ANKAN HOẶC HIĐROCACBON NO: TÍNH CHẤT, VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2025

Các ankan hay hiđrocacbon no có đặc điểm chỉ liên kết đơn trong cấu tạo thuộc loại cộng hóa trị. Điều này có nghĩa là các nguyên tử cacbon hiện diện trong các loài này liên kết với lượng nguyên tử hydro tối đa mà chúng có thể hình thành liên kết, vì lý do này chúng được gọi là bão hòa.

Trong vũ trụ hóa học hữu cơ, ankan hay còn gọi là parafin được coi là loài khá phong phú và rất quan trọng, thuộc nhóm hiđrocacbon béo (như hiđrocacbon không no).

Hydrocacbon no đơn giản nhất có thể được tạo thành được lấy làm ví dụ: metan, một hợp chất được tìm thấy trong pha khí ở điều kiện môi trường tiêu chuẩn (25 ° C và atm), có công thức là CH ₄ .

Có thể thấy, nguyên tử cacbon duy nhất hiện diện trong phân tử này có bốn liên kết đơn giản, một với mỗi nguyên tử hydro.

Anken và ankin có những ứng dụng thương mại quan trọng, như trong trường hợp của etylen và propylen; nhưng chúng cũng là những hợp chất có phản ứng mạnh hơn so với các hydrocacbon no, làm cho chúng có một loạt các phản ứng phát sinh từ các anken và anken thông thường.

Danh pháp của ankan

Để gọi tên chính xác ankan hoặc hiđrocacbon no, điều đầu tiên cần ghi nhớ là theo IUPAC (Liên minh quốc tế về hóa học thuần túy và ứng dụng), không nên áp dụng danh pháp hệ thống cho bốn ankan đơn giản nhất.

Danh pháp của hydrocacbon no mạch thẳng

Các hợp chất này có công thức chung là C _n H _{2n + 2} , trong đó giá trị của n chỉ có thể là số nguyên dương (n = 1,2, …) và chúng được đặt tên bằng cách sử dụng tiền tố tương ứng với số nguyên tử cacbon và là thêm hậu tố –ano.

Vậy 4 phân tử no đầu là: metan (CH ₄ ), etan (C ₂ H ₆ ), propan (C ₃ H ₈ ) và butan (C ₄ H ₁₀ ).

Để bắt đầu với danh pháp của ankan có từ năm đến mười nguyên tử cacbon, người ta đếm số nguyên tử này có mặt trong chuỗi dài nhất, miễn là nó liên tục.

Hơn nữa, trong trường hợp nguyên tử hydro bị trừ khỏi ankan, nó sẽ trở thành một nhóm thế, nghĩa là, một nhóm mà -an kết thúc được chuyển thành -yl. Ví dụ, metan (CH ₄ ) sẽ trở thành metyl (-CH ₃ ) và tương tự với các phân tử khác.

Tính đến những gì đã được nêu cho đến nay và thêm rằng việc đếm phải luôn bắt đầu bằng nguyên tử cacbon có nhóm thế gần nhất, vị trí của nhóm thế theo sau là tên của ankan được chỉ ra.

Như vậy, hợp chất trên có tên là 3-metylpentan.

Danh pháp hydrocacbon no có nhánh

Tương tự, ankan mạch nhánh có cùng công thức tổng quát là ankan mạch thẳng nhưng với n> 2. Vì vậy, mỗi khi một hoặc nhiều nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử thay thế cho một hoặc nhiều nguyên tử hydro, vị trí của các nhóm thế này phải được lưu ý.

Nếu có một số nhánh của các nhóm cùng loại ankyl, các biểu thức di-, tri- hoặc tetra- được sử dụng để chỉ số lượng của các nhóm thế này, đứng trước là chỉ ra vị trí của chúng và kết thúc bằng tên của ankan.

Trong trường hợp các nhóm thế khác nhau, chúng được đặt tên theo thứ tự bảng chữ cái, và cũng có thể có các nhóm thế không phải cacbon, chẳng hạn như clo (Cl) hoặc nitro (NO ₂ ).

Trong mọi trường hợp, để đếm số lượng cacbon của chuỗi chính, số nhỏ nhất được trao cho cacbon liên kết với nhóm thế thấp nhất theo thứ tự bảng chữ cái, và tiếp tục theo hướng đó.

Danh pháp của hydrocacbon no mạch vòng

Các hiđrocacbon no loại tuần hoàn, còn được gọi là xicloalkanes, có công thức chung là C _n H _2n , trong đó n = 3,4, …

Trong các phân tử hữu cơ này, các nguyên tử cacbon tạo nên nó được sắp xếp theo một cách khép kín, tức là cấu trúc của chúng tạo thành một vòng.

Để đặt tên cho các loài này, các hướng dẫn được mô tả ở trên đối với ankan mạch thẳng và phân nhánh được tuân theo, chỉ thêm tiền tố cyclo-. Tương tự như vậy, xiclopropan (C ₃ H ₆ ) được coi là xycloalkan đơn giản nhất.

Tương tự, những phân tử này có thể chứa nhiều hơn một vòng được tích hợp vào chuỗi chính của chúng, với tối thiểu ba nguyên tử cacbon và thậm chí tạo thành cấu trúc phức tạp cao.

Tính chất

Các hydrocacbon bão hòa có đặc điểm chính là hình thành các liên kết đơn giản giữa các nguyên tử của chúng, khiến chúng trở thành một nhóm phân tử rất lớn và mang lại cho chúng những tính chất khá cụ thể như được trình bày chi tiết dưới đây:

Đồng phân hóa hình học

Cấu trúc của các phân tử ankan tạo ra những thay đổi về tính chất vật lý và hóa học của chúng, do cấu trúc của 4 liên kết mà cacbon có thể hình thành.

Điều này có nghĩa là mặc dù thực tế là trong các phân tử này, cacbon có kiểu lai hóa sp ³ , nhưng góc giữa các nguyên tử lân cận của nó có thể thay đổi tùy thuộc vào loại nguyên tử.

Để giải thích chính xác hơn, xycloalkane có góc xoắn tạo cho chúng một đặc tính riêng gọi là hóa học lập thể, và có thể ảnh hưởng đến năng lượng của phân tử và các yếu tố khác vốn có của nó, chẳng hạn như tạo cho nó các đặc tính quang phổ và quang học.

Tính axit

Các hydrocacbon bão hòa cho thấy khả năng phản ứng khá thấp với các ion và các phân cực khác. Đồng thời, chúng thực tế không có tương tác với các chất có tính axit và kiềm.

Phân cực

Các ankan được coi là không dẫn điện, bởi vì chúng thực tế là không phân cực khi có điện trường. Vì vậy liên kết hydro không thể được hình thành để cho phép nó hòa tan trong dung môi phân cực.

Vì vậy, chúng thực tế có thể hòa tan trong tất cả các dung môi không phân cực, không thể hòa tan với các dung môi phân cực như nước.

Điểm sôi và nóng chảy

Trong các hydrocacbon no, tương tác giữa các phân tử xảy ra do lực van der Waals, trong đó tương tác mạnh hơn chuyển thành nhiệt độ sôi cao hơn.

Một xu hướng tương tự cũng được quan sát đối với điểm nóng chảy, nhưng điều này là do khả năng đóng gói của phân tử.

Vì những tương tác này liên quan trực tiếp đến khối lượng phân tử của loài, phân tử càng lớn thì điểm sôi và điểm nóng chảy của nó sẽ cao hơn.

Do đó, do có cấu trúc cứng hơn tạo cho chúng một mặt phẳng tiếp xúc giữa các phân tử, xycloalkanes có nhiệt độ sôi và điểm nóng chảy cao hơn các ankan mạch thẳng tương ứng của chúng.

Ví dụ về ankan

Ankan tuyến tính

Mêtan : Là một chất khí không màu, không mùi, có nhiều trong tự nhiên và là sản phẩm của một số hoạt động nhất định của con người. Mêtan là thành phần đơn giản nhất của ankan và là một trong những khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh nhất (Encyclopædia Britannica, 2017).

Ethane : là một loại khí chủ yếu được tìm thấy trong khí tự nhiên và được sử dụng trong hỗn hợp với các khí khác để sản xuất nhiên liệu.

Propane : Là một loại khí không màu, có trong khí đốt tự nhiên và được sử dụng làm nhiên liệu trong gia đình và các ngành công nghiệp. Công thức hóa học của propan là C ₃ H ₈ và công thức mở rộng là CH ₃ CH ₂ CH ₂ (Công thức Propan, SF).

Butan : hay n-butan là một trong hàng chục loại khí được chiết xuất từ ​​khí thiên nhiên thô và cũng có thể được sản xuất từ ​​dầu thô. N-butan là một chất khí đa dụng không màu. Butan có thể được sử dụng để sưởi ấm, làm mát và làm nhiên liệu nhẹ hơn.

N-Pentane : là một chất lỏng trong suốt không màu, có mùi giống dầu mỏ. Pentane được tìm thấy trong đồ uống có cồn và dầu hop. Alkan này là một thành phần của một số nhiên liệu và được sử dụng làm dung môi đặc biệt trong phòng thí nghiệm.

N-Hexane : là chất lỏng trong suốt không màu, có mùi giống dầu mỏ. Nó được tìm thấy trong trái cây họ cam quýt và được sử dụng để chiết xuất dầu ăn từ hạt và rau quả, như một dung môi chuyên dụng và làm chất làm sạch.

N-Heptane : là một chất lỏng trong suốt không màu, có mùi giống dầu mỏ. Nó được tìm thấy trong thảo quả. Ít đặc hơn nước và không tan trong nước. Hơi nặng hơn không khí.

N-Octan : Là chất lỏng không màu, có mùi xăng. Ít đặc hơn nước và không tan trong nước. Do đó nó nổi trên mặt nước. Tạo ra hơi khó chịu.

Methyl Chloride : Còn được gọi là chloromethane, nó là một chất khí không màu. Nó là haloalkan đơn giản nhất, được sử dụng trong sản xuất polyme silicone và sản xuất các sản phẩm hóa học khác.

Chloroform : nó là một chất lỏng không màu, có mùi và rất dễ bay hơi đã được sử dụng rộng rãi với đặc tính gây mê. Do những đặc tính này, nó nổi tiếng là có thể gây choáng hoặc trúng người, ngay cả khi được dùng với liều lượng nhỏ (PhimDoes Chloroform Really Knock You Out As They Show In Movies?, 2016).

Cacbon tetraclorua : còn gọi là tetraclometan, một chất lỏng không màu, đậm đặc, có độc tính cao, dễ bay hơi, không cháy, có mùi đặc trưng và được dùng làm dung môi.

Chloroethane : là chất khí ngưng tụ dưới áp suất nhẹ. Chloroethane được sử dụng chủ yếu để giảm đau cục bộ trong y học thể thao (Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia., 2017).

Bromoethane : còn được gọi là ethyl bromide, nó là một chất lỏng bay hơi không màu, ít tan và đặc hơn nước. Hơi nặng hơn không khí. Nó được sử dụng để sản xuất dược phẩm và làm dung môi.

Ankan phân nhánh

Isobutan : là một chất khí không màu, có mùi dầu mỏ nhẹ. Nó được vận chuyển dưới dạng khí hóa lỏng dưới áp suất hơi của nó. Tiếp xúc với chất lỏng có thể gây tê cóng. Nó bật một cách dễ dàng.

Isopentane - Còn được gọi là 2-metylbutan, nó là một chất lỏng nước không màu, có mùi xăng. Nổi trong nước. Nó tạo ra hơi dễ cháy và khó chịu (Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. Cơ sở dữ liệu Hợp chất PubChem;, 2017).

2-metylpentan : nó là một ankan mạch nhánh có công thức phân tử C ₆ H1 ₄ . Nó là một chất lỏng dạng nước có mùi xăng, nổi trên mặt nước và tạo ra hơi khó chịu.

3,3-Dimethylhexane - Được tìm thấy trong các loại thảo mộc và gia vị. 3, 3-Dimethylhexane là một thành phần của Osmanthus aromans (osmanthus ngọt) và dầu nhân sâm.

2, 3-Dimethylhexane : có trong trái cây. 2,3-Dimetylhexan là một thành phần dễ bay hơi của tinh bột.

Neopentane : nó là một chất lỏng ít đặc hơn nước. Không tan trong nước nhưng tan trong cồn (Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia, 2015).

2, 2, 4-trimethylpentane : hoặc isooctan được thải vào môi trường thông qua sản xuất, sử dụng và thải bỏ các sản phẩm liên quan đến ngành công nghiệp dầu khí. 2,2,4-trimethylpentane đã thâm nhập vào da người và gây hoại tử da và mô ở bàn tay, cần phải phẫu thuật (Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia, 2017).

Cycloalkanes

Cyclopropan - là một chất khí không màu, có mùi giống dầu mỏ. Tiếp xúc với chất lỏng có thể gây tê cóng. Nó có thể làm ngạt thở do sự dịch chuyển của không khí và có tác dụng gây mê ở nồng độ cao.

Cyclobutan : Khí ngưng tụ thành chất lỏng ở 13 ° C.Không tan trong nước. Hòa tan trong rượu, axeton và ete.

Cyclopentane - là chất lỏng trong suốt không màu, có mùi giống dầu mỏ. Ít đặc hơn nước và không hòa tan trong nó. Hơi nặng hơn không khí.

Cyclohexane : có trong su hào. Chất pha loãng trong hỗn hợp phụ gia màu dùng trong thực phẩm.

Cycloheptane : nó là một chất lỏng không màu, không hòa tan, nhờn và ít đặc hơn nước. Hít phải nồng độ cao có thể gây mê. Nó được sử dụng để tạo ra các hóa chất khác.

Cyclooctan : nó là một hydrocacbon đa vòng với chín nguyên tử cacbon. Không tan trong nước.

Methylcyclohexane - là chất lỏng trong suốt không màu, có mùi giống dầu mỏ. Trong metylcyclohexan, cấu trúc dạng ghế trong đó nhóm metyl lớn nằm ở xích đạo là ổn định nhất và do đó là cấu trúc phổ biến nhất trong tất cả các cấu trúc có thể có (Carey, 2011).

Isopropyl Cyclohexane : Là một chất lỏng không màu có trong trái cây. Isopropyl cyclohexane có trong Carica đu đủ (đu đủ).

metylcyclopentan : nó là một chất lỏng không màu, không hòa tan và ít đặc hơn nước. Hơi có thể gây mê và gây khó chịu. Methylcyclopentane được phân lập từ Helianthus annuus (hướng dương).

Norborane : nó là một ankan hai vòng còn được gọi là xe đạp heptan với công thức C7H12.

Người giới thiệu

1. Ankan. (2016, ngày 28 tháng 11). Được khôi phục từ chem.libretexts.org.
2. Ankan. (SF). Lấy từ hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). Ankan. Đã khôi phục từ bbc.co.uk.
4. Carey, FA (2011, ngày 2 tháng 12). Hiđrocacbon. Phục hồi từ britannica.
5. Encyclopædia Britannica. (2017, ngày 24 tháng 3). Mêtan. Phục hồi từ britannica.com.
6. Học viện Khan. (SF). Ankan, xicloankan và nhóm chức. Phục hồi từ khanacademy.org.
7. Liệu Chloroform có thực sự đánh gục bạn nhanh như khi họ chiếu trên phim không? (2016). Phục hồi từ Scienceabc.
8. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. . (2017, ngày 06 tháng 5). Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem; CID = 6337. Lấy từ PubChem.
9. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (2015, ngày 6 tháng 5). Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem; CID = 10041. Lấy từ PubChem.
10. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (2017, ngày 6 tháng 5). Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem; CID = 10907. Lấy từ PubChem.
11. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem;. (2017, ngày 6 tháng 5). Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem; CID = 6556,. Lấy từ PubChem.
12. Công thức propan. (SF). Được khôi phục từ softschools.com.