Una de las tareas más importantes en química es la correcta composición de fórmulas químicas. Una fórmula química es una representación escrita de la composición de una sustancia química utilizando la designación y los índices de elementos latinos. Para compilar correctamente la fórmula, definitivamente necesitaremos la tabla periódica y el conocimiento de reglas simples. Son bastante sencillos y hasta los niños pueden recordarlos.
Cómo hacer fórmulas químicas.
El concepto principal a la hora de elaborar fórmulas químicas es el de “valencia”. La valencia es la propiedad de un elemento de contener un cierto número de átomos en un compuesto. La valencia de un elemento químico se puede consultar en la tabla periódica y también es necesario recordar y poder aplicar reglas generales simples.
- La valencia de un metal siempre es igual al número de grupo, siempre que esté en el subgrupo principal. Por ejemplo, el potasio tiene una valencia de 1 y el calcio tiene una valencia de 2.
- Los no metales son un poco más complicados. Un no metal puede tener valencia mayor o menor. La valencia más alta es igual al número del grupo. La valencia más baja se puede determinar restando ocho el número de grupo del elemento. Cuando se combinan con metales, los no metales siempre tienen la valencia más baja. El oxígeno siempre tiene una valencia de 2.
- En un compuesto de dos no metales, el elemento químico que se encuentra a la derecha y más arriba en la tabla periódica tiene la valencia más baja. Sin embargo, el flúor siempre tiene una valencia de 1.
- ¡Y una regla más importante a la hora de establecer probabilidades! ¡El número total de valencias de un elemento siempre debe ser igual al número total de valencias de otro elemento!
Consolidemos nuestro conocimiento usando el ejemplo de un compuesto de litio y nitrógeno. El litio metálico tiene una valencia de 1. El nitrógeno no metálico se sitúa en el grupo 5 y tiene una valencia mayor de 5 y una valencia menor de 3. Como ya sabemos, en los compuestos con metales, los no metales siempre tienen una valencia menor. valencia, por lo que el nitrógeno en este caso tendrá una valencia de tres. Ordenamos los coeficientes y obtenemos la fórmula requerida: Li 3 N.
Entonces, muy simple, ¡aprendimos a componer fórmulas químicas! Y para memorizar mejor el algoritmo de redacción de fórmulas, hemos preparado su representación gráfica.
Instrucciones
Consejo útil
Para determinar la valencia de los átomos al elaborar fórmulas estructurales, utilice el sistema periódico. Una fórmula estructural tridimensional ayudará a mostrar la distancia exacta de los átomos en una molécula.
Fuentes:
- fórmula estructural de sustancias
- Elaboración de fórmulas de compuestos complejos.
Algunos todavía recuerdan con escalofríos sus lecciones de química en la escuela, en las que tenían que hacer estructuras fórmulas Hidrocarburos y sus isómeros. Mientras tanto, esto no tiene nada de complicado. Basta con guiarse por un determinado algoritmo al compilar fórmulas.
Instrucciones
Familiarízate con la fórmula molecular de un hidrocarburo. Basándose en esto, primero componga la fórmula para un esqueleto carbonado no ramificado (cadena de carbono).
Reducir la cadena de carbono en un átomo. Colóquelo como una rama lateral de la cadena de carbono. No olvide que los átomos que se encuentran en los átomos más externos de la cadena son ramas laterales.
Determine a qué borde está más cercana la rama lateral. Vuelva a numerar la cadena de carbonos comenzando en este extremo. Ordena los átomos de hidrógeno según los carbonos.
Determine si es posible colocar una rama lateral en otros átomos de carbono de la cadena. En caso de conclusiones positivas, elaborar fórmulas. Si esto no es posible, reduzca la cadena carbonada principal en otro átomo y colóquela como otra rama lateral. Tenga en cuenta: no se pueden colocar más de 2 ramas laterales cerca de un carbón.
Coloque los números de serie sobre el borde al que está más cercana la rama lateral. Coloque átomos de hidrógeno cerca de cada átomo, teniendo en cuenta la valencia del carbono.
Verifique nuevamente para ver si otros carbonos en la cadena principal tienen posibles ramas laterales. Si esto es posible, entonces haga fórmulas posibles isómeros, si no, reducir la cadena de carbono en otro átomo y disponerla como una rama lateral. Ahora numera toda la cadena de átomos y vuelve a intentarlo. fórmulas isómeros. Si ya hay dos ramas laterales ubicadas a la misma distancia de los bordes de la cadena, comience a numerar desde el borde que tiene más ramas laterales.
Continúe estos pasos hasta que haya agotado todas las opciones para colocar ramas laterales.
Para facilitar el registro de la composición química y la estructura de una sustancia química, se crearon ciertas reglas para compilar fórmulas químicas utilizando símbolos, números y signos auxiliares especiales.
Instrucciones
Químico fórmulas por escrito ecuaciones químicas, representaciones esquemáticas de procesos químicos, conexiones. Utilizan el llamado lenguaje, que es un conjunto de símbolos, como símbolos de elementos químicos, el número de átomos de cada elemento en la sustancia que se describe, etc.
Los símbolos de los elementos químicos son una o más letras del alfabeto latino, la primera de las cuales es mayúscula. Esta es una notación esquemática del nombre completo de un elemento, por ejemplo, Ca es calcio o lat. Calcio.
El número de átomos se expresa en números matemáticos, por ejemplo, H_2 son dos átomos de hidrógeno.
Hay varias formas de escribir química. fórmulas: más simple, empírico, racional y. El registro más simple refleja la proporción de elementos químicos que indica la masa atómica, que se indica después del signo del elemento químico como un subíndice. Por ejemplo, H_2O es la fórmula más simple de una molécula de agua, es decir dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
El empírico se diferencia del más simple en que refleja la composición de la sustancia, pero no la estructura de las moléculas. La fórmula muestra el número de átomos en una molécula, que también se representa como un subíndice.
La diferencia entre las fórmulas más simples y empíricas se muestra mediante la notación fórmulas benceno: CH y C_6H_6 respectivamente. Aquellos. la fórmula más simple muestra la proporción directa de átomos de carbono e hidrógeno, mientras que la empírica dice que una molécula de una sustancia contiene 6 átomos de carbono y 6 átomos de hidrógeno.
Una fórmula racional muestra claramente la presencia de átomos de elementos en un compuesto. Estos grupos están entre paréntesis y su número se indica mediante un subíndice después del paréntesis. La fórmula también utiliza corchetes, que encierran compuestos complejos de átomos (compuestos con una molécula neutra, un ion).
La fórmula estructural se representa gráficamente en un espacio bidimensional o tridimensional. Los enlaces químicos entre átomos se representan como líneas, con los átomos indicados tantas veces como estén involucrados en la conexión. La fórmula de una sustancia se expresa más claramente mediante una imagen tridimensional que muestra la posición relativa de los átomos y las distancias entre ellos.
Vídeo sobre el tema.
Un hidrocarburo es una sustancia orgánica que contiene sólo dos elementos: carbono e hidrógeno. Puede ser saturado, insaturado con doble o triple enlace, cíclico y aromático.
En las sustancias, los átomos están conectados entre sí en una secuencia determinada y entre pares de átomos (entre enlaces químicos) existen ciertos ángulos. Todo esto es necesario para caracterizar sustancias, ya que de ello dependen sus propiedades físicas y químicas. La información sobre la geometría de los enlaces en las sustancias se refleja parcialmente (a veces completamente) en las fórmulas estructurales.
En fórmulas estructurales, la conexión entre átomos está representada por una línea. Por ejemplo:
La fórmula química del agua es H2O y la fórmula estructural es H-O-H,
La fórmula química del peróxido de sodio es Na2O2 y la fórmula estructural es Na-O-O–Na,
La fórmula química del ácido nitroso es HNO2 y la fórmula estructural es H-O-N=O.
Al representar fórmulas estructurales, los guiones suelen mostrar la valencia estequiométrica de los elementos. Las fórmulas estructurales basadas en valencias estequiométricas a veces se denominan gráfico.Tales fórmulas estructurales contienen información sobre la composición y disposición de los átomos, pero no contienen información correcta sobre los enlaces químicos entre los átomos.
Fórmula estructural es una representación gráfica de la estructura química de una molécula de una sustancia, que muestra el orden de las conexiones entre los átomos y su disposición geométrica. Además, muestra claramente la valencia de los átomos incluidos en su composición.
Para escribir correctamente la fórmula estructural de una sustancia química es necesario conocer y comprender bien cuál es la capacidad de los átomos para formar un determinado número de pares de electrones con otros átomos. Después de todo, es la valencia la que le ayudará a trazar enlaces químicos. Por ejemplo, dada la fórmula molecular del amoníaco NH3. Debes escribir la fórmula estructural. Hay que tener en cuenta que el hidrógeno siempre es monovalente, por lo que sus átomos no pueden unirse entre sí, por lo tanto, estarán unidos al nitrógeno.
Para escribir correctamente las fórmulas estructurales de compuestos orgánicos, repita las principales disposiciones de la teoría de A.M. Butlerov, según el cual existen isómeros, sustancias con la misma composición elemental, pero con diferentes propiedades químicas. Por ejemplo, isobutano y butano. Tienen la misma fórmula molecular: C4H10, pero las estructurales son diferentes.
En una fórmula lineal, cada átomo se escribe por separado, por lo que dicha imagen ocupa mucho espacio. Sin embargo, al escribir una fórmula estructural, puedes indicar el número total de átomos de hidrógeno en cada átomo de carbono. Y entre los carbonos vecinos, dibuja enlaces químicos en forma de líneas.
Empiece a escribir isómeros con un hidrocarburo de estructura normal, es decir, con una cadena no ramificada de átomos de carbono. Luego, acórtelo en un átomo de carbono, que unirá a otro carbono interno. Una vez que haya agotado todas las grafías para los isómeros con una longitud de cadena determinada, acórtela en un átomo de carbono más. Y nuevamente fíjelo al átomo de carbono interno de la cadena. Por ejemplo, las fórmulas estructurales de n-pentano, isopentano, tetrametilmetano. Por tanto, un hidrocarburo de fórmula molecular C5H12 tiene tres isómeros. ¡Aprenda más sobre los fenómenos de isomería y homología en los siguientes artículos!
Basándose en estas ideas, A. M. Butlerov desarrolló principios para construir fórmulas gráficas de sustancias químicas. Para hacer esto, necesita conocer la valencia de cada elemento, que se muestra en la figura como el número correspondiente de líneas. Utilizando esta regla, es fácil establecer si la existencia de una sustancia con una determinada fórmula es posible o imposible. Entonces, hay una conexión llamada metano y que tiene la fórmula CH 4. Un compuesto con la fórmula CH 5 es imposible, ya que el carbono ya no tiene valencia libre para el quinto hidrógeno.
Consideremos primero los principios de estructura de los compuestos orgánicos de estructura más simple. Se les llama hidrocarburos, ya que contienen sólo átomos de carbono e hidrógeno (Fig. 138). El más simple de ellos es el metano antes mencionado, que tiene un solo átomo de carbono. Agreguemos otro átomo similar y veamos cómo se llama la molécula de una sustancia. etano Cada átomo de carbono tiene una valencia ocupada por su compañero átomo de carbono. Ahora necesitamos llenar las valencias restantes con hidrógeno. A cada átomo le quedan tres enlaces de valencia libres, a los que añadiremos un átomo de hidrógeno. La sustancia resultante tiene la fórmula C 2 H 6 . Agreguemos otro átomo de carbono.
Arroz. 138. Fórmulas estructurales completas y abreviadas de compuestos orgánicos.
Ahora vemos que al átomo promedio sólo le quedan dos valencias libres. Les agregaremos un átomo de hidrógeno. Y a los átomos de carbono exteriores añadiremos, como antes, tres átomos de hidrógeno. Obtenemos propano– un compuesto de fórmula C 3 H 8. Esta cadena puede continuar, obteniendo cada vez más hidrocarburos nuevos.
Pero los átomos de carbono no necesariamente tienen que estar dispuestos en orden lineal en una molécula. Digamos que queremos agregar otro átomo de carbono al propano. Resulta que esto se puede hacer de dos maneras: uniéndolo al átomo de carbono más externo o al medio del propano. En el primer caso obtenemos butano con la fórmula C 4 H 10. En el segundo caso, el general, llamado formula empírica será el mismo, pero la imagen en la imagen, llamada fórmula estructural, se verá diferente. Y el nombre de la sustancia será ligeramente diferente: no butano, sino isobutano
Las sustancias que tienen la misma fórmula empírica pero diferentes fórmulas estructurales se llaman isómeros, y la capacidad de una sustancia para existir en forma de varios isómeros es isomería. Por ejemplo, comemos varias sustancias que tienen la misma fórmula C 6 H 12 O 6, pero tienen diferentes fórmulas estructurales y tienen diferentes nombres: glucosa, fructosa o galactosa.
Los hidrocarburos que hemos considerado se denominan hidrocarburos saturados. En ellos, todos los átomos de carbono están conectados entre sí mediante un enlace simple. Pero como el átomo de carbono es tetravalente y tiene cuatro electrones de valencia, teóricamente puede formar enlaces dobles, triples e incluso cuádruples. Los enlaces cuádruples entre átomos de carbono no existen en la naturaleza, los enlaces triples son raros, pero los enlaces dobles están presentes en muchas sustancias orgánicas, incluidos los hidrocarburos. Los compuestos en los que existen dobles o triples enlaces entre átomos de carbono se llaman ilimitado o hidrocarburos insaturados. Tomemos nuevamente una molécula de hidrocarburo que contenga dos átomos de carbono, pero conéctelos mediante un doble enlace (ver Fig. 138). Vemos que ahora a cada átomo de carbono le quedan dos enlaces libres, a cada uno de los cuales puede unir un átomo de hidrógeno. El compuesto resultante tiene la fórmula C 2 H 4 y se llama etileno. El etileno, a diferencia del etano, tiene menos átomos de hidrógeno para la misma cantidad de átomos de carbono. Por tanto, los hidrocarburos que tienen un doble enlace se denominan insaturados en el sentido de que no están saturados de hidrógeno.
Recopilación de nombres de compuestos orgánicos mediante fórmulas estructurales.
Hagamos la tarea inversa. Inventemos el nombre de un compuesto orgánico en función de su fórmula estructural. (Lea las reglas para nombrar compuestos orgánicos. Invente el nombre de un compuesto orgánico usando la fórmula estructural).
4. Variedad de compuestos orgánicos.
Cada día aumenta en casi mil el número de sustancias orgánicas extraídas y descritas por los químicos. Ahora se conocen alrededor de 20 millones de ellos (hay decenas de veces menos compuestos inorgánicos).
La razón de la diversidad de compuestos orgánicos es la singularidad de los átomos de carbono, a saber:
- valencia bastante alta - 4;
Capacidad para crear enlaces covalentes simples, dobles y triples;
Capacidad de combinarse entre sí;
La posibilidad de formar cadenas lineales, ramificadas y cerradas, que se denominan ciclos.
Entre las sustancias orgánicas, los compuestos más importantes son el carbono y el hidrógeno; se les llama hidrocarburos. Este nombre proviene de los antiguos nombres de los elementos: "carbono" e "hidrógeno".
La clasificación moderna de compuestos orgánicos se basa en la teoría de la estructura química. La clasificación se basa en las características estructurales de la cadena carbonada de los hidrocarburos, ya que son de composición simple y en la mayoría de las sustancias orgánicas conocidas, los radicales hidrocarbonados constituyen la parte principal de la molécula.
5. Clasificación de los hidrocarburos saturados.
Los compuestos orgánicos se pueden clasificar:
1) por la estructura de su cuadro de carbono. Esta clasificación se basa en cuatro clases principales de compuestos orgánicos (compuestos alifáticos, compuestos alicíclicos, compuestos aromáticos y compuestos heterocíclicos);
2) por grupos funcionales.
acíclico ( Los compuestos no cíclicos, de cadena) también se denominan grasos o alifáticos. Estos nombres se deben a que uno de los primeros compuestos de este tipo bien estudiados fueron las grasas naturales.
Entre la variedad de compuestos orgánicos, se pueden distinguir grupos de sustancias que son similares en sus propiedades y se diferencian entre sí por un grupo: CH 2.
Ø Los compuestos que son similares en propiedades químicas y cuya composición difiere entre sí en un grupo, CH 2, se denominan homólogos.
Ø Los homólogos, ordenados en orden creciente de su peso molecular relativo, forman series homólogas.
Ø Grupo - CH2 2, llamado diferencia homológica.
Un ejemplo de serie homóloga puede ser una serie de hidrocarburos saturados (alcanos). Su representante más simple es el metano CH 4. Finalizando - es Característica de los nombres de los hidrocarburos saturados. Luego viene el etano C 2 H 6, el propano C 3 H 8, el butano C 4 H 10. A partir del quinto hidrocarburo, el nombre se forma a partir del número griego que indica el número de átomos de carbono en una molécula y la terminación -un. Estos son pentano C 5 H 12, hexano C 6 H 14, heptano C 7 H 16, octano C 8 H 18, nonano CdH 20, decano C 10 H 22, etc.
La fórmula de cualquier homólogo posterior se puede obtener añadiendo una diferencia homóloga a la fórmula del hidrocarburo anterior.
Cuatro enlaces CH, por ejemplo, en el metano, son equivalentes y están ubicados simétricamente (tetraédricos) en un ángulo de 109 0 28 entre sí. Esto se debe a que un orbital 2s y tres orbitales 2p se combinan para formar cuatro orbitales nuevos (idénticos) que pueden formar enlaces más fuertes. Estos orbitales están dirigidos hacia los vértices del tetraedro, tal disposición cuando los orbitales están lo más separados posible entre sí. Estos nuevos orbitales se denominan sp. 3
– orbitales atómicos hibridados.
La nomenclatura más conveniente, que permite nombrar cualquier compuesto, essistemáticamenteNomenclatura de compuestos orgánicos.
Muy a menudo, los nombres sistemáticos se basan en el principio de sustitución, es decir, cualquier compuesto se considera un hidrocarburo no ramificado, acíclico o cíclico, en cuya molécula uno o más átomos de hidrógeno son reemplazados por otros átomos y grupos, incluidos los residuos de hidrocarburos. . Con el desarrollo de la química orgánica, la nomenclatura sistemática se mejora y complementa constantemente, y esto es supervisado por la comisión de nomenclatura de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).
Nomenclatura de alcanos y sus nombres derivados Ya se han dado los primeros diez miembros de la serie de hidrocarburos saturados. Para enfatizar que el alcano tenía una cadena de carbonos lineal, a menudo se agrega la palabra normal (n-) al nombre, por ejemplo:
Cuando se elimina un átomo de hidrógeno de una molécula de alcano, se forman partículas monovalentes, que se denominan radicales hidrocarbonados(abreviado como R.
Los nombres de los radicales monovalentes provienen de los nombres de los hidrocarburos correspondientes con la terminación reemplazada. es en -il (-il). Aquí hay ejemplos relevantes:
Control del conocimiento:
1. ¿Qué estudia la química orgánica?
2. ¿Cómo distinguir las sustancias orgánicas de las inorgánicas?
3. ¿Es el elemento responsable de los compuestos orgánicos?
4. Retirar tipos de reacciones orgánicas.
5. Anota los isómeros del butano.
6. ¿Qué compuestos se llaman saturados?
7. ¿Qué nomenclaturas conoces? ¿Cuál es su esencia?
8. ¿Qué son los isómeros? Dar ejemplos.
9. ¿Cuál es la fórmula estructural?
10. Escribe el sexto representante de los alcanos.
11. ¿Cómo se clasifican los compuestos orgánicos?
12. ¿Qué métodos para romper una conexión conoces?
13. Retirar tipos de reacciones orgánicas.
TAREA
Trabajar a través de: L1. Página 4-6 L1. Páginas 8-12, recuento de las notas de la conferencia n.° 8.
Conferencia número 9.
Tema: Alcanos: Series homólogas, isomería y nomenclatura de alcanos. Propiedades químicas de los alcanos (usando el ejemplo del metano y el etano): combustión, sustitución, descomposición y deshidrogenación. Aplicaciones de los alcanos en función de sus propiedades.
alcanos, serie homóloga de alcanos, craqueo, homólogos, diferencia homóloga, estructura de alcanos: tipo de hibridación - sp 3.
plan de estudio del tema
1. Hidrocarburos saturados: composición, estructura, nomenclatura.
2. Tipos de reacciones químicas características de los compuestos orgánicos.
3.Propiedades físicas (usando el ejemplo del metano).
4. Obtención de hidrocarburos saturados.
5. Propiedades químicas.
6.Uso de alcanos.
1. Hidrocarburos saturados: composición, estructura, nomenclatura.
Hidrocarburos- los compuestos orgánicos más simples que constan de dos elementos: carbono e hidrógeno.
Alcanos o hidrocarburos saturados (nombre internacional) son hidrocarburos en cuyas moléculas los átomos de carbono están conectados entre sí mediante enlaces simples (simples), y las valencias de los átomos de carbono que no participan en su combinación mutua forman enlaces con los átomos de hidrógeno.
Los alcanos forman una serie homóloga de compuestos correspondientes a la fórmula general. C norte H 2 norte + 2,
Dónde: PAG
- número de átomos de carbono.
En las moléculas de hidrocarburos saturados, los átomos de carbono están conectados entre sí mediante un enlace simple (simple) y las valencias restantes están saturadas con átomos de hidrógeno. Los alcanos también se llaman parafinas.
Para denominar a los hidrocarburos saturados se utilizan principalmente sistemático y racional nomenclatura.
Reglas para la nomenclatura sistemática.
El nombre general (genérico) de los hidrocarburos saturados es alcanos. Los nombres de los primeros cuatro miembros de la serie homóloga del metano son triviales: metano, etano, propano, butano. A partir del quinto, los nombres se derivan de los números griegos con la adición del sufijo –an (esto enfatiza la similitud de todos los hidrocarburos saturados con el antepasado de esta serie, el metano). Para los hidrocarburos de isoestructura más simples, se conservan sus nombres no sistemáticos: isobutano, isopentano, neopentada.
Por nomenclatura racional Los alcanos se consideran derivados del hidrocarburo más simple: el metano, en cuya molécula uno o más átomos de hidrógeno son reemplazados por radicales. Estos sustituyentes (radicales) se nombran según su antigüedad (de menos complejos a más complejos). Si estos sustituyentes son iguales, entonces se indica su número. El nombre se basa en la palabra "metano":
También tienen su propia nomenclatura. radicales(radicales hidrocarburos). Los radicales monovalentes se llaman alquilos
y denotado por la letra R o alk.
Su formula general
C norte H 2norte+ 1 .
Los nombres de los radicales se componen de los nombres de los hidrocarburos correspondientes sustituyendo el sufijo -un sufijar -Illinois(metano - metilo, etano - etilo, propano - propilo, etc.).
Los radicales divalentes se nombran reemplazando el sufijo -un en -iliden (excepción - radical metileno ==CH 2).
Los radicales trivalentes tienen el sufijo -ilidina (excepción - radical metino ==CH).
La tabla muestra los nombres de los cinco primeros hidrocarburos, sus radicales, posibles isómeros y sus correspondientes fórmulas.
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2.Tipos de reacciones químicas características de los compuestos orgánicos.
1) Reacciones de oxidación (combustión):
Tales reacciones son típicas de todos los representantes de series homólogas 2) Reacciones de sustitución:
Tales reacciones son típicas de alcanos, arenos (bajo ciertas condiciones) y también son posibles para representantes de otras series homólogas.
3) Reacciones de eliminación: Estas reacciones son posibles para alcanos y alquenos.
4) Reacciones de suma:
Estas reacciones son posibles para alquenos, alquinos y arenos.
La sustancia orgánica más simple es metano- tiene la fórmula molecular CH 4. Fórmula estructural del metano:
Fórmula electrónica del metano:
La molécula de metano tiene forma de tetraedro.: en el centro hay un átomo de Carbono, en los vértices hay átomos de Hidrógeno, los compuestos se dirigen hacia los vértices del tetraedro en ángulo.
3. Propiedades físicas del metano. . El gas es incoloro e inodoro, más ligero que el aire y ligeramente soluble en agua. En la naturaleza, el metano se forma cuando los restos de plantas se pudren sin acceso al aire.
El metano es el principal componente del gas natural.
Los alcanos son prácticamente insolubles en agua porque sus moléculas son poco polares y no interactúan con las moléculas de agua, pero se disuelven bien en disolventes orgánicos no polares como el benceno y el tetracloruro de carbono. Los alcanos líquidos se mezclan fácilmente entre sí.
4.Produciendo metano.
1) Con acetato de sodio:
2) Síntesis a partir de carbono e hidrógeno (400-500 y alta presión):
3) Con carburo de aluminio(en condiciones de laboratorio):
4) Hidrogenación (adición de hidrógeno) de hidrocarburos insaturados:
5) Reacción de Wurtz, que sirve para aumentar la cadena de carbonos: 
5. Propiedades químicas del metano:
1) No sufren reacciones de adición.
2) Iluminar:
3) Se descompone cuando se calienta:
4) Reaccionan halogenación
(reacciones de sustitución):
5) Cuando se calienta y bajo la influencia de catalizadores, agrietamiento- escisión hemolítica de enlaces C-C. En este caso se forman alcanos y alcanos inferiores, por ejemplo:
6) Cuando se deshidrogenan el metano y el etileno, se forma acetileno:
7) Combustión: - con una cantidad suficiente de oxígeno, se forman dióxido de carbono y agua:
- cuando no hay suficiente oxígeno, se forma monóxido de carbono y agua:
- o carbono y agua:
Una mezcla de metano y aire es explosiva.
8) Descomposición térmica sin oxígeno en carbono e hidrógeno:
6.Aplicación de los alcanos:
El metano se consume en grandes cantidades como combustible. De él se obtienen hidrógeno, acetileno y hollín. Se utiliza en síntesis orgánicas, en particular para la producción de formaldehído, metanol, ácido fórmico y otros productos sintéticos.
En condiciones normales, los primeros cuatro miembros de la serie homóloga de alcanos son gases.
Los alcanos normales, desde pentano hasta heptadecano, son líquidos, desde arriba son sólidos. A medida que aumenta el número de átomos en la cadena, es decir A medida que aumenta el peso molecular relativo, aumentan los puntos de ebullición y fusión de los alcanos.
Los miembros inferiores de la serie homóloga se utilizan para obtener los correspondientes compuestos insaturados mediante reacción de deshidrogenación. Como combustible doméstico se utiliza una mezcla de propano y butano. Los miembros intermedios de la serie homóloga se utilizan como disolventes y combustibles para motores.
De gran importancia industrial es la oxidación de hidrocarburos saturados superiores: parafinas con un número de átomos de carbono de 20 a 25. De esta forma se obtienen ácidos grasos sintéticos con diferentes longitudes de cadena, que se utilizan para la elaboración de jabones, diversos detergentes, lubricantes, barnices y esmaltes.
Los hidrocarburos líquidos se utilizan como combustible (forman parte de la gasolina y el queroseno). Los alcanos se utilizan ampliamente en la síntesis orgánica.
Control del conocimiento:
1. ¿Qué compuestos se llaman saturados?
2. ¿Qué nomenclaturas conoces? ¿Cuál es su esencia?
3. ¿Qué son los isómeros? Dar ejemplos.
4. ¿Cuál es la fórmula estructural?
5. Escribe el sexto representante de los alcanos.
6. Qué es una serie homológica y una diferencia homológica.
7. Nombra las reglas que se utilizan al nombrar compuestos.
8. Determine la fórmula de la parafina, 5,6 g de los cuales (nº) tienen una masa de 11 g.
TAREA:
Trabajar a través de: L1. Página 25-34, recuento de los apuntes de la conferencia n.° 9.
Conferencia número 10.
Temas: alquenos. Etileno, su preparación (deshidrogenación de etano y deshidratación de etanol). Propiedades químicas del etileno: combustión, reacciones cualitativas ( decoloración de agua de bromo y solución de permanganato de potasio), hidratación, polimerización. Polietileno , sus propiedades y aplicación. Aplicaciones del etileno basado en propiedades.
Alquinos. Acetileno, su producción mediante pirólisis de metano y el método del carburo. Propiedades químicas del acetileno: combustión, decoloración del agua con bromo, adición de cloruro de hidrógeno e hidratación. Aplicación de acetileno en función de propiedades. Reacción Polimerización del cloruro de vinilo. Cloruro de polivinilo y su aplicación.
Conceptos y términos básicos sobre el tema: alquenos y alquinos, series homólogas, craqueo, homólogos, diferencia homóloga, estructura de alquenos y alquinos: tipo de hibridación.
plan de estudio del tema
(lista de preguntas necesarias para estudiar):
1Hidrocarburos insaturados: composición.
2.Propiedades físicas del etileno y acetileno.
3.Construcción.
4.Isomería de alquenos y alquinos.
5.Obtención de hidrocarburos insaturados.
6. Propiedades químicas.
1.Hidrocarburos insaturados: composición:
Hidrocarburos con la fórmula general. СnH 2 n y СnH 2 n -2, en cuyas moléculas existe un doble enlace o triple enlace entre los átomos de carbono se denominan insaturadas. Los hidrocarburos con doble enlace pertenecen a la serie insaturada del etileno (llamada hidrocarburos de etileno o alquenos), de la triple serie del acetileno.
2.Propiedades físicas del etileno y acetileno:
El etileno y el acetileno son gases incoloros. Se disuelven mal en agua, pero bien en gasolina, éter y otros disolventes apolares. Cuanto mayor sea su peso molecular, mayor será su punto de ebullición. En comparación con los alcanos, los alquinos tienen puntos de ebullición más altos. La densidad de los alquinos es menor que la densidad del agua.
3.Estructura de los hidrocarburos insaturados:
Representemos estructuralmente la estructura de las moléculas de etileno y acetileno. Si el carbono se considera tetravalente, entonces, según la fórmula molecular del etileno, no se requieren todas las valencias, mientras que el acetileno tiene cuatro enlaces que son superfluos. vamos a representar fórmulas estructurales estas moléculas:
Un átomo de carbono gasta dos electrones para formar un doble enlace y tres electrones para formar un triple enlace. En la fórmula esto se indica con dos o tres puntos. Cada guión es un par de electrones.
fórmula electrónica.
Se ha demostrado experimentalmente que en una molécula con un doble enlace, uno de ellos se rompe con relativa facilidad, en consecuencia, con un triple enlace, dos enlaces se rompen fácilmente; Podemos demostrar esto experimentalmente.
Demostración de experiencia:
1. Calentar una mezcla de alcohol y H 2 SO 4 en un tubo de ensayo con arena. Pasamos el gas por la solución de KMnO 4 y luego le prendimos fuego.
La decoloración de la solución se produce debido a la adición de átomos en el sitio donde se rompen los enlaces múltiples.
3CH 2 =CH 2 +2KMnO 4 +4H 2 O → 2MnO 2 +3C 2 H 4 (OH) 2 +2KOH
Los electrones que forman enlaces múltiples se emparejan en el momento de la interacción con KMnO 4, se forman electrones desapareados que interactúan fácilmente con otros átomos con electrones desapareados.
El etileno y el acetileno son los primeros de la serie homóloga de alquenos y alquinos.
Etene. En una superficie horizontal plana, que demuestra el plano de superposición de las nubes híbridas (enlaces σ), hay 5 enlaces σ. Las nubes P no híbridas se encuentran perpendiculares a esta superficie y forman un enlace π.
Etín. Esta molécula tiene dos π -enlaces que se encuentran en un plano perpendicular al plano del enlace σ y mutuamente perpendiculares entre sí. Los enlaces π son frágiles porque tener una pequeña área de superposición.
4.Isomería de alquenos y alquinos.
En hidrocarburos insaturados excepto isomería Por esqueleto de carbono Aparece un nuevo tipo de isomería. isomería por posición de enlace múltiple. La posición del enlace múltiple se indica mediante el número al final del nombre del hidrocarburo.
Por ejemplo:
buteno-1;
butina-2.
Los átomos de carbono se cuentan en el otro lado. al cual el enlace múltiple está más cerca.
Por ejemplo:
4-metilpenteno-1
Para alquenos y alquinos, la isomería depende de la posición del enlace múltiple y de la estructura de la cadena de carbonos. Por tanto, en el nombre se debe indicar con un número la posición de las cadenas laterales y la posición del enlace múltiple.
isomería de enlaces múltiples: CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3
buteno-1 buteno-2
Los hidrocarburos insaturados se caracterizan por su estereoisomería espacial o espacial. Se llama isomería cis-trans.
Piensa en cuál de estos compuestos puede tener un isómero.
La isomería cistrans ocurre solo si cada átomo de carbono en un enlace múltiple está conectado a diferentes átomos o grupos de átomos. Por tanto, en la molécula de cloroeteno (1), no importa cómo rotemos el átomo de cloro, la molécula será la misma. La situación es diferente en la molécula de dicloroeteno (2), donde la posición de los átomos de cloro con respecto al enlace múltiple puede ser diferente.
Las propiedades físicas de un hidrocarburo dependen no sólo de la composición cuantitativa de la molécula, sino también de su estructura.
Por tanto, el isómero cis del 2 buteno tiene un punto de fusión de 138ºС y el isómero trans es de 105,5ºС.
eteno y etino: los métodos industriales para su producción están asociados a la deshidrogenación de hidrocarburos saturados.
5.Obtención de hidrocarburos insaturados:
1. Craqueo de productos petrolíferos . Durante el craqueo térmico de hidrocarburos saturados, junto con la formación de alcanos, se produce la formación de alquenos.
2.Deshidrogenación hidrocarburos saturados. Cuando los alcanos pasan sobre un catalizador a altas temperaturas (400-600 °C), se elimina una molécula de hidrógeno y se forma un alqueno:
3.Deshidratación Con pirts (eliminación de agua). El efecto de los agentes de eliminación de agua (H2804, Al203) sobre los alcoholes monohídricos a altas temperaturas conduce a la eliminación de una molécula de agua y a la formación de un doble enlace:
Esta reacción se llama deshidratación intramolecular (a diferencia de la deshidratación intermolecular, que conduce a la formación de éteres)
4.Deshidrohalogenación mi(eliminación de haluro de hidrógeno).
Cuando un haloalcano reacciona con un álcali en una solución alcohólica, se forma un doble enlace como resultado de la eliminación de una molécula de haluro de hidrógeno. La reacción se produce en presencia de catalizadores (platino o níquel) y mediante calentamiento. Dependiendo del grado de deshidrogenación se pueden obtener alquenos o alquinos, así como una transición de alquenos a alquinos: 
Tenga en cuenta que esta reacción produce predominantemente buteno-2 en lugar de buteno-1, que corresponde a Regla de Zaitsev: En las reacciones de descomposición, el hidrógeno se separa del átomo de carbono que tiene el menor número de átomos de hidrógeno:
(El hidrógeno se separa, pero no).
5. Deshalogenación.
Cuando el zinc actúa sobre un derivado dibromo de un alcano, los átomos de halógeno ubicados en los átomos de carbono vecinos se eliminan y se forma un doble enlace:
6. En la industria, el acetileno se produce principalmente. descomposición térmica del metano:
6.Propiedades químicas.
Las propiedades químicas de los hidrocarburos insaturados están asociadas principalmente con la presencia de enlaces π en la molécula.. El área de superposición de las nubes en este sentido es pequeña, por lo que se rompe fácilmente y los hidrocarburos se saturan con otros átomos. Los hidrocarburos insaturados se caracterizan por reacciones de adición.
El etileno y sus homólogos se caracterizan por reacciones que implican la ruptura de uno de los compuestos dobles y la adición de átomos en el sitio de la ruptura, es decir, reacciones de adición.
1) Combustión (en suficiente oxígeno o aire):
2) Hidrogenación (adición de hidrógeno):
3) Halogenación (adición de halógenos):
4) Hidrohalogenación (adición de haluros de hidrógeno):
Reacción cualitativa a hidrocarburos insaturados:
1) son decoloración del agua con bromo o 2) solución de permanganato de potasio.
Cuando el agua con bromo interactúa con hidrocarburos insaturados, el bromo se une en el lugar donde se rompen los enlaces múltiples y, en consecuencia, desaparece el color causado por el bromo disuelto:
La regla de Markovnikov
:
El hidrógeno se une al átomo de carbono que está unido a más átomos de hidrógeno.. Esta regla se puede demostrar en las reacciones de hidratación de alquenos asimétricos e hidrohalogenación: 
2-cloropropano
Cuando los haluros de hidrógeno interactúan con los alquinos, la adición de una segunda molécula de halógeno se produce de acuerdo con la regla de Markovnikov:
Las reacciones de polimerización son características de los compuestos insaturados.
Polimerización es una combinación secuencial de moléculas de una sustancia de bajo peso molecular para formar una sustancia de alto peso molecular. En este caso, la conexión de las moléculas se produce en el lugar donde se rompen los dobles enlaces. Por ejemplo, polimerización de eteno:
El producto de la polimerización se llama polímero y el material de partida que reacciona se llama monómero; Los grupos que se repiten en un polímero se llaman estructural o enlaces elementales; El número de unidades elementales de una macromolécula se llama. Grado de polimerización.
El nombre del polímero consta del nombre del monómero y el prefijo. escuela politécnica-, por ejemplo polietileno, cloruro de polivinilo, poliestireno. Dependiendo del grado de polimerización de los mismos monómeros se pueden obtener sustancias con diferentes propiedades. Por ejemplo, el polietileno de cadena corta es un líquido que tiene propiedades lubricantes. El polietileno con una longitud de cadena de 1500-2000 eslabones es un material plástico duro pero flexible que se utiliza en la fabricación de películas, platos y botellas. El polietileno con una longitud de cadena de 5 a 6 mil eslabones es una sustancia sólida a partir de la cual se pueden preparar productos y tuberías de fundición. En estado fundido, al polietileno se le puede dar cualquier forma que quede después del curado. Esta propiedad se llama termoplasticidad.
Control del conocimiento:
1. ¿Qué compuestos se llaman insaturados?
2. Dibuje todos los isómeros posibles de un hidrocarburo con un doble enlace de composición C 6 H 12 y C 6 H 10. Ponles nombres. Escribe una ecuación para la reacción de combustión de penteno y pentina.
3. Resuelva el problema: Determine el volumen de acetileno que se puede obtener a partir de carburo de calcio que pesa 100 g, fracción de masa 0,96, si el rendimiento es del 80%.
TAREA:
Trabajar a través de: L1. Página 43-47,49-53, L1. Página 60-65, recuento de los apuntes de la conferencia n.° 10.
Conferencia número 11.
Sujeto: Unidad de la organización química de los organismos vivos. Composición química de los organismos vivos. Alcoholes. Producción de etanol por fermentación de glucosa e hidratación de etileno. Grupo hidroxilo como grupo funcional. Concepto de enlace de hidrógeno. Propiedades químicas del etanol. : combustión, interacción con sodio, formación de éteres y ésteres, oxidación a aldehído. Aplicación de etanol basado en propiedades. Efectos nocivos de los alcoholes en el cuerpo humano. El concepto de límite. alcoholes polihídricos . Glicerol como representante de los alcoholes polihídricos. Reacción cualitativa a alcoholes polihídricos.. Aplicación de glicerina.
Aldehídos. Preparación de aldehídos por oxidación de los alcoholes correspondientes. Propiedades químicas de los aldehídos: oxidación al ácido correspondiente y reducción al alcohol correspondiente. Aplicaciones del formaldehído y acetaldehído. basado en propiedades.
Conceptos y términos básicos.
