Toʻyingan uglevodorodlar (parafinlar) toʻyingan alifatik uglevodorodlar boʻlib, bu yerda uglerod atomlari oʻrtasida oddiy (yagona) bogʻ mavjud.
Boshqa barcha valentliklar vodorod atomlari bilan toʻliq toʻyingan.
Gomologik qator
Toʻyingan uglevodorodlarning umumiy formulasi SpH2p+2. Oddiy sharoitlarda bu sinf vakillari zaif reaktivlikni namoyon etadilar, shuning uchun ular "parafinlar" deb ataladi. Toʻyingan uglevodorodlar CH4 molekulyar formulasiga ega boʻlgan metandan boshlanadi.
Metan misolidagi tuzilish xususiyatlari
Bu organik modda hidsiz va rangsiz, gaz havodan deyarli ikki barobar engilroq. Tabiatda u hayvon va o'simlik organizmlarining parchalanishi paytida hosil bo'ladi, lekin faqat havo kirishi bo'lmaganda. U ko'mir konlarida, botqoqli suv omborlarida uchraydi. Kichik miqdorda metan tabiiy gazning bir qismi bo'lib, hozirda ishlab chiqarishda yoqilg'i sifatida kundalik hayotda foydalaniladi.
Alkanlar sinfiga mansub bu toʻyingan uglevodorod kovalent qutbli bogʻlanishga ega. Tetraedral struktura sp3 bilan izohlanadiuglerod atomining gibridlanishi, bog'lanish burchagi 109°28'.
Parafinlar nomenklaturasi
Toʻyingan uglevodorodlarni sistematik nomenklatura boʻyicha nomlash mumkin. To'yingan uglevodorod molekulasida mavjud bo'lgan barcha filiallarni hisobga olish imkonini beruvchi ma'lum bir tartib mavjud. Avval siz eng uzun uglerod zanjirini aniqlashingiz kerak, keyin uglerod atomlarini raqamlashingiz kerak. Buning uchun molekulaning maksimal dallanishi (ko'proq sonli radikallar) mavjud bo'lgan qismini tanlang. Agar alkanda bir nechta bir xil radikallar bo'lsa, aniqlovchi prefikslar ularning nomi bilan ko'rsatiladi: di-, tri-, tetra. Raqamlar uglevodorod molekulasidagi faol zarrachalarning holatini aniqlashtirish uchun ishlatiladi. Parafinlar nomining oxirgi bosqichi -an qo'shimchasi qo'shilgan uglerod zanjirining o'zini ko'rsatishdir.
Toʻyingan uglevodorodlar yigʻilish holatiga koʻra farqlanadi. Ushbu kassaning dastlabki to'rtta vakili gazsimon birikmalardir (metandan butangacha). Nisbiy molekulyar og‘irlik ortishi bilan suyuqlikka, so‘ngra agregatsiyaning qattiq holatiga o‘tish sodir bo‘ladi.
Toʻyingan va toʻyinmagan uglevodorodlar suvda erimaydi, lekin organik erituvchi molekulalarida erishi mumkin.
Izomeriya xususiyatlari
Toʻyingan uglevodorodlar qanday izomeriya turlariga ega? Butandan boshlab, ushbu sinf vakillarining tuzilishiga misollar ko'rsatadiuglerod skeletining izomeriyasi mavjudligi.
Kovalent qutb aloqalari natijasida hosil bo'lgan uglerod zanjiri zigzag shakliga ega. Bu fazoda asosiy zanjirning o'zgarishi, ya'ni strukturaviy izomerlarning mavjudligi sababidir. Masalan, butan molekulasidagi atomlarning joylashishini o'zgartirganda, uning izomeri - 2metilpropan hosil bo'ladi.
Kimyoviy xossalari
Toʻyingan uglevodorodlarning asosiy kimyoviy xossalarini koʻrib chiqamiz. Ushbu uglevodorodlar sinfining vakillari uchun qo'shilish reaktsiyalari xarakterli emas, chunki molekuladagi barcha aloqalar bitta (to'yingan). Alkanlar vodorod atomini halogen (galogenlanish), nitroguruh (nitrlash) bilan almashtirish bilan bog'liq bo'lgan o'zaro ta'sirga kiradi. Agar to'yingan uglevodorodlarning formulalari SpH2n + 2 ko'rinishida bo'lsa, u holda almashtirilgandan so'ng CnH2n + 1CL tarkibidagi modda, shuningdek CnH2n + 1NO2 hosil bo'ladi.
Almashtirish jarayoni erkin radikal mexanizmga ega. Birinchidan, faol zarralar (radikallar) hosil bo'ladi, keyin yangi organik moddalar hosil bo'lishi kuzatiladi. Barcha alkanlar davriy sistemaning ettinchi guruhi (asosiy kichik guruhi) vakillari bilan reaksiyaga kirishadi, lekin jarayon faqat yuqori haroratda yoki yorug‘lik kvanti ishtirokida davom etadi.
Shuningdek, metan seriyasining barcha vakillari atmosfera kislorodi bilan o'zaro ta'sir qilish bilan tavsiflanadi. Yonish jarayonida karbonat angidrid va suv bug'lari reaktsiya mahsuloti sifatida ishlaydi. Reaktsiya sezilarli miqdorda issiqlik hosil bo'lishi bilan birga keladi.
Metan atmosfera kislorodi bilan oʻzaro taʼsirlashgandaportlash sodir bo'lishi mumkin. Xuddi shunday ta'sir to'yingan uglevodorodlar sinfining boshqa vakillari uchun ham xosdir. Shuning uchun butanning propan, etan, metan bilan aralashmasi xavflidir. Misol uchun, bunday jamg'armalar ko'mir konlari, sanoat ustaxonalari uchun xosdir. Agar to'yingan uglevodorod 1000 ° C dan yuqori qizdirilsa, u parchalanadi. Yuqori haroratlar to'yinmagan uglevodorodlar hosil bo'lishiga, shuningdek, vodorod gazining paydo bo'lishiga olib keladi. Dehidrogenlash jarayoni sanoat ahamiyatiga ega bo'lib, u turli xil organik moddalarni olish imkonini beradi.
Metan qatoridagi uglevodorodlar uchun butandan boshlab izomerlanish xarakterlidir. Uning mohiyati uglerod skeletini o'zgartirish, to'yingan tarmoqlangan uglevodorodlarni olishdan iborat.
Ilova xususiyatlari
Tabiiy gaz sifatida metan yoqilg'i sifatida ishlatiladi. Metanning xlor hosilalari katta amaliy ahamiyatga ega. Masalan, xloroform (triklorometan) va yodoform (triiodometan) tibbiyotda qo'llaniladi va bug'lanish jarayonida uglerod tetraxlorid atmosfera kislorodining kirishini to'xtatadi, shuning uchun u yong'inlarni o'chirish uchun ishlatiladi.
Uglevodorodlarning issiqlik qiymatining yuqoriligi tufayli ular nafaqat sanoat ishlab chiqarishida, balki maishiy maqsadlarda ham yoqilg'i sifatida ishlatiladi.
"Suyultirilgan gaz" deb ataladigan propan va butan aralashmasi, ayniqsa, tabiiy gaz mavjud bo'lmagan hududlarda dolzarbdir.
Qiziqarli faktlar
Suyuq holatda boʻlgan uglevodorodlar vakillari avtomobillarda (benzin) ichki yonuv dvigatellari uchun yoqilgʻi hisoblanadi. Bundan tashqari, metan turli kimyo sanoati uchun arzon xom ashyo hisoblanadi.
Masalan, matbaa siyohini ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan kuyni sanoat ishlab chiqarishda, shuningdek, kauchukdan turli xil kauchuk mahsulotlarini sintez qilish uchun metanning parchalanishi va yonishi reaktsiyasi qo'llaniladi.
Buni amalga oshirish uchun pechga metan bilan birga shunday hajmdagi havo beriladi, shunda toʻyingan uglevodorodning qisman yonishi sodir boʻladi. Harorat oshishi bilan metanning bir qismi parchalanib, mayda kuyikish hosil qiladi.
Parafinlardan vodorod hosil boʻlishi
Metan ammiak sintezi uchun ishlatiladigan sanoat vodorodining asosiy manbai hisoblanadi. Dehidrogenatsiyani amalga oshirish uchun metan bug 'bilan aralashtiriladi.
Jarayon taxminan 400 °C haroratda sodir bo'ladi, taxminan 2-3 MPa bosim, alyuminiy va nikel katalizatorlari ishlatiladi. Ba'zi sintezlarda gazlar aralashmasi ishlatiladi, bu jarayonda hosil bo'ladi. Agar keyingi transformatsiyalar toza vodoroddan foydalanishni o'z ichiga olsa, u holda karbon monoksitni suv bug'lari bilan katalitik oksidlanish amalga oshiriladi.
Xlorlash metan xlor hosilalari aralashmasini ishlab chiqaradi, ular sanoatda keng qo'llaniladi. Masalan, xlorometan issiqlikni o'ziga singdira oladi, shuning uchun u zamonaviy sovutish tizimlarida sovutgich sifatida ishlatiladi.
Dixlorometan kimyoviy sintezda ishlatiladigan organik moddalar uchun yaxshi erituvchidir.
Radikal galogenlanish jarayonida hosil boʻlgan vodorod xlorid suvda erigandan soʻng xlorid kislotaga aylanadi. Hozirgi vaqtda asetilen qimmatli kimyoviy xom ashyo bo'lgan metandan ham olinadi.
Xulosa
Metan gomologik seriyasining vakillari tabiatda keng tarqalgan, bu ularni zamonaviy sanoatning ko'plab tarmoqlarida mashhur moddalarga aylantiradi. Metan gomologlaridan organik moddalarning turli sinflarini sintez qilish uchun zarur bo'lgan tarmoqlangan uglevodorodlarni olish mumkin. Alkanlar sinfining eng yuqori vakillari sintetik yuvish vositalarini ishlab chiqarish uchun xom ashyo hisoblanadi.
Parafinlardan tashqari sikloparafinlar deb ataladigan alkanlar, sikloalkanlar ham amaliy qiziqish uyg’otadi. Ularning molekulalarida oddiy bog'lanishlar ham mavjud, ammo bu sinf vakillarining o'ziga xos xususiyati tsiklik strukturaning mavjudligidir. Ham alkanlar, ham sikloakaanlar gazsimon yoqilg'i sifatida ko'p miqdorda qo'llaniladi, chunki jarayonlar katta miqdorda issiqlik (ekzotermik effekt) chiqishi bilan birga keladi. Hozirgi vaqtda alkanlar, sikloalkanlar eng qimmatli kimyoviy xom ashyo hisoblanadi, shuning uchun ulardan amaliy foydalanish odatiy yonish reaksiyalari bilan cheklanmaydi.
