Cykloalkany: chemické vlastnosti, aplikace

Zvažte cykloalkany. Chemické vlastnosti této třídy jsou charakterizovány strukturními znaky, přítomností uzavřené konstrukce.

Charakteristika kompozice

Obecný vzorec cykloalkanů je CnH2n. Atomové atomy uhlíku v těchto sloučeninách jsou ve sp3-hybridním stavu. Je to obecný vzorec cykloalkanů, který vysvětluje intermetalickou isomerizaci s alkénem.

Navzdory podobnosti s nasycenými uhlovodíky hybridizační typ uhlíkových atomů mezi jednotlivými třídami existují významné rozdíly. Cykloparafiny mají uzavřenou strukturu. Prvním představitelem této série je cyklopropan.

Nomenklatura

Existují typy cykloalkanů, které mají jednoduchý cyklus, postranní substituenty. V závislosti na vlastnostech struktury existuje algoritmus pro pojmenování cykloparafinů. Například C 3H ₆ je cyklopropan. Struktura neobsahuje další radikály, takže při vytváření jména se předpona cyklo přidává k propanu.

C ₄ H ₈ mohou existovat jako dvě strukturní vzorce: cyklobutan a methylcyklopropan. Vzhledem k tomu, že struktura uhlovodíku je uzavřena, nemá smysl naznačovat polohu jednoho radikálu číslicí. Pokud je v molekule několik různých substituentů, začíná číslování od těch, které budou nejvyšší.

Strukturální prvky

Jakou jinou strukturu mohou mít cykloalkany? Chemické vlastnosti sloučenin, které mají několik cyklů, mají určité rozdíly od monocyklů. Názvy těchto sloučenin nejprve naznačují menší cyklus a poté se nazývají větší kruh. Pokud se v molekule opakuje několik identických cyklů, přidejte předpony bicyklo-, tetracyklo-.

Získání

Cykloalkany jsou součástí oleje, takže mají druhé jméno - nafteny. To je důvod, proč získat zástupce této třídy, která zahrnuje pět až sedm atomů uhlíku, provádět rafinace ropy.

V laboratorních podmínkách se vyrábějí cykloparafiny Würzovou reakcí. Jeho podstatou je interakce aktivních kovů s dihalogenem substituovanými alkány.

Isomerismus a vlastnosti

Jaké typy isomerizmu mají cykloalkany? Chemické vlastnosti této třídy jsou podobné chemickým vlastnostem nasycených uhlovodíků. U všech naftenů vycházejících z C ₄ H ₈ je charakteristická strukturální izomerie. Interklasové izomery pro zástupce této skupiny uhlovodíků jsou alkény. U naftenů z C5H10 je také rozlišována optická isomerizace.

Co jsou cykloalkany? Chemické vlastnosti těchto sloučenin jsou založeny na strukturních vlastnostech. Síla vazeb závisí na počtu atomů uhlíku přítomných v molekule. Vzhledem k tomu, že relativní molekulová hmotnost molekuly se zvyšuje, síla klesá a narušují se reakce cyklické konfigurace.

Za normálních podmínek jsou prvními zástupci naftenů plynné látky. Cykloalkany s počtem uhlíků v řetězci od pěti do šestnácti jsou kapaliny a zbytek zástupců této třídy má pevný agregační stav.

Chemické vlastnosti jsou ovlivněny velikostí cyklu, což charakterizuje stabilitu sloučeniny. Například zástupci naftenů jsou charakterizováni hydrogenací (interakce s molekulou vodíku), což vede k tvorbě odpovídající nasycené sloučeniny CnH2n + 2.

Mezi chemickými vlastnostmi, které charakterizují třídu naftenů, je také možné poznamenat schopnost substitučních reakcí. Například při interakci s molekulou halogenu (chloru, bromu) se cyklická struktura nemění, vodík v postranním řetězci je nahrazen atomem odpovídajícího halogenu.

Stejně jako u všech ostatních látek organického původu jsou cykloalkany charakterizovány interakcí s atmosférickým kyslíkem. Mezi reakční produkty bude nejen oxid uhličitý, vodní pára, ale také tepelná energie.

Jaké jsou cykloalkany? První věc, kterou je třeba poznamenat, je použití ethylcyklohexanu a cyklohexanu. Tyto látky jsou základem průmyslové výroby kaprolaktanu, kyseliny adapiové. Všechny nafty jsou vynikajícími rozpouštědly. Navíc je cyklopropan používán jako anestetický inhalační prostředek v moderní medicíně.