Cikloalkani: kemijska svojstva, primjena
Uzmite u obzir cikloalkane. Kemijska svojstva ove klase karakteriziraju strukturne značajke, prisutnost zatvorene strukture.
Značajke sastava
Opća formula cikloalkana je CnH2n. Atomi ugljika u tim spojevima su u sp3-hibridnom stanju. To je opća formula cikloalkana koja objašnjava interklasnu izomeriju s alkenom.
Unatoč sličnosti sa zasićenim ugljikovodicima vrsta hibridizacije ugljikov atom između klasa postoje značajne razlike. Cikloparafini imaju zatvorenu strukturu. Prvi predstavnik ove serije je ciklopropan.
nomenklatura
Postoje tipovi cikloalkana koji imaju jednostavan ciklus, bočne supstituente. Ovisno o značajkama strukture, postoji algoritam za imenovanje cikloparafina. Na primjer, C3H6 je ciklopropan. Struktura ne sadrži dodatne radikale, pa se pri formiranju imena prefiksu ciklo- dodaje propan.
C4H8 može postojati kao dva strukturne formule: ciklobutan i metilciklopropan. S obzirom da je struktura ugljikovodika zatvorena, nema smisla naznačiti položaj jednog radikala brojem. Ako postoji nekoliko različitih supstituenata u molekuli, tada numeriranje počinje od onoga koji će biti najstariji.
Strukturne značajke
Koju drugu strukturu mogu imati cikloalkani? Kemijska svojstva spojeva koji imaju nekoliko ciklusa imaju neke razlike od monocikla. Imena takvih spojeva najprije ukazuju na manji ciklus, a zatim nazivaju veći prsten. Ako se u molekuli ponovi nekoliko identičnih ciklusa, dodajte prefiksi biciklo-, tetraciklo-.
recepcija
Cikloalkani su dio ulja, tako da imaju drugo ime - naftene. Zbog toga, za dobivanje predstavnika ove klase, koja uključuje od pet do sedam atoma ugljika, izvršite rafiniranje nafte.
U laboratorijskim uvjetima cikloparafini nastaju Würzovom reakcijom. Suština je u interakciji aktivnih metala s dihalogenima supstituiranim alkanima.
Izomerizam i svojstva
Koje vrste izomerije imaju cikloalkane? Kemijska svojstva ove klase slična su onima zasićenih ugljikovodika. Za sve naftene, počevši od C4H8, karakteristična je strukturna izomerija. Interklasni izomeri za predstavnike ove klase ugljikovodika su alkeni. Za naftene iz C5H10 također se razlikuje optički izomerizam.
Što su cikloalkani? Kemijska svojstva ovih spojeva temelje se na strukturnim značajkama. Snaga veza ovisi o broju ugljikovih atoma prisutnih u molekuli. Kako se relativna molekulska masa molekule povećava, snaga se smanjuje, a reakcije poremećaja cikličke konfiguracije se ubrzavaju.
U normalnim uvjetima prvi predstavnici naftena su plinovite tvari. Cikloalkani s brojem ugljika u lancu od pet do šesnaest su tekućine, a ostali predstavnici ove klase imaju solidno agregatno stanje.
Na kemijska svojstva utječe veličina ciklusa, a to je karakteristika stabilnosti spoja. Na primjer, predstavnici naftena su karakterizirani hidrogeniranjem (interakcijom s molekulom vodika), što dovodi do stvaranja odgovarajućeg zasićenog spoja CnH2n + 2.
Među kemijskim svojstvima koja karakteriziraju klasu naftena, također je moguće uočiti sposobnost supstitucijskih reakcija. Na primjer, pri interakciji s molekulom halogena (klor, brom), ciklička struktura se ne mijenja, vodik u bočnom lancu je zamijenjen atomom odgovarajućeg halogena.
Kao i kod svih drugih tvari organskog podrijetla, cikloalkane karakterizira interakcija s atmosferskim kisikom. Među reakcijskim proizvodima bit će ne samo ugljični dioksid, vodena para, već i toplinska energija.
Što je uporaba cikloalkana? Prva stvar koju treba napomenuti je uporaba etilcikloheksana i cikloheksana. Ove tvari su osnova za industrijsku proizvodnju kaprolaktana, adaptinske kiseline. Svi nafteni su izvrsna otapala. Osim toga, ciklopropan se koristi kao inhalator anestetika u modernoj medicini.