Les hydrocarbures saturés (paraffines) limitent les hydrocarbures aliphatiques, où il existe une simple liaison (simple) entre les atomes de carbone.
Toutes les autres valences sont saturées au maximum d'atomes d'hydrogène.
Les hydrocarbures saturés saturés ont unla formule CnH2n + 2. Dans des conditions normales, les représentants de cette classe montrent une faible réactivité, ils sont donc appelés "paraffine". Les hydrocarbures saturés commencent par le méthane, dont la formule moléculaire est CH4.
Cette substance organique est inodoreet la couleur, le gaz est presque deux fois plus léger que l'air. Dans la nature, il se forme au cours de la décomposition des animaux et des organismes végétaux, mais seulement en l'absence d'accès à l'air. On le trouve dans les mines de charbon, dans les plans d'eau marécageux. En petites quantités, le méthane est une partie du gaz naturel, actuellement utilisé comme combustible dans la production, dans la vie quotidienne.
Cet hydrocarbure saturé, appartenant à la classe des alcanes, a une liaison polaire covalente. La structure tétraédrique est expliquée par l'hybridation sp3 de l'atome de carbone, l'angle de valence est 109 ° 28 ".
Les hydrocarbures saturés peuvent être nommés parnomenclature systématique. Il y a un certain ordre d'actions, permettant de prendre en compte toutes les ramifications qui existent dans la molécule de l'hydrocarbure ultime. D'abord, vous devez identifier la chaîne de carbone la plus longue, puis numéroter les atomes de carbone. Pour ce faire, sélectionnez la partie de la molécule dans laquelle il y a une ramification maximale (plus de radicaux). En présence de plusieurs radicaux identiques dans l'alcane, avec leur nom, précisez les préfixes: di-, tri-, tetra. Pour clarifier la position des particules actives dans une molécule d'hydrocarbure, utiliser des figures. La dernière étape au nom des paraffines est l'indication de la chaîne carbonée elle-même, avec l'ajout du suffixe -an.
Les hydrocarbures saturés diffèrent globalementétat. Les quatre premiers représentants de cette caisse enregistreuse sont des composés gazeux (du méthane au butane). Au fur et à mesure que le poids moléculaire relatif augmente, une transition se produit vers le liquide, puis vers l'état d'agrégat solide.
Les hydrocarbures saturés et insaturés ne se dissolvent pas dans l'eau, mais peuvent se dissoudre dans les molécules de solvants organiques.
Quels types d'isomérie sont des hydrocarbures saturés? Des exemples de la structure des représentants de cette classe, à commencer par le butane, indiquent la présence de l'isomérie du squelette carboné.
La chaîne carbonée formée par covalentconnexions polaires, a un aspect en zigzag. C'est la raison du changement dans la chaîne de base dans l'espace, c'est-à-dire l'existence d'isomères structuraux. Par exemple, avec un changement dans la disposition des atomes dans la molécule de butane, il se forme son isomère-2-méthylpropane.
Considérons les propriétés chimiques de basehydrocarbures saturés. Pour les représentants de cette classe d'hydrocarbures, les réactions d'addition ne sont pas caractéristiques, puisque toutes les liaisons dans la molécule sont uniques (saturées). Les alcanes entrent en interactions liées au remplacement de l'atome d'hydrogène par un halogène (halogénation), un groupe nitro (nitration). Si les formules d'hydrocarbures saturés sont de la forme CnH2n + 2, alors après substitution, il se forme une substance de la composition CnH2n + 1CL, ainsi que CnH2n + 1NO2.
Le processus de substitution est radicalairemécanisme. D'abord, des particules actives (radicaux) sont formées, suivies de la formation de nouvelles substances organiques. En réaction avec les représentants du septième groupe (le sous-groupe principal) du tableau périodique, tous les alcanes entrent, mais le processus se déroule seulement à température élevée, ou en présence d'un quantum de lumière.
Aussi pour tous les représentants de la série méthanecaractéristique est l'interaction avec l'oxygène dans l'air. Pendant la combustion, le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau agit comme des produits de réaction. La réaction s'accompagne de la formation d'une quantité importante de chaleur.
Quand le méthane réagit avec l'oxygène de l'airune explosion est possible. Un effet similaire est caractéristique pour d'autres représentants de la classe des hydrocarbures limitants. C'est pourquoi un mélange de butane avec du propane, de l'éthane et du méthane est dangereux. Par exemple, de telles grappes sont caractéristiques des mines de charbon, des ateliers de fabrication. Dans le cas d'un chauffage de plus de 1000 ° C de l'hydrocarbure ultime, sa décomposition a lieu. Des températures plus élevées conduisent à la production d'hydrocarbures insaturés, ainsi qu'à la formation de gaz hydrogène. Le processus de déshydrogénation est d'importance industrielle, il permet d'obtenir une variété de substances organiques.
Pour les hydrocarbures de la série méthane, à partir du butane, l'isomérisation est caractéristique. Son essence consiste à changer le squelette carboné en obtenant des hydrocarbures saturés de nature ramifiée.
Le méthane en tant que gaz naturel est utiliséforme de carburant. Les dérivés chlorés du méthane ont une grande importance pratique. Par exemple, le chloroforme (trichlorométhane) et l'iodoforme (triiodométhane) sont utilisés en médecine, et le tétrachlorure de carbone empêche l'évaporation de l'air pendant l'évaporation, de sorte qu'il est utilisé pour éteindre les incendies.
En raison de la valeur élevée du pouvoir calorifique des hydrocarbures, ils sont utilisés sous la forme de carburant, non seulement dans la production industrielle, mais aussi à des fins domestiques.
Un mélange de propane et de butane, appelé «gaz liquéfié», est particulièrement pertinent dans la zone où il n'est pas possible d'utiliser du gaz naturel.
Représentants d'hydrocarbures dans le liquidesont combustibles pour les moteurs à combustion interne dans les voitures (essence). En outre, le méthane est une matière première disponible pour diverses industries chimiques.
Par exemple, la décomposition et la combustion du méthaneest utilisé pour la production industrielle de noir de carbone, qui est nécessaire pour la production d'encre d'imprimerie, ainsi que la synthèse de caoutchouc à partir de divers produits en caoutchouc.
Pour ce faire, le four est alimenté en méthanele volume d'air de sorte que la combustion partielle de l'hydrocarbure saturé a lieu. Lorsque la température augmente, une partie du méthane se décompose, avec formation de suie finement dispersée.
Le méthane est la principale source d'hydrogène dans l'industrie utilisée pour la synthèse de l'ammoniac. Afin de conduire la déshydrogénation, le méthane est mélangé avec de la vapeur d'eau.
Le processus se déroule à une température d'environ 400 ° C,pression de l'ordre de 2-3 MPa, des catalyseurs aluminium et nickel sont utilisés. Dans certaines synthèses, un mélange de gaz est utilisé, qui est formé dans ce processus. Si les conversions ultérieures impliquent l'utilisation d'hydrogène pur, alors l'oxydation catalytique du monoxyde de carbone par la vapeur est réalisée.
Lorsqu'il est chloré, un mélange de dérivés chlorésle méthane, ayant une large application industrielle. Par exemple, le chlorométhane est capable d'absorber la chaleur, il est donc utilisé comme réfrigérant dans les usines de réfrigération modernes.
Le dichlorométhane est un bon solvant des substances organiques, utilisé dans la synthèse chimique.
Chlorure d'hydrogène formé dans le procédél'halogénation radicalaire, après dissolution dans l'eau, devient de l'acide chlorhydrique. Actuellement, le méthane est également produit par l'acétylène, qui est une matière première chimique précieuse.
Les représentants de la série homologue de méthane largementsont distribués dans la nature, ce qui en fait une substance exigée dans de nombreuses branches de l'industrie moderne. Des homologues de méthane, il est possible de produire des hydrocarbures de structure ramifiée, qui sont nécessaires à la synthèse de différentes classes de substances organiques. Les plus grands représentants de la classe des alcanes sont les matières premières pour la production de détergents synthétiques.
En plus des paraffines, des alcanes, un intérêt pratiquereprésentent également des cycloalcanes, appelés cycloparaffines. Leurs molécules contiennent également des liaisons simples, mais la particularité des représentants de cette classe est la présence d'une structure cyclique. Les alcanes et les cycloacanes sont utilisés en grande quantité comme combustible gazeux, car les processus s'accompagnent de la libération d'une quantité importante de chaleur (effet exothermique). A l'heure actuelle, les alcanes et les cycloalcanes sont considérés comme les matières premières chimiques les plus précieuses, par conséquent leur utilisation pratique n'est pas limitée aux réactions de combustion typiques.
