Урок "Алканы" 10 класс
презентация к уроку по химии (10 класс) по теме

Слайд 1

Алканы Алка́ны — ациклические углеводороды линейного или разветвлённого строения, содержащие только простые связи и образующие гомологический ряд с общей формулой C n H 2n+2 , где n — число атомов углерода.

Слайд 2

Слово «алкан» того же происхождения, что и «алкоголь» Устаревший термин «парафин» произошел от латинских parum — мало, незначительно и affinis - родственный; парафины обладают малой реакционной способностью по отношению к большинству химических реагентов. Многие парафины являются гомологами; в гомологическом ряду алканов каждый последующий член отличается от предыдущего на одну метиленовую группу СН 2 . Термин происходит от греческого homologos — соответственный, подобный. Происхождение слова "алканы".

Слайд 3

Номенклатурные (от лат. nomenclatura — роспись имен) названия алканов строятся по определенным правилам: Выбор главной цепи (самой длинной цепочки атомов углерода в молекуле, которая является основой) Нумерация атомов главной цепи (нумерация начинается с того конца, к которому ближе стоит заместитель или функциональная группа; если же заместители равноудалены от концов цепи, то нумерация начинается с того конца, где их больше) Формирование названия (в начале названия указываются цифры – номера атомов углерода, при которых находится заместитель (если заместителей несколько, то цифры пишутся через запятую) после номера ставится дефис указывается количество заместителей и их названия, затем без пробелов название главной цепи) Номенклатура

Слайд 4

Формула Название Число изомеров Формула Название Число изомеров СН 4 Метан 1 С 11 Н 24 Ундекан 159 С 2 Н 6 Этан 1 С 12 Н 26 Додекан 355 С 3 Н 8 Пропан 1 С 13 Н 28 Тридекан 802 С 4 Н 10 Бутан 2 С 14 Н 30 Тетрадекан 1858 С 5 Н 12 Пентан 3 С 15 Н 32 Пентадекан 4347 С 6 Н 14 Гексан 5 С 20 Н 42 Эйкозан 366319 С 7 Н 16 Гептан 9 С 25 Н 52 Пентакозан 36797588 С 8 Н 18 Октан 18 С 30 Н 62 Триаконтан 4111846763 С 9 Н 20 Нонан 35 С 40 Н 82 Тетраконтан 62481801147341 С 10 Н 22 Декан 75 С 100 Н 202 Гектан около 5,921110 39 Некоторые представители алканов

Слайд 5

Простейшим представителем насыщенных углеводородов является метан, структурная формула которого : H I H–C–H I H Электронное строение атома углерода изображается следующим образом: 1 s 2 2 s 2 2 p 2 или схематически Э лектронная пара на 2 s - орбитали разобщается и один электрон занимает вакантную p -орбиталь. Схематически : СН 4

Слайд 6

Вследствие взаимного отталкивания sp 3 - гибридные орбитали направлены в пространстве к вершинам тетраэдра и углы между ними равны 109 ° 28' (наиболее выгодное расположение). sp 3- Гибридизация характерна для атомов углерода в насыщенных углеводородах (алканах) – в частности, в метане. Следует отметить, что в молекуле этана ( CH 3 – CH 3 ) одна из семи s - связей (С–С) образуется в результате перекрывания двух sp 3 - гибридных орбиталей атомов углерода. Образование молекулы этана перерекрыванием двух гибридных электронных облаков атомов углерода.

Слайд 7

Физические свойства. В обычных условиях первые четыре члена гомологического ряда алканов (С 1 — С 4 ) — газы. Нормальные алканы от пентана до гептадекана ( C 5 — C 17 ) — жидкости, начиная с С 18 и выше — твердые вещества. По мере увеличения числа атомов углерода в цепи, т.е. с ростом относительной молекулярной массы, возрастают температуры кипения и плавления алканов. При одинаковом числе атомов углерода в молекуле алканы с разветвленным строением имеют более низкие температуры кипения, чем нормальные алканы. Алканы практически нерастворимы в воде, так как их молекулы малополярны и не взаимодействуют с молекулами воды, но они хорошо растворяются в неполярных органических растворителях, таких как бензол, тетрахлорметан и др. Жидкие алканы легко смешиваются друг с другом.

Слайд 8

Реакции замещения (галогенирование) СН 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl (хлорметан) CH 3 Cl + Cl 2 HCl + CH 2 Cl 2 ( дихлорметан) CH 2 Cl2 + Cl 2 HCl + CHCl 3 (трихлорметан) CHCl 3 + Cl 2 HCl + CCl 4 (тетрахлорметан) Химические свойства. Дегидрирование (отщепление водорода) при катализаторах ( Pt, Ni, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 ) и при высокой температуре (400 о -600 о ) CH 3 -CH 3 CH 2 =CH 2 + H 2

Слайд 9

Химические свойства. Реакции горения (при этом образуется углекислый газ и вода) CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O C n H 2n+2 + (3n+1/2)O 2 nCO 2 + (n+1)H 2 O ( в общем виде) Крекинг (происходит под действием высокой температуры 470 о -550 о ) C 16 H 34 C 8 H 18 + C 8 H 16 гексадекан октан октен C n H 2n+2 С n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k ( в общем виде)

Слайд 10

Химические свойства. Изомеризация (происходит при нагревании с катализатором AlCl 3 ) 6. Ароматизация (образуются циклоалканы)

Слайд 11

1. Получение из ненасыщенных углеводородов. Взаимодействие алкенов или алкинов с водородом ("гидрирование") происходит в присутствии металлических катализаторов ( Ni , Pd ) при нагревании: СН 3 -СН=СН 2 + Н 2 СН 3 -СН 2 -СН 3 . 2. Получение из галогенпротводных. При нагревании моногалогензамещенных алканов с металлическим натрием получают алканы с удвоенным числом атомов углерода (реакция Вюрца): 2 CH 3 CH 2 Br + 2Na CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 2NaBr Подобную реакцию не проводят с двумя разными галогензамещенными алканами, поскольку при этом получается смесь трех различных алканов СН з -C≡СН + 2Н 2 СН 3 -СН 2 -СН 3 Получение алканов

Слайд 12

В лабораторных условиях метан часто получают из карбида алюминия: А l 4 С 3 + 12Н 2 О ЗСН 4 ↑ + 4А l (ОН) 3 . Получение из солей карбоновых кислот. При сплавлении безводных солей карбоновых кислот с щелочами получаются алканы, содержащие на один атом углерода меньше по сравнению с углеродной цепью исходных карбоновых кислот: CH 3 COONa + NaOH CH 4 + Na 2 CO 3 Получение алканов Изомеризация.

Слайд 13

Применение алканов Первый в ряду алканов – метан – является основным компонентом природных и попутных газов и широко используется в качестве промышленного и бытового газа. Перерабатывается в промышленности в ацетилен, газовую сажу, фторо- и хлоропроизводные. Низшие члены гомологического ряда используются для получения соответствующих непредельных соединений реакцией дегидрирования. Смесь пропана и бутана используется в качестве бытового топлива. Средние члены гомологического ряда применяются как растворители и моторные топлива. Высшие алканы используются для производства высших жирных кислот, синтетических жиров, смазочных масел и т.д.