Cykloalkany: właściwości chemiczne, zastosowanie

Rozważ cykloalkany. Właściwości chemiczne tej klasy charakteryzują się cechami strukturalnymi, obecnością zamkniętej struktury.

Charakterystyka kompozycji

Ogólna formuła cykloalkanów to CnH2n. Atomy węgla w tych związkach są w stanie sp3-hybrydowym. Jest to ogólna formuła cykloalkanów, która wyjaśnia izomerię międzyklasową z alkenem.

Pomimo podobieństw do nasyconych węglowodorów typ hybrydyzacji atom węgla między klasami występują znaczne różnice. Cycloparffiny mają zamkniętą strukturę. Pierwszym przedstawicielem tej serii jest cyklopropan.

Nomenklatura

Istnieją rodzaje cykloalkanów, które mają prosty cykl, boczne podstawniki. W zależności od cech struktury, istnieje algorytm nazywania cykloparffin. Na przykład, C3H6 oznacza cyklopropan. Struktura nie zawiera dodatkowych rodników, więc tworząc nazwę, przedrostek cyklo- dodaje się do propanu.

C ₄ H ₈ może istnieć jako dwa wzory strukturalne: cyklobutan i metylocyklopropan. Biorąc pod uwagę, że struktura węglowodoru jest zamknięta, nie ma sensu wskazywać pozycji jednego rodnika przez cyfrę. Jeśli w cząsteczce występuje kilka różnych podstawników, numeracja zaczyna się od tej, która będzie najstarsza.

Funkcje strukturalne

Jaką inną strukturę mogą mieć cykloalkany? Chemiczne właściwości związków mających kilka cykli różnią się nieco od monocykli. Nazwy takich związków wskazują najpierw na mniejszy cykl, a następnie nazywane większym pierścieniem. Jeśli w cząsteczce powtarza się kilka identycznych cykli, dodaj przedrostki bicyklo-, tetracykliczne.

Pierwsze

Cykloalkany są częścią oleju, więc mają drugie imię - nafteny. Dlatego też należy przeprowadzić reprezentację tej klasy, która obejmuje od pięciu do siedmiu atomów węgla rafinacja oleju.

W warunkach laboratoryjnych cykloparafiny są wytwarzane w reakcji Würz. Jego istotą jest oddziaływanie aktywnych metali z alkanami podstawionymi dihalogenem.

Izomeria i właściwości

Jakie rodzaje izomerii mają cykloalkany? Właściwości chemiczne tej klasy są podobne do właściwości nasycone węglowodory. Dla wszystkich naftenów, począwszy od C4H8, charakterystyczna jest izomeria strukturalna. Izomery klasy pośredniej dla przedstawicieli tej klasy węglowodorów są alkeny. W przypadku naftenów z C ₅ H ₁₀ rozróżnia się również izomerię optyczną.

Czym są cykloalkany? Właściwości chemiczne tych związków opierają się na cechach strukturalnych. Siła wiązań zależy od liczby atomów węgla obecnych w cząsteczce. W miarę wzrostu względnej masy cząsteczkowej cząsteczki siła maleje, a reakcje rozrywania konfiguracji cyklicznej są przyspieszane.

W normalnych warunkach pierwszymi przedstawicielami naftenów są substancje gazowe. Cykloalkany z liczbą atomów węgla w łańcuchu od pięciu do szesnastu są cieczami, a reszta przedstawicieli tej klasy ma stały stan skupienia.

Na właściwości chemiczne ma wpływ rozmiar cyklu, który charakteryzuje stabilność związku. Na przykład przedstawiciele naftenów charakteryzują się uwodornieniem (oddziaływanie z cząsteczką wodoru), co prowadzi do powstania odpowiedniego nasyconego związku CnH2n + 2.

Wśród właściwości chemicznych, które charakteryzują klasę naftenów, można również zauważyć zdolność do reakcji podstawienia. Na przykład, podczas interakcji z cząsteczką halogenową (chlor, brom), struktura cykliczna się nie zmienia, wodór w łańcuchu bocznym jest zastąpiony atomem odpowiedniego fluorowca.

Podobnie jak w przypadku wszystkich innych substancji pochodzenia organicznego, cykloalkany charakteryzują się interakcją z atmosferycznym tlenem. Wśród produktów reakcji znajdzie się nie tylko dwutlenek węgla, para wodna, ale także energia cieplna.

Jakie jest zastosowanie cykloalkanów? Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest zastosowanie etylocykloheksanu i cykloheksanu. Substancje te są podstawą przemysłowej produkcji kaprolaktanu, kwasu adaptacyjnego. Wszystkie nafteny są doskonałymi rozpuszczalnikami. Ponadto, cyklopropan jest stosowany jako znieczulający środek wziewny we współczesnej medycynie.