Лекция №6-8. Алканы (предельные углеводороды)

Цель: ознакомиться с номенклатурой, методами получения, физическими и химическими свойствами, механизмом реакций алканов.

Основные вопросы:

1. Гомологический ряд метана

2. Номенклатура алканов

3. Лабораторные и промышленные методы получения алканов

4. Физические и химические свойства

5. Механизм реакции радикального замещения

Краткое содержание:

Предельные углеводороды алифатического ряда являются гомологами простейшего из всех углеводородов — метана. При последовательном замещении в углеводородах атомов водорода на одновалентный остаток, или радикал, — СН3, называемый метилом, получается гомологический ряд углеводородов, начинающийся от метана СН4, причем каждый последующий член этого ряда по составу отличается от предыдущего на одну группу СН2 (метиленовая группа). Эта разница в составе, наблюдаемая и во всех остальных гомологических рядах, называется гомологической разностью состава. Таким образом, получается гомологический ряд общей формулы С_nH_2n+2. Начиная уже с четвертого члена, углеводороды этого ряда при одинаковом составе могут иметь различное строение, выражаемое различными структурными формулами. Так, для четвертого члена ряда, имеющего состав С₄Н₁₀, возможно существование двух изомеров, двух различно построенных соединений. Для пятого члена С₅Н₁₂ возможны уже три изомера Для каждого следующего члена возможно все большее и большее число изомеров. Так, например, для углеводорода состава C₁₃Н₂₈ возможны 802 изомера, для C₁₄H₃₀ — уже 1858 изомеров, для углеводорода С₂₀Н₄₂ возможно 366 319 изомеров и т. д. Для подсчета числа изомеров нельзя составить какой-либо общей формулы подобно, например, формуле для п-го члена бинома Ньютона), выражающей N—число возможных изомеров через данное п—число атомов углерода. Подсчет возможен лишь с помощью так называемых рекуррентных формул, позволяющих найти число изомеров углеводорода с (n+1) атомами углерода, если известно число изомеров предыдущего гомолога, содержащего п атомов углерода.