HIDROCACBON
Tu Linh, Hà vy, Minh Châu, Chanh, KLinh - 11s1
Hidrocacbon no
Ankan
Hidrocacbon thơm
Benzen
Dãy đồng đẳng:
Công thức phân tử: CnH2n-6 (n ≥ 6)
Ứng dụng:
- Benzen là nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp hóa học
- Nguồn cung cấp benzen chủ yếu là từ nhựa than đá và từ sản phẩm đề hirdro đóng vòng hexan,heptan tương ứng
- Dùng làm dược phẩm, phẩm nhuộm, dung môi hữu cơ
- Dùng để chế tạo polyme, nhựa, thuốc nổ tnt
Tính chất vật lý:
- Đều là chất lỏng/ rắn ở nhiệt độ thường, chúng có nhiệt độ sôi tăng theo chiều tăng của phân tử khối
- Các hidrocacbon thơm ở thể lỏng có mùi đặc trưng, không tan trong nước và nhẹ hơn nước, có khả năng hòa tan nhiều chất hữu cơ
Định nghĩa:
Ankan là những hydrocacbon no dạng mạch hở, trong phân tử chỉ có liên kết đơn C-C hoặc C-H.
Công thức tổng quát: CnH2n+2 (n ≥ 1).
Ankan đon giản nhất: metan (CH4)
Tính chất hóa học:
Các đồng đẳng của benzen có tính chất của vòng benzen và có tính chất của mạch nhánh ANKYL
1,Phản ứng thế
a,Thế nguyên tử H của vòng benzen
Phản ứng với halogen
Phản ứng với axit nitric
Quy tắc thế:
- Nếu vòng benzen có sẵn các nhóm ankyl,-OH,-NH2,-OCH3,...) phản ứng thế sẽ ưu tiên vào vị trí -O và -P và dễ hơn
- Nếu vòng benzen có sẵn nhóm -NO2,COOH, .. sẽ phản ứng khó hơn và ưu tiên vào vị trí -m
CH4 và các chất có công thức phân tử như C2H6, C3H8, C4H10, C5H12,… được gọi là dãy đồng đẳng ankan với công thức tổng quát là CnH2n+2 (n ≥ 1).
Mạch cacbon ở dạng mạch hở, có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh.
Dãy đồng phân:
Từ C4H10 trở đi, mỗi công thức phân tử sẽ ứng với các công thức cấu tạo mạch cacbon không phân nhánh và có phân nhánh của các đồng phân mạch cacbon.
Cách gọi tên:
Cách tên gọi mạch chính: Tên mạch cacbon + an
Hidrocacbon không no
Ankadien
AKEN
Đồng phân
Đồng phân cấu tạo
Danh pháp
Gọi tên: vị trí nhánh – tên nhánh – tên C mạch chính – vị trí liên kết đôi – en.
VD: CH2=CH-CH2-CH3: But–1–en.
Tên thay thế:
- Chọn mạch chính là mạch C dài nhất có chứa liên kết đôi.
- Đánh số C mạch chính từ phía gần liên kết đôi hơn
Tên thông thường: Tên ankan – an + ilen
Ví dụ: CH2=CH2: etilen; CH2=CH–CH3: Propilen
Đồng đẳng, cấu tạo
- Phân tử có 1 liên kết đôi: gồm 1 liên kết σ và 1 liên kết π.
- Nguyên tử cacbon ở liên kết đôi tham gia 3 liên kết σ nhờ obitan lai hóa sp2, còn liên kết π nhờ obitan p không lai hóa.
Mạch cacbon hở, có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh.
Công thức chung: CnH2n (n ≥ 2).
VD: CH2=CH2
Cách tên gọi mạch nhánh:Vị trí mạch nhánh - tên nhánh + tên mạch chính + an
Ankin
Đồng đẳng
Danh pháp
Đồng phân vị trí liên kết đôi
- CH2=CH-CH2-CH3
- CH3-CH=CH-CH3
Tên thường: tên gốc ankyl liên kết với nguyên tử C của liên kết ba + axetilen
Tên thay thế: số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + số chỉ vị trí liên kết ba + in
Ví dụ
Đồng phân
Đồng phân mạch cacbon:
Đồng phân hình học
Số mạch cacbon chính là mạch dài và có nhiều nhánh nhất.
C2H2 và C3H4 không có đồng phân ankin
Các chất từ C4 trở đi có đồng phân vị trí liên kết ba và từ C5 có đồng phân mạch C
Ví dụ : C5H8 có 3 đồng phân
Tính chất vật lý
Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi tăng dần khi tăng số nguyên tử cacbon trong phân tử: 4 chất đầu là khí, các chất có n từ 5 → 18 là lỏng, khi n≥19 là rắn.
Gọi tên mạch nhánh (nhóm ankyl) theo thứ tự vần chữ cái cùng với số chỉ vị trí của nó, sau đó là ankan tương ứng với mạch chính
Đánh số thứ tự các nguyên tử cacbon mạch chính bắt đầu từ phía gần nhánh hơn.
Các anken đều nhẹ hơn nước.
Đều ít tan trong nước, tan được trong một số dung môi nhưng dễ tan trong các dung môi hữu cơ
Công thức tổng quát nhóm ankyl là: CnH(2n+1)
CH≡C–CH2–CH2–CH3 / CH3–C≡C–CH2–CH3 / CH≡C–CH(CH3)–CH3
Không màu
Ví dụ:
Tính chất hoá học
Với trường hợp chỉ có 1 nhánh CH3 ở nguyên tử C số 2, ta thêm tiền tố iso ở cuối.
Với trường hợp có 2 nhánh CH3 ở nguyên tử C số 2, ta thêm tiền tố neo.
Ankin là hiđrocacbon không no mạch hở, trong phân tử có 1 liên kết ba
CTTQ của dãy đồng đẳng ankin là : CnH2n-2 (n⩾2)
Công thức đơn giản nhất là axetilen (CH≡CH).
Đặc biệt phân tử CH≡CH có cấu trúc đường thẳng.
Tính chất vật lý:
Phản ứng cộng hiđro
Phản ứng cộng halogen
Ở điều kiện thường, 4 ankan đầu tiên trong dãy đồng đẳng (CH4 đến C4H10) tồn tại ở dạng khí. Các ankan tiếp theo là dạng lỏng và từ C18H38 trở đi ở dạng rắn.
Xét theo chiều tăng của phân tử khối, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các ankan tăng dần.
Ankan nhẹ hơn nước, đa số ankan không tan trong nước mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ.
CH2=CH2 + Br2 → Br–CH2–CH2–Br
Ankan là dung môi không phân cực, có thể hòa tan trong các chất không phân cực như benzen, dầu mỡ…
Tính chất hoá học:
Anken làm mất màu của dung dịch brom → Phản ứng này dùng để nhận biết anken.
Phản ứng cộng nước
Trong nhiệt độ thường, các ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và các chất oxi hóa. Nhưng khi được đun nóng hoặc chiếu sáng, các ankan dễ dàng tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách hidro và phản ứng cháy.
Phản ứng cộng axit
Phản ứng thế Halogen
CH2=CH2 + HCl → CH3CH2Cl
b, Thế nguyên tử H của mạch nhánh
2,Phản ứng cộng
a,Cộng hidro
b,Cộng clo
Trước kia, phản ứng này được dùng để sản xuất thuốc trừ sâu 666 nhưng do chất này có độc tính cao và phân huy chậm nên ngày nay không được sử dụng
Đối với các anken khác, nguyên tử halogen (trong HX) mang điện âm, ưu tiên đính vào nguyên tử C bậc cao (theo quy tắc Maccopnhicop).
Quy tắc Maccopnhicop: Trong phản ứng cộng HX (axit hoặc nước) vào liên kết C=C của anken, H (điện tích dương) cộng vào C mang nhiều H hơn, X- (điện tích âm) cộng vào C mang ít H hơn.
Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan:
CH4 + Cl2 → CH3Cl (clometan - metyl clorua) + HCl (ĐK: Ánh sáng)
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 (điclometan- metylen clorua) + HCl (ĐK: Ánh sáng)
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 (triclometan - clorofom) + HCl (ĐK: Ánh sáng)
CHCl3+Cl2 → CCl4 (tetraclometan- cacbon tetraclorua) + HCl (ĐK: Ánh sáng)
Phản ứng trùng hợp
Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự metan:
CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH3 + HBr (sản phẩm chính)
Tính chất vật lí
CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CH2-CH2-Br + HBr (sản phẩm phụ)
Là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành phân tử lớn gọi là polime.
PHản ứng tách: :
Số lượng mắt xích trong một phân tử polime gọi là hệ số trùng hợp, kí hiệu n.
Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng tăng dần theo chiều tăng của phân tử khối
Ankin nhẹ hơn nước, không tan trong nước
Phản ứng oxi hoá
Oxi hoá hoàn toàn
Oxi hoá không hoàn toàn
click to edit
3,Phản ứng oxi hóa
a,Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:
Khi đun nóng đồng thời cả 2 ống nghiệm trong nồi cách thủy, ta thấy: benzen vẫn không làm mất màu dung dịch kali pemanganat
b, Phản ứng oxi hòa hoàn toàn:
Các hirdrocacbon thơm khi cháy tỏa nhiều nhiệt:
Dưới tác dụng của nhiệt và những chất xúc tác thích hợp, các ankan có phân tử khối nhỏ sẽ bị tách hiđro thành hiđrocacbon không no tương ứng
Phương trình tổng quát: CnH(2n+2) → CnH2n + H2 (nhiệt độ, Fe)
3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO–CH2–CH2–OH + 2MnO2↓ + 2KOH
Ví dụ:
Tính chất hóa học
Phán ứng oxi hoá:
Phản ứng cộng :
Khi bị đốt, các ankan đều cháy và tỏa ra nhiều nhiệt theo công thức chung: CnH2n+2 + (3n+1/2) O2 → nCO2 + (n+1) H2O
Điều chế
click to edit
Điều chế:
Trong phòng thí nghiệm:
Điều chế trong phòng thí nghiệm:
Trong công nghiệp:
Trong phòng thí nghiệm, metan được điều chế bằng cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút theo phương trình: CH3COONa + NaOH → CH4↑ + Na2CO3 (ĐK: CaO, nhiệt độ)
click to edit
Ứng dụng
Điều chế trong công nghiệp:
CO + 3H2 → CH4 + H2O (nhiệt độ, xúc tác)
C + 2H2 → CH4 (Ni, 500 độ C)
Người ta tìm thấy một lượng lớn ankan (CH4, C2H6, C3H8, C4H10 …) trong dầu mỏ, khí dầu mỏ, khí thiên nhiên,… Thông qua phương pháp chưng cất phân đoạn, ankan trong công nghiệp thu được ở những phân đoạn chưng cất khác nhau.
Tổng hợp polime
Ứng dụng:
- Trùng hợp etilen, propilen, butilen người ta thu được các polime để chế tạo màng mỏng, bình chứa, ống dẫn nước, ... dùng cho nhiều mục đích khác nhau.
Đặc biệt, CH4 có thể ứng dụng để điều chế nhiều chất khác nhau như: Hỗn hợp CO + H2, ammoniac, C2H2, rượu metylic, andehit fomic,
Được sử dụng để tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác như: CH3Cl, CH2Cl2, CCl4, CF2Cl2, …
Dầu bôi trơn và chất dung môi.
Nhiên liệu trong hàn cắt kim loại.
- Chuyển hoá etilen thành các monome khác để tổng hợp ra hàng loạt polime đáp ứng nhu cầu phong phú của đời sống và kĩ thuật.
VD:
Tổng hợp các hoá chất khác
Từ etilen tổng hợp ra những hoá chất hữu cơ thiết yếu như etanol, etilen oxit, etylen glicol, anđehit axetic, ...
Phản ứng đime hóa và trime hóa
Ứng dụng
Tính chất hóa học của Ankadien
Điều chế ứng dụng
Dùng buta-1,3-dien hoặc isopren để điều chế polibutadien hoặc poliisopren, là những tính chất có đàn hồi cao
Dùng để sản xuất cao su (lốp xe, nhựa trám thuyền,..)
Phản ứng trùng hợp
Phản ứng oxi hóa
Phản ứng cộng
Định nghĩa
hidrocacbon mạch hở, không no. Trong phân tử hợp chất này có chứa 2 liên kết đôi và có công thức tổng quát là CnH2n-2 (với n≥ 3).
Công thức tổng quát của Ankadien liên hợp: CnH2n-2 (với n≥ 4).
Cách gọi tên Ankadien tổng quát như sau: số chỉ vị trí nhánh – tên nhánh + tên mạch chính + a – số chỉ vị trí nối đôi – dien
Tính chất vật lý
Phân loại Ankadien
Ankadien liên hợp (có liên kết đôi cách nhau bởi 1 liên kết đơn): CH2 = CH – CH = CH2.
Ankadien có 2 liên kết đôi cách nhau từ 2 liên kết đơn trở lên: CH2 = CH – CH2 – CH = CH2.
Ankadien có 2 liên kết đôi ngay cạnh nhau: CH2 = C = CH2.
Butađien chất khí, isopren chất lỏng đều không tan trong nước, tan trong một số dung môi hữu cơ như rượu, ete
click to edit
Phản ứng thế bằng ion kim loại
Phản ứng oxi hóa
ĐIỀU CHẾ
Trong phòng TN axetilen điều chế bằng cách cho CaC2 tác dụng với nước
Trong công nghiệp thì axetilen được điều chế từ metan
ỨNG DỤNG
click to edit
Axetilen được dùng làm đèn xì để hàn, cắt kim loại
- Là nguyên liệu quan trọng để điều chế nhiều chất hữu cơ