9: выберите все процессы, в результате которых образуются непредельные углеводороды.  

• Углекислотная конверсия метана не подходит.  

• Пиролиз метана при 1500°C дает ацетилен.  

• Дегидрирование н-бутана образует бутадиен.  

• Реакция Дюма: сплавление ацетата натрия с едким натром образует метан.  

• Ответ: метан и карбонат натрия.  

• Электролиз раствора пропионата калия дает бутан и водород.  

• Ответ: бутан, водород и углекислый газ.  

• Реакция Дюма: сплавление соли карбоновой кислоты с щелочью образует алкан с одним углеродом меньше.  

• Реакция Кольбе: электролиз раствора соли карбоновой кислоты удваивает радикал.  

• Ответ: пропан образуется в реакциях с солями бутановой и уксусной кислот.  

• Ответы 2 и 3 подходят для получения пропана.  

• Ответы 1 и 4 не подходят, так как дают этан и метан соответственно.  

• Реакция со щелочью: метан и карбонат калия.  

• Электролиз: этан и углекислый газ на аноде, водород и калий на катоде.  

• Обсуждение вебинара и его полезности.  

• Рекомендации по использованию конспектов и печатных рабочих тетрадей.  

• Курс "Органика с нуля" для углубленного изучения органической химии.  

• Обсуждение записей вебинаров и их доступности.  

• Призыв поставить лайк и подписаться на телеграм-канал.  

• Прощание и анонс следующего вебинара.  

• Описание курса подготовки к ЕГЭ по химии и биологии.  

• Преимущества курса: теория, практика, контрольные работы, поддержка.  

• Возможность самостоятельного прохождения курса и участие в общем рейтинге.  

• Скидка 50% на курс подготовки к ЕГЭ по биологии.  

• Описание курса: теория, домашние задания, контрольные работы, пробники.  

• Ведущие курса: кандидаты биологических наук.