हाइड्रोकार्बन- संतृप्त (संतृप्त) हाइड्रोकार्बन। इस वर्ग का एक प्रतिनिधि मीथेन है ( सीएच 4). बाद के सभी संतृप्त हाइड्रोकार्बन अलग-अलग होते हैं सीएच 2- एक समूह जिसे समजात समूह कहा जाता है, और यौगिकों को समजात कहा जाता है।
सामान्य सूत्र - साथएनएच 2 एन +2 .
अल्केन्स की संरचना.
प्रत्येक कार्बन परमाणु में है एसपी 3- संकरण, रूप 4 σ - संचार (1 एस-एसऔर 3 एस-एन). अणु का आकार 109.5° कोण वाले चतुष्फलक के रूप में है।
बंधन हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के ओवरलैप के माध्यम से बनता है, ओवरलैप का अधिकतम क्षेत्र परमाणु नाभिक को जोड़ने वाली सीधी रेखा पर अंतरिक्ष में स्थित होता है। यह सबसे कुशल ओवरलैप है, इसलिए σ बंधन को सबसे मजबूत माना जाता है।
अल्केन्स का समावयवता।
के लिए हाइड्रोकार्बनकार्बन कंकाल की समरूपता विशेषता है। कनेक्शनों के बीच के कोण को बनाए रखते हुए सीमा कनेक्शन विभिन्न ज्यामितीय आकार ले सकते हैं। उदाहरण के लिए,
कार्बन श्रृंखला की विभिन्न स्थितियों को अनुरूपण कहा जाता है। सामान्य परिस्थितियों में, अल्केन्स की संरचना सी-सी बांड के घूर्णन के माध्यम से स्वतंत्र रूप से एक-दूसरे में परिवर्तित हो जाती है, यही कारण है कि उन्हें अक्सर रोटरी आइसोमर्स कहा जाता है। 2 मुख्य रचनाएँ हैं - "अवरुद्ध" और "ग्रहण":
अल्केन्स के कार्बन कंकाल का समावयवता।
कार्बन श्रृंखला वृद्धि के साथ आइसोमर्स की संख्या बढ़ती है। उदाहरण के लिए, ब्यूटेन में 2 आइसोमर्स हैं:
पेंटेन के लिए - 3, हेप्टेन के लिए - 9, आदि।
यदि एक अणु एल्केनएक प्रोटॉन (हाइड्रोजन परमाणु) घटाएं, आपको एक रेडिकल मिलता है:
अल्केन्स के भौतिक गुण।
सामान्य परिस्थितियों में - सी 1 -सी 4- गैसें , 5 से 17 तक- तरल पदार्थ, और 18 से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन - ठोस।
जैसे-जैसे श्रृंखला बढ़ती है, क्वथनांक और गलनांक बढ़ते हैं। शाखित अल्केन्स का क्वथनांक सामान्य एल्केनों की तुलना में कम होता है।
हाइड्रोकार्बनपानी में अघुलनशील, लेकिन गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील। एक दूसरे के साथ आसानी से मिल जाएं.
अल्केन्स की तैयारी.
अल्केन्स के उत्पादन के लिए सिंथेटिक तरीके:
1. असंतृप्त हाइड्रोकार्बन से - "हाइड्रोजनीकरण" प्रतिक्रिया एक उत्प्रेरक (निकल, प्लैटिनम) के प्रभाव में और एक तापमान पर होती है:
2. हैलोजन डेरिवेटिव से - वर्ट्ज़ प्रतिक्रिया: सोडियम धातु के साथ मोनोहैलोऐल्केन की अंतःक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप श्रृंखला में कार्बन परमाणुओं की संख्या दोगुनी हो जाती है:
3. कार्बोक्सिलिक अम्लों के लवणों से। जब नमक क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो ऐसे अल्केन्स प्राप्त होते हैं जिनमें मूल कार्बोक्जिलिक एसिड की तुलना में 1 कम कार्बन परमाणु होता है:
4. मीथेन का उत्पादन. हाइड्रोजन वायुमंडल में एक विद्युत चाप में:
सी + 2एच 2 = सीएच 4.
प्रयोगशाला में मीथेन इस प्रकार प्राप्त की जाती है:
एएल 4 सी 3 + 12एच 2 ओ = 3सीएच 4 + 4एएल(ओएच) 3.
अल्केन्स के रासायनिक गुण।
सामान्य परिस्थितियों में, अल्केन्स रासायनिक रूप से निष्क्रिय यौगिक होते हैं; वे केंद्रित सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड, केंद्रित क्षार के साथ, या पोटेशियम परमैंगनेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।
स्थिरता को बंधनों की मजबूती और उनकी गैर-ध्रुवीयता द्वारा समझाया गया है।
यौगिकों में बंधन तोड़ने वाली प्रतिक्रियाएं (अतिरिक्त प्रतिक्रियाएं) होने का खतरा नहीं होता है; उन्हें प्रतिस्थापन की विशेषता होती है।
1. अल्केन्स का हैलोजनीकरण। प्रकाश क्वांटम के प्रभाव में, एल्केन का आमूल-चूल प्रतिस्थापन (क्लोरीनीकरण) शुरू हो जाता है। सामान्य योजना:
प्रतिक्रिया एक श्रृंखला तंत्र का अनुसरण करती है, जिसमें हैं:
ए) सर्किट आरंभ करना:
बी) श्रृंखला वृद्धि:
बी) ओपन सर्किट:
कुल मिलाकर इसे इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता है:
2. अल्केन्स का नाइट्रेशन (कोनोवालोव प्रतिक्रिया)। प्रतिक्रिया 140 डिग्री सेल्सियस पर होती है:
प्राथमिक और द्वितीयक परमाणुओं की तुलना में तृतीयक कार्बन परमाणु के साथ प्रतिक्रिया सबसे आसानी से होती है।
3. अल्केन्स का आइसोमेराइजेशन। विशिष्ट परिस्थितियों में, सामान्य संरचना के अल्केन्स शाखित अल्केन्स में परिवर्तित हो सकते हैं:
4. क्रैकिंग अल्केन। उच्च तापमान और उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत, उच्च अल्केन्स अपने बंधन तोड़ सकते हैं, जिससे एल्केन्स और निचले अल्केन्स बनते हैं:
5. अल्केन्स का ऑक्सीकरण। विभिन्न परिस्थितियों में और विभिन्न उत्प्रेरकों के साथ, एल्केन ऑक्सीकरण से अल्कोहल, एल्डिहाइड (कीटोन) और एसिटिक एसिड का निर्माण हो सकता है। पूर्ण ऑक्सीकरण की शर्तों के तहत, प्रतिक्रिया पूरी होने तक आगे बढ़ती है - जब तक कि पानी और कार्बन डाइऑक्साइड नहीं बन जाता:
अल्केन्स का अनुप्रयोग.
उद्योग में तेल, ईंधन आदि के संश्लेषण में अल्केन्स का व्यापक उपयोग पाया गया है।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन ऐसे यौगिक होते हैं जो एसपी 3 संकरण की स्थिति में कार्बन परमाणुओं से युक्त अणु होते हैं। वे विशेष रूप से सहसंयोजक सिग्मा बांड द्वारा एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। "संतृप्त" या "संतृप्त" हाइड्रोकार्बन नाम इस तथ्य से आता है कि इन यौगिकों में किसी भी परमाणु को जोड़ने की क्षमता नहीं होती है। वे चरम पर हैं, पूरी तरह से संतृप्त हैं। इसका अपवाद साइक्लोअल्केन्स है।
अल्केन्स क्या हैं?
अल्केन्स संतृप्त हाइड्रोकार्बन हैं, और उनकी कार्बन श्रृंखला खुली होती है और इसमें कार्बन परमाणु एकल बांड का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं। इसमें अन्य (अर्थात, एल्केन्स की तरह डबल, या एल्काइल्स की तरह ट्रिपल) बंधन शामिल नहीं हैं। अल्केन्स को पैराफिन भी कहा जाता है। उन्हें यह नाम इसलिए मिला क्योंकि प्रसिद्ध पैराफिन मुख्य रूप से विशेष निष्क्रियता वाले इन संतृप्त हाइड्रोकार्बन सी 18-सी 35 का मिश्रण हैं।
अल्केन्स और उनके रेडिकल्स के बारे में सामान्य जानकारी
उनका सूत्र: सी एन पी 2 एन +2, यहां एन 1 से बड़ा या उसके बराबर है। दाढ़ द्रव्यमान की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है: एम = 14 एन + 2। विशेषता विशेषता: उनके नामों में अंत "-एएन" हैं। उनके अणुओं के अवशेष, जो हाइड्रोजन परमाणुओं के अन्य परमाणुओं के साथ प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप बनते हैं, एलिफैटिक रेडिकल या एल्काइल कहलाते हैं। उन्हें अक्षर आर द्वारा नामित किया गया है। मोनोवैलेंट एलिफैटिक रेडिकल्स का सामान्य सूत्र: सी एन पी 2 एन +1, यहां एन 1 से अधिक या उसके बराबर है। एलिफैटिक रेडिकल्स के दाढ़ द्रव्यमान की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: एम = 14 एन + 1. स्निग्ध मूलकों की एक विशिष्ट विशेषता: नामों में अंत "- गाद।" अल्केन अणुओं की अपनी संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं:
- सी-सी बांड की विशेषता 0.154 एनएम की लंबाई है;
- सी-एच बांड की विशेषता 0.109 एनएम की लंबाई है;
- बांड कोण (कार्बन-कार्बन बांड के बीच का कोण) 109 डिग्री और 28 मिनट है।
अल्केन्स सजातीय श्रृंखला शुरू करते हैं: मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, इत्यादि।
अल्केन्स के भौतिक गुण
अल्केन्स ऐसे पदार्थ हैं जो रंगहीन और पानी में अघुलनशील होते हैं। जिस तापमान पर अल्केन्स पिघलना शुरू करते हैं और जिस तापमान पर वे उबलते हैं वह आणविक भार और हाइड्रोकार्बन श्रृंखला की लंबाई में वृद्धि के अनुसार बढ़ता है। कम शाखायुक्त से अधिक शाखायुक्त अल्केन्स की ओर, क्वथनांक और गलनांक कम हो जाते हैं। गैसीय अल्केन्स हल्की नीली या रंगहीन लौ के साथ जल सकते हैं और काफी अधिक गर्मी पैदा कर सकते हैं। सीएच 4 -सी 4 एच 10 ऐसी गैसें हैं जिनमें कोई गंध नहीं होती है। सी 5 एच 12 -सी 15 एच 32 ऐसे तरल पदार्थ हैं जिनकी एक विशिष्ट गंध होती है। सी 15 एच 32 इत्यादि ऐसे ठोस पदार्थ हैं जो गंधहीन भी होते हैं।
अल्केन्स के रासायनिक गुण
ये यौगिक रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं, जिन्हें मुश्किल से टूटने वाले सिग्मा बांड - सी-सी और सी-एच की ताकत से समझाया जा सकता है। यह भी विचार करने योग्य है कि सी-सी बांड गैर-ध्रुवीय हैं, और सी-एच बांड कम-ध्रुवीय हैं। ये सिग्मा प्रकार से संबंधित निम्न-ध्रुवीकृत प्रकार के बंधन हैं और, तदनुसार, होमोलिटिक तंत्र द्वारा इनके टूटने की सबसे अधिक संभावना है, जिसके परिणामस्वरूप रेडिकल बनेंगे। इस प्रकार, अल्केन्स के रासायनिक गुण मुख्य रूप से कट्टरपंथी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं तक सीमित हैं।
नाइट्रेशन प्रतिक्रियाएँ
अल्केन्स केवल 10% की सांद्रता वाले नाइट्रिक एसिड के साथ या 140 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गैसीय वातावरण में टेट्रावेलेंट नाइट्रोजन ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। अल्केन्स की नाइट्रेशन प्रतिक्रिया को कोनोवलोव प्रतिक्रिया कहा जाता है। परिणामस्वरूप, नाइट्रो यौगिक और पानी बनते हैं: सीएच 4 + नाइट्रिक एसिड (पतला) = सीएच 3 - एनओ 2 (नाइट्रोमेथेन) + पानी।
दहन प्रतिक्रियाएँ
संतृप्त हाइड्रोकार्बन का उपयोग अक्सर ईंधन के रूप में किया जाता है, जो उनकी जलने की क्षमता से उचित है: C n P 2n+2 + ((3n+1)/2) O 2 = (n+1) H 2 O + n CO 2।
ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएँ
अल्केन्स के रासायनिक गुणों में उनकी ऑक्सीकरण करने की क्षमता भी शामिल है। प्रतिक्रिया के साथ कौन सी स्थितियाँ आती हैं और वे कैसे बदलती हैं, इसके आधार पर, एक ही पदार्थ से अलग-अलग अंतिम उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं। प्रतिक्रिया को तेज करने वाले उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऑक्सीजन के साथ मीथेन के हल्के ऑक्सीकरण और लगभग 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान के परिणामस्वरूप निम्नलिखित पदार्थ हो सकते हैं:
1) 2सीएच 4 (ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण) = 2सीएच 3 ओएच (अल्कोहल - मेथनॉल)।
2) सीएच 4 (ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण) = सीएच 2 ओ (एल्डिहाइड - मिथेनल या फॉर्मेल्डिहाइड) + एच 2 ओ।
3) 2CH 4 (ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण) = 2HCOOH (कार्बोक्जिलिक एसिड - मीथेन या फॉर्मिक) + 2H 2 O।
इसके अलावा, अल्केन्स का ऑक्सीकरण हवा के साथ गैसीय या तरल माध्यम में किया जा सकता है। ऐसी प्रतिक्रियाओं से उच्च वसायुक्त अल्कोहल और संबंधित एसिड का निर्माण होता है।
ताप से संबंध
+150-250 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं तापमान पर, हमेशा उत्प्रेरक की उपस्थिति में, कार्बनिक पदार्थों की एक संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था होती है, जिसमें परमाणुओं के कनेक्शन के क्रम में बदलाव होता है। इस प्रक्रिया को आइसोमेराइजेशन कहा जाता है, और प्रतिक्रिया से उत्पन्न पदार्थों को आइसोमर्स कहा जाता है। इस प्रकार, सामान्य ब्यूटेन से, इसका आइसोमर प्राप्त होता है - आइसोब्यूटेन। 300-600 डिग्री सेल्सियस के तापमान और एक उत्प्रेरक की उपस्थिति पर, सी-एच बांड हाइड्रोजन अणुओं (डीहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं) के निर्माण के साथ टूट जाते हैं, हाइड्रोजन अणु कार्बन श्रृंखला के एक चक्र में बंद होने के साथ टूट जाते हैं (अल्केन्स का चक्रीकरण या सुगंधीकरण प्रतिक्रियाएं) :
1) 2सीएच 4 = सी 2 एच 4 (एथीन) + 2एच 2।
2) 2सीएच 4 = सी 2 एच 2 (एथिन) + 3एच 2।
3) सी 7 एच 16 (सामान्य हेप्टेन) = सी 6 एच 5 - सीएच 3 (टोल्यूनि) + 4 एच 2।
हैलोजनीकरण प्रतिक्रियाएँ
ऐसी प्रतिक्रियाओं में कार्बनिक पदार्थ के अणु में हैलोजन (उनके परमाणु) का परिचय शामिल होता है, जिसके परिणामस्वरूप सी-हैलोजन बंधन बनता है। जब अल्केन्स हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, तो हैलोजन व्युत्पन्न बनते हैं। इस प्रतिक्रिया की विशिष्ट विशेषताएं हैं। यह एक कट्टरपंथी तंत्र के अनुसार आगे बढ़ता है, और इसे आरंभ करने के लिए, हैलोजन और अल्केन्स के मिश्रण को पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में लाना या बस इसे गर्म करना आवश्यक है। अल्केन्स के गुण हैलोजन परमाणुओं के साथ पूर्ण प्रतिस्थापन प्राप्त होने तक हैलोजनीकरण प्रतिक्रिया को आगे बढ़ने की अनुमति देते हैं। यानी मीथेन का क्लोरीनीकरण और मिथाइल क्लोराइड का उत्पादन एक चरण में समाप्त नहीं होगा। प्रतिक्रिया आगे बढ़ेगी, सभी संभावित प्रतिस्थापन उत्पाद बनेंगे, क्लोरोमेथेन से शुरू होकर कार्बन टेट्राक्लोराइड तक। इन परिस्थितियों में अन्य अल्केन्स के क्लोरीन के संपर्क में आने से विभिन्न कार्बन परमाणुओं में हाइड्रोजन के प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप विभिन्न उत्पादों का निर्माण होगा। जिस तापमान पर प्रतिक्रिया होती है वह अंतिम उत्पादों का अनुपात और उनके गठन की दर निर्धारित करेगा। एल्केन की हाइड्रोकार्बन श्रृंखला जितनी लंबी होगी, प्रतिक्रिया उतनी ही आसान होगी। हैलोजनीकरण के दौरान सबसे पहले सबसे कम हाइड्रोजनीकृत (तृतीयक) कार्बन परमाणु को प्रतिस्थापित किया जाएगा। प्राथमिक व्यक्ति अन्य सभी के बाद प्रतिक्रिया करेगा। हैलोजनीकरण प्रतिक्रिया चरणों में होगी। पहले चरण में, केवल एक हाइड्रोजन परमाणु को प्रतिस्थापित किया जाता है। अल्केन्स हैलोजन समाधान (क्लोरीन और ब्रोमीन पानी) के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं।
सल्फ़ोक्लोरिनेशन प्रतिक्रियाएँ
अल्केन्स के रासायनिक गुणों को सल्फोक्लोरिनेशन प्रतिक्रिया (रीड प्रतिक्रिया कहा जाता है) द्वारा भी पूरक किया जाता है। पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में आने पर, अल्केन्स क्लोरीन और सल्फर डाइऑक्साइड के मिश्रण के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं। परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन क्लोराइड बनता है, साथ ही एक एल्काइल रेडिकल भी बनता है, जो सल्फर डाइऑक्साइड जोड़ता है। परिणाम एक जटिल यौगिक है जो क्लोरीन परमाणु के कब्जे और उसके अगले अणु के विनाश के कारण स्थिर हो जाता है: आर-एच + एसओ 2 + सीएल 2 + पराबैंगनी विकिरण = आर-एसओ 2 सीएल + एचसीएल। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले सल्फोनील क्लोराइड का व्यापक रूप से सर्फेक्टेंट के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।
अल्केन्स की अवधारणा की परिभाषा से शुरुआत करना उपयोगी होगा। ये संतृप्त या संतृप्त होते हैं। हम यह भी कह सकते हैं कि ये कार्बन हैं जिनमें C परमाणुओं का संबंध सरल बंधों के माध्यम से होता है। सामान्य सूत्र है: CnH₂n+ 2.
यह ज्ञात है कि अन्य वर्गों की तुलना में उनके अणुओं में H और C परमाणुओं की संख्या का अनुपात अधिकतम होता है। इस तथ्य के कारण कि सभी संयोजकताएँ C या H द्वारा व्याप्त हैं, अल्केन्स के रासायनिक गुण स्पष्ट रूप से व्यक्त नहीं होते हैं, इसलिए उनका दूसरा नाम वाक्यांश संतृप्त या संतृप्त हाइड्रोकार्बन है।
एक पुराना नाम भी है जो उनकी सापेक्ष रासायनिक जड़ता को सबसे अच्छी तरह दर्शाता है - पैराफिन, जिसका अर्थ है "आत्मीयता से रहित।"
तो, आज हमारी बातचीत का विषय है: "अल्केन्स: समरूप श्रृंखला, नामकरण, संरचना, आइसोमेरिज्म।" उनकी भौतिक संपत्तियों से संबंधित आंकड़े भी प्रस्तुत किये जायेंगे.
अल्केन्स: संरचना, नामकरण
उनमें, C परमाणु sp3 संकरण नामक अवस्था में होते हैं। इस संबंध में, अल्केन अणु को टेट्राहेड्रल सी संरचनाओं के एक सेट के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है जो न केवल एक दूसरे से जुड़े हुए हैं, बल्कि एच से भी जुड़े हुए हैं।
C और H परमाणुओं के बीच मजबूत, बहुत कम ध्रुवीय एस-बंध होते हैं। परमाणु हमेशा सरल बंधों के चारों ओर घूमते हैं, यही कारण है कि एल्केन अणु विभिन्न आकार लेते हैं, और बंध की लंबाई और उनके बीच का कोण स्थिर मान होते हैं। वे आकृतियाँ जो σ आबंधों के चारों ओर अणु के घूमने के कारण एक-दूसरे में परिवर्तित हो जाती हैं, आमतौर पर अनुरूपण कहलाती हैं।
प्रश्न में अणु से एच परमाणु के अमूर्तन की प्रक्रिया में, हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स नामक 1-वैलेंट प्रजातियां बनती हैं। वे न केवल बल्कि अकार्बनिक यौगिकों के परिणामस्वरूप भी प्रकट होते हैं। यदि आप एक संतृप्त हाइड्रोकार्बन अणु से 2 हाइड्रोजन परमाणु घटाते हैं, तो आपको 2-वैलेंट रेडिकल मिलते हैं।
इस प्रकार, अल्केन्स का नामकरण हो सकता है:
- रेडियल (पुराना संस्करण);
- प्रतिस्थापन (अंतर्राष्ट्रीय, व्यवस्थित)। यह IUPAC द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
रेडियल नामकरण की विशेषताएं
पहले मामले में, अल्केन्स का नामकरण इस प्रकार है:
- मीथेन के व्युत्पन्न के रूप में हाइड्रोकार्बन पर विचार, जिसमें 1 या कई एच परमाणुओं को रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
- बहुत जटिल कनेक्शन नहीं होने के मामले में उच्च स्तर की सुविधा।
प्रतिस्थापन नामकरण की विशेषताएं
अल्केन्स के स्थानापन्न नामकरण में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
- नाम का आधार 1 कार्बन श्रृंखला है, जबकि शेष आणविक अंशों को प्रतिस्थापन माना जाता है।
- यदि कई समान मूलांक हैं, तो संख्या उनके नाम से पहले इंगित की जाती है (सख्ती से शब्दों में), और मूलांक संख्याओं को अल्पविराम से अलग किया जाता है।
रसायन विज्ञान: अल्केन्स का नामकरण
सुविधा के लिए जानकारी तालिका के रूप में प्रस्तुत की गई है।
पदार्थ का नाम | नाम का आधार (मूल) | आण्विक सूत्र | कार्बन प्रतिस्थापक का नाम | कार्बन प्रतिस्थापक सूत्र |
अल्केन्स के उपरोक्त नामकरण में वे नाम शामिल हैं जो ऐतिहासिक रूप से विकसित हुए हैं (संतृप्त हाइड्रोकार्बन की श्रृंखला के पहले 4 सदस्य)।
5 या अधिक C परमाणुओं वाले अविस्तारित अल्केन्स के नाम ग्रीक अंकों से लिए गए हैं जो C परमाणुओं की दी गई संख्या को दर्शाते हैं। इस प्रकार, प्रत्यय -an इंगित करता है कि पदार्थ संतृप्त यौगिकों की एक श्रृंखला से है।
खुले अल्केन्स के नाम लिखते समय, मुख्य श्रृंखला वह होती है जिसमें C परमाणुओं की अधिकतम संख्या होती है। इसे क्रमांकित किया जाता है ताकि प्रतिस्थापनों की संख्या सबसे कम हो। समान लंबाई की दो या दो से अधिक श्रृंखलाओं के मामले में, मुख्य श्रृंखला वह बन जाती है जिसमें सबसे अधिक संख्या में प्रतिस्थापन होते हैं।
अल्केन्स का समावयवता
उनकी श्रृंखला का मूल हाइड्रोकार्बन मीथेन CH₄ है। मीथेन श्रृंखला के प्रत्येक बाद के प्रतिनिधि के साथ, मेथिलीन समूह - CH₂ में पिछले एक से अंतर देखा जाता है। इस पैटर्न को अल्केन्स की पूरी श्रृंखला में खोजा जा सकता है।
जर्मन वैज्ञानिक शिएल ने इस श्रृंखला को होमोलॉजिकल कहने का प्रस्ताव रखा। ग्रीक से अनुवादित इसका अर्थ है "समान, समान।"
इस प्रकार, एक सजातीय श्रृंखला संबंधित कार्बनिक यौगिकों का एक समूह है जिनकी संरचना और समान रासायनिक गुण होते हैं। होमोलॉग्स किसी दी गई श्रृंखला के सदस्य हैं। सजातीय अंतर एक मिथाइलीन समूह है जिसमें 2 पड़ोसी समजात भिन्न होते हैं।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, किसी भी संतृप्त हाइड्रोकार्बन की संरचना को सामान्य सूत्र CnH₂n + 2 का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है। इस प्रकार, मीथेन के बाद सजातीय श्रृंखला का अगला सदस्य ईथेन है - C₂H₆। मीथेन से इसकी संरचना को परिवर्तित करने के लिए, 1 H परमाणु को CH₃ (नीचे चित्र) से बदलना आवश्यक है।
प्रत्येक बाद वाले होमोलॉग की संरचना पिछले वाले से उसी तरह निकाली जा सकती है। परिणामस्वरूप, ईथेन - C₃H₈ से प्रोपेन बनता है।
आइसोमर्स क्या हैं?
ये ऐसे पदार्थ हैं जिनकी एक समान गुणात्मक और मात्रात्मक आणविक संरचना (समान आणविक सूत्र) होती है, लेकिन एक अलग रासायनिक संरचना होती है, और अलग-अलग रासायनिक गुण भी होते हैं।
ऊपर चर्चा किए गए हाइड्रोकार्बन क्वथनांक जैसे पैरामीटर में भिन्न होते हैं: -0.5° - ब्यूटेन, -10° - आइसोब्यूटेन। इस प्रकार की समावयवता को कार्बन कंकाल समावयवता कहा जाता है; यह संरचनात्मक प्रकार से संबंधित है।
जैसे-जैसे कार्बन परमाणुओं की संख्या बढ़ती है, संरचनात्मक आइसोमर्स की संख्या तेजी से बढ़ती है। इस प्रकार, C₁₀H₂₂ 75 आइसोमर्स (स्थानिक सहित नहीं) के अनुरूप होगा, और C₁₅H₃₂ के लिए 4347 आइसोमर्स पहले से ही ज्ञात हैं, C₂₀H₄₂ के लिए - 366,319।
तो, यह पहले ही स्पष्ट हो गया है कि अल्केन्स क्या हैं, सजातीय श्रृंखला, आइसोमेरिज्म, नामकरण। अब यह IUPAC के अनुसार नाम संकलित करने के नियमों पर आगे बढ़ने लायक है।
IUPAC नामकरण: नामों के निर्माण के नियम
सबसे पहले, हाइड्रोकार्बन संरचना में उस कार्बन श्रृंखला को खोजना आवश्यक है जो सबसे लंबी हो और जिसमें अधिकतम संख्या में प्रतिस्थापन हों। फिर आपको श्रृंखला के सी परमाणुओं को क्रमांकित करने की आवश्यकता है, उस सिरे से शुरू करके जहां पर प्रतिस्थापक निकटतम है।
दूसरे, आधार एक अशाखित संतृप्त हाइड्रोकार्बन का नाम है, जो सी परमाणुओं की संख्या के संदर्भ में, मुख्य श्रृंखला से मेल खाता है।
तीसरा, आधार से पहले उन स्थानों की संख्या को इंगित करना आवश्यक है जिनके पास स्थानापन्न स्थित हैं। प्रतिस्थापनों के नाम उनके बाद हाइफ़न से लिखे जाते हैं।
चौथा, अलग-अलग सी परमाणुओं में समान प्रतिस्थापनों की उपस्थिति के मामले में, लोकेंट संयुक्त होते हैं, और नाम से पहले एक गुणन उपसर्ग दिखाई देता है: डी - दो समान प्रतिस्थापनों के लिए, तीन - तीन के लिए, टेट्रा - चार, पेंटा - पांच के लिए , आदि। संख्याओं को एक दूसरे से अल्पविराम द्वारा और शब्दों को एक हाइफ़न द्वारा अलग किया जाना चाहिए।
यदि एक ही C परमाणु में एक साथ दो प्रतिस्थापी हों, तो लोकेंट भी दो बार लिखा जाता है।
इन नियमों के अनुसार अल्केन्स का अंतर्राष्ट्रीय नामकरण बनता है।
न्यूमैन अनुमान
इस अमेरिकी वैज्ञानिक ने अनुरूपताओं के चित्रमय प्रदर्शन के लिए विशेष प्रक्षेपण सूत्र प्रस्तावित किए - न्यूमैन अनुमान। वे फॉर्म ए और बी के अनुरूप हैं और नीचे दिए गए चित्र में प्रस्तुत किए गए हैं।
पहले मामले में, यह ए-अवरुद्ध रचना है, और दूसरे में, यह बी-अवरुद्ध रचना है। स्थिति ए में, एच परमाणु एक दूसरे से न्यूनतम दूरी पर स्थित हैं। यह रूप उच्चतम ऊर्जा मूल्य से मेल खाता है, इस तथ्य के कारण कि उनके बीच प्रतिकर्षण सबसे बड़ा है। यह एक ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल स्थिति है, जिसके परिणामस्वरूप अणु इसे छोड़कर अधिक स्थिर स्थिति बी में चला जाता है। यहां एच परमाणु एक दूसरे से यथासंभव दूर हैं। इस प्रकार, इन स्थितियों के बीच ऊर्जा का अंतर 12 kJ/mol है, जिसके कारण मिथाइल समूहों को जोड़ने वाले इथेन अणु में अक्ष के चारों ओर मुक्त घूर्णन असमान है। ऊर्जावान रूप से अनुकूल स्थिति में प्रवेश करने के बाद, अणु वहीं रुक जाता है, दूसरे शब्दों में, "धीमा हो जाता है।" इसीलिए इसे निरुद्ध कहा जाता है। परिणाम यह है कि 10 हजार ईथेन अणु कमरे के तापमान पर संरचना के बाधित रूप में हैं। केवल एक का आकार अलग है - अस्पष्ट।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन प्राप्त करना
लेख से यह पहले ही ज्ञात हो चुका है कि ये अल्केन्स हैं (उनकी संरचना और नामकरण का पहले विस्तार से वर्णन किया गया था)। उन्हें प्राप्त करने के तरीकों पर विचार करना उपयोगी होगा। वे तेल, प्राकृतिक और कोयले जैसे प्राकृतिक स्रोतों से निकलते हैं। सिंथेटिक तरीकों का भी उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, H₂ 2H₂:
- हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया CnH₂n (एल्केन्स)→ CnH₂n+2 (अल्केन्स)← CnH₂n-2 (अल्केन्स)।
- C और H मोनोऑक्साइड के मिश्रण से - संश्लेषण गैस: nCO+(2n+1)H₂→ CnH₂n+2+nH₂O।
- कार्बोक्जिलिक एसिड (उनके लवण) से: एनोड पर इलेक्ट्रोलिसिस, कैथोड पर:
- कोल्बे इलेक्ट्रोलिसिस: 2RCOONa+2H₂O→R-R+2CO₂+H₂+2NaOH;
- डुमास प्रतिक्रिया (क्षार के साथ मिश्र धातु): CH₃COONa+NaOH (t)→CH₄+Na₂CO₃।
- तेल क्रैकिंग: CnH₂n+2 (450-700°)→ CmH₂m+2+ Cn-mH₂(n-m)।
- ईंधन का गैसीकरण (ठोस): C+2H₂→CH₄.
- जटिल अल्केन्स (हैलोजन डेरिवेटिव) का संश्लेषण जिसमें कम सी परमाणु होते हैं: 2CH₃Cl (क्लोरोमेथेन) +2Na →CH₃- CH₃ (इथेन) +2NaCl।
- पानी द्वारा मेथेनाइड्स (धातु कार्बाइड) का अपघटन: Al₄C₃+12H₂O→4Al(OH₃)↓+3CH₄।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन के भौतिक गुण
सुविधा के लिए, डेटा को एक तालिका में समूहीकृत किया गया है।
FORMULA | एल्केन | गलनांक डिग्री सेल्सियस में | क्वथनांक डिग्री सेल्सियस में | घनत्व, जी/एमएल |
0.415 पर t = -165°С |
||||
0.561 t= -100°C पर |
||||
0.583 पर t = -45°C |
||||
0.579 t =0°C पर |
||||
2-मिथाइलप्रोपेन | 0.557 t = -25°C पर |
|||
2,2-डाइमिथाइलप्रोपेन | ||||
2-मिथाइलब्यूटेन | ||||
2-मिथाइलपेंटेन | ||||
2,2,3,3-टेट्रा-मिथाइलब्यूटेन | ||||
2,2,4-ट्राइमेथिलपेंटेन | ||||
n-C₁₀H₂₂ | ||||
n-C₁₁H₂₄ | एन-अंडेकेन | |||
n-C₁₂H₂₆ | एन-डोडेकेन | |||
n-C₁₃H₂₈ | एन-ट्रिडेकेन | |||
n-C₁₄H₃₀ | एन-टेट्राडेकेन | |||
n-C₁₅H₃₂ | एन-पेंटाडेकेन | |||
n-C₁₆H₃₄ | एन-हेक्साडेकेन | |||
n-C₂₀H₄₂ | एन-eicosane | |||
n-C₃₀H₆₂ | एन-ट्रायकॉन्टन | 1 एमएमएचजी अनुसूचित जनजाति | ||
n-C₄₀H₈₂ | एन-टेट्राकॉन्टेन | 3 एमएमएचजी कला। | ||
n-C₅₀H₁₀₂ | एन-पेंटाकॉन्टन | 15 एमएमएचजी कला। | ||
n-C₆₀H₁₂₂ | एन-हेक्साकॉन्टेन | |||
n-C₇₀H₁₄₂ | एन-हेप्टाकॉन्टेन | |||
n-C₁₀₀H₂₀₂ |
निष्कर्ष
लेख ने अल्केन्स (संरचना, नामकरण, आइसोमेरिज्म, सजातीय श्रृंखला, आदि) जैसी अवधारणा की जांच की। रेडियल और स्थानापन्न नामकरण की विशेषताओं के बारे में थोड़ा कहा गया है। अल्केन्स प्राप्त करने की विधियाँ वर्णित हैं।
इसके अलावा, लेख में अल्केन्स के संपूर्ण नामकरण को विस्तार से सूचीबद्ध किया गया है (परीक्षण आपको प्राप्त जानकारी को आत्मसात करने में मदद कर सकता है)।
परिभाषा
हाइड्रोकार्बनसंतृप्त हाइड्रोकार्बन कहलाते हैं, जिनके अणुओं में कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जो केवल σ बांड द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं।
सामान्य परिस्थितियों में (25 डिग्री सेल्सियस और वायुमंडलीय दबाव पर), अल्केन्स की समजातीय श्रृंखला (सी 1 - सी 4) के पहले चार सदस्य गैसें हैं। पेंटेन से हेप्टाडेकेन (सी 5 - सी 17) तक के सामान्य अल्केन्स तरल होते हैं, सी 18 से शुरू होकर ऊपर ठोस होते हैं। जैसे-जैसे सापेक्ष आणविक भार बढ़ता है, अल्केन्स के क्वथनांक और गलनांक बढ़ते हैं। अणु में कार्बन परमाणुओं की समान संख्या के साथ, शाखित अल्केन्स का क्वथनांक सामान्य अल्केन्स की तुलना में कम होता है। उदाहरण के तौर पर मीथेन का उपयोग करते हुए अल्केन अणु की संरचना चित्र में दिखाई गई है। 1.
चावल। 1. मीथेन अणु की संरचना.
अल्केन्स पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं, क्योंकि उनके अणु कम ध्रुवीय होते हैं और पानी के अणुओं के साथ बातचीत नहीं करते हैं। तरल अल्केन्स एक दूसरे के साथ आसानी से मिल जाते हैं। वे गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स जैसे बेंजीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड, डायथाइल ईथर आदि में अच्छी तरह से घुल जाते हैं।
अल्केन्स की तैयारी
40 कार्बन परमाणुओं वाले विभिन्न संतृप्त हाइड्रोकार्बन के मुख्य स्रोत तेल और प्राकृतिक गैस हैं। कम संख्या में कार्बन परमाणुओं (1 - 10) वाले अल्केन्स को प्राकृतिक गैस के आंशिक आसवन या तेल के गैसोलीन अंश द्वारा अलग किया जा सकता है।
अल्केन्स के उत्पादन के लिए औद्योगिक (I) और प्रयोगशाला (II) विधियाँ हैं।
सी + एच 2 → सीएच 4 (कैट = नी, टी 0);
सीओ + 3एच 2 → सीएच 4 + एच 2 ओ (कैट = नी, टी 0 = 200 - 300);
सीओ 2 + 4एच 2 → सीएच 4 + 2एच 2 ओ (कैट, टी 0)।
- असंतृप्त हाइड्रोकार्बन का हाइड्रोजनीकरण
सीएच 3 -सीएच=सीएच 2 + एच 2 →सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 (कैट = नी, टी 0);
- हैलोऐल्केन की कमी
सी 2 एच 5 आई + एचआई → सी 2 एच 6 + आई 2 (टी 0);
- मोनोबैसिक कार्बनिक अम्लों के लवणों की क्षारीय पिघलने वाली प्रतिक्रियाएँ
C 2 H 5 -COONa + NaOH → C 2 H 6 + Na 2 CO 3 (t 0);
- सोडियम धातु के साथ हैलोऐल्केन की परस्पर क्रिया (वुर्ट्ज़ प्रतिक्रिया)
2C 2 H 5 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr;
- मोनोबैसिक कार्बनिक अम्लों के लवणों का इलेक्ट्रोलिसिस
2C 2 H 5 COONa + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + C 4 H 10 + 2CO 2;
K(-): 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - ;
A(+):2C 2 H 5 COO — -2e → 2C 2 H 5 COO + → 2C 2 H 5 + + 2CO 2।
अल्केन्स के रासायनिक गुण
अल्केन्स सबसे कम प्रतिक्रियाशील कार्बनिक यौगिकों में से हैं, जो उनकी संरचना द्वारा समझाया गया है।
सामान्य परिस्थितियों में अल्केन्स अम्लीय वातावरण में सांद्र अम्ल, पिघला हुआ और सांद्र क्षार, क्षार धातु, हैलोजन (फ्लोरीन को छोड़कर), पोटेशियम परमैंगनेट और पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।
अल्केन्स के लिए, सबसे विशिष्ट प्रतिक्रियाएं वे होती हैं जो एक कट्टरपंथी तंत्र द्वारा आगे बढ़ती हैं। सी-एच और सी-सी बांड का होमोलिटिक दरार उनके हेटेरोलिटिक दरार की तुलना में ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल है।
रेडिकल प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं सबसे आसानी से तृतीयक कार्बन परमाणु पर, फिर द्वितीयक कार्बन परमाणु पर और अंत में प्राथमिक कार्बन परमाणु पर होती हैं।
अल्केन्स के सभी रासायनिक परिवर्तन विभाजन के साथ आगे बढ़ते हैं:
1) सी-एच बांड
- हैलोजनीकरण (एस आर)
सीएच 4 + सीएल 2 → सीएच 3 सीएल + एचसीएल ( एचवी);
सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 + बीआर 2 → सीएच 3 -सीएचबीआर-सीएच 3 + एचबीआर ( एचवी).
- नाइट्रेशन (एसआर)
सीएच 3 -सी(सीएच 3)एच-सीएच 3 + एचओएनओ 2 (पतला) → सीएच 3 -सी(एनओ 2)एच-सीएच 3 + एच 2 ओ (टी 0)।
-सल्फोक्लोरिनेशन (एस आर)
आर-एच + एसओ 2 + सीएल 2 → आरएसओ 2 सीएल + एचसीएल ( एचवी).
- निर्जलीकरण
सीएच 3 -सीएच 3 → सीएच 2 =सीएच 2 + एच 2 (कैट = नी, टी 0)।
- डीहाइड्रोसायक्लाइजेशन
सीएच 3 (सीएच 2) 4 सीएच 3 → सी 6 एच 6 + 4 एच 2 (कैट = सीआर 2 ओ 3, टी 0)।
2) सी-एच और सी-सी बांड
- आइसोमेराइजेशन (इंट्रामोलेक्यूलर पुनर्व्यवस्था)
सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 2 -सीएच 3 →सीएच 3 -सी(सीएच 3)एच-सीएच 3 (kat=AlCl 3, t 0)।
- ऑक्सीकरण
2CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 5O 2 → 4CH 3 COOH + 2H 2 O (t 0 , p);
सी एन एच 2एन+2 + (1.5एन + 0.5) ओ 2 → एनसीओ 2 + (एन+1) एच 2 ओ (टी 0)।
अल्केन्स के अनुप्रयोग
अल्केन्स ने विभिन्न उद्योगों में आवेदन पाया है। आइए सजातीय श्रृंखला के कुछ प्रतिनिधियों के उदाहरण के साथ-साथ अल्केन्स के मिश्रण का उपयोग करके अधिक विस्तार से विचार करें।
मीथेन कार्बन और हाइड्रोजन, एसिटिलीन, ऑक्सीजन युक्त कार्बनिक यौगिकों - अल्कोहल, एल्डिहाइड, एसिड के उत्पादन के लिए सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए कच्चे माल का आधार बनाता है। प्रोपेन का उपयोग ऑटोमोबाइल ईंधन के रूप में किया जाता है। ब्यूटेन का उपयोग ब्यूटाडीन के उत्पादन के लिए किया जाता है, जो सिंथेटिक रबर के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल है।
सी 25 तक तरल और ठोस अल्केन्स का मिश्रण, जिसे वैसलीन कहा जाता है, का उपयोग दवा में मलहम के आधार के रूप में किया जाता है। ठोस अल्केन्स सी 18 - सी 25 (पैराफिन) के मिश्रण का उपयोग विभिन्न सामग्रियों (कागज, कपड़े, लकड़ी) को हाइड्रोफोबिक गुण देने के लिए किया जाता है, अर्थात। पानी से गीला न होना। चिकित्सा में इसका उपयोग फिजियोथेरेप्यूटिक प्रक्रियाओं (पैराफिन उपचार) के लिए किया जाता है।
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
| व्यायाम | मीथेन का क्लोरीनीकरण करते समय 1.54 ग्राम यौगिक प्राप्त हुआ, जिसका हवा में वाष्प घनत्व 5.31 है। मैंगनीज डाइऑक्साइड एमएनओ 2 के द्रव्यमान की गणना करें जो क्लोरीन का उत्पादन करने के लिए आवश्यक होगा यदि प्रतिक्रिया में पेश किए गए मीथेन और क्लोरीन की मात्रा का अनुपात 1: 2 है। |
| समाधान | किसी दिए गए गैस के द्रव्यमान और उसी आयतन, समान तापमान और समान दबाव पर ली गई दूसरी गैस के द्रव्यमान के अनुपात को पहली गैस से दूसरी गैस का सापेक्ष घनत्व कहा जाता है। यह मान दर्शाता है कि पहली गैस दूसरी गैस से कितनी गुना भारी या हल्की है। हवा का सापेक्ष आणविक भार 29 (हवा में नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य गैसों की सामग्री को ध्यान में रखते हुए) लिया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि "हवा के सापेक्ष आणविक द्रव्यमान" की अवधारणा का उपयोग सशर्त रूप से किया जाता है, क्योंकि हवा गैसों का मिश्रण है। आइए मीथेन के क्लोरीनीकरण के दौरान बनने वाली गैस का दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात करें: एम गैस = 29 ×डी वायु (गैस) = 29 × 5.31 = 154 ग्राम/मोल। यह कार्बन टेट्राक्लोराइड - CCl 4 है। आइए प्रतिक्रिया समीकरण लिखें और स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों को व्यवस्थित करें: सीएच 4 + 4सीएल 2 = सीसीएल 4 + 4एचसीएल। आइए कार्बन टेट्राक्लोराइड पदार्थ की मात्रा की गणना करें: एन(सीसीएल 4) = एम(सीसीएल 4) / एम(सीसीएल 4); एन(सीसीएल 4) = 1.54/154 = 0.01 मोल। प्रतिक्रिया समीकरण n(CCl 4) : n(CH 4) = 1: 1 के अनुसार, जिसका अर्थ है एन(सीएच 4) = एन(सीसीएल 4) = 0.01 मोल। फिर, क्लोरीन पदार्थ की मात्रा n(Cl 2) = 2 × 4 n(CH 4) के बराबर होनी चाहिए, यानी। एन(सीएल 2) = 8 × 0.01 = 0.08 मोल। आइए हम क्लोरीन के उत्पादन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण लिखें: एमएनओ 2 + 4एचसीएल = एमएनसीएल 2 + सीएल 2 + 2एच 2 ओ। मैंगनीज डाइऑक्साइड के मोलों की संख्या 0.08 mol है, क्योंकि n(Cl 2) : n(MnO 2) = 1: 1. मैंगनीज डाइऑक्साइड का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए: एम(एमएनओ2) = एन(एमएनओ2) × एम(एमएनओ2); एम(एमएनओ 2) = एआर(एमएन) + 2×एआर(ओ) = 55 + 2×16 = 87 ग्राम/मोल; एम(एमएनओ 2) = 0.08 × 87 = 10.4 ग्राम। |
| उत्तर | मैंगनीज डाइऑक्साइड का द्रव्यमान 10.4 ग्राम है। |
उदाहरण 2
| व्यायाम | ट्राइक्लोरोअल्केन का आणविक सूत्र निर्धारित करें, जिसमें क्लोरीन का द्रव्यमान अंश 72.20% है। सभी संभावित आइसोमर्स के संरचनात्मक सूत्र बनाएं और IUPAC स्थानापन्न नामकरण के अनुसार पदार्थों के नाम दें। | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| उत्तर | आइए ट्राइक्लोरोअल्कीन का सामान्य सूत्र लिखें: सी एन एच 2 एन -1 सीएल 3। सूत्र के अनुसार ω(सीएल) = 3×Ar(सीएल) / श्री(सी एन एच 2 एन -1 सीएल 3) × 100% आइए ट्राइक्लोरोअल्केन के आणविक भार की गणना करें: श्री(सी एन एच 2 एन -1 सीएल 3) = 3 × 35.5 / 72.20 × 100% = 147.5। आइए n का मान ज्ञात करें: 12एन + 2एन - 1 + 35.5×3 = 147.5; इसलिए, ट्राइक्लोरोऐल्केन का सूत्र C 3 H 5 Cl 3 है। आइए आइसोमर्स के संरचनात्मक सूत्र बनाएं: 1,2,3-ट्राइक्लोरोप्रोपेन (1), 1,1,2-ट्राइक्लोरोप्रोपेन (2), 1,1,3-ट्राइक्लोरोप्रोपेन (3), 1,1,1-ट्राइक्लोरोप्रोपेन ( 4) और 1,2,2-ट्राइक्लोरोप्रोपेन (5)। सीएच 2 सीएल-सीएचसीएल-सीएच 2 सीएल (1); सीएचसीएल 2 -सीएचसीएल-सीएच 3 (2); सीएचसीएल 2 -सीएच 2 -सीएच 2 सीएल (3); सीसीएल 3 -सीएच 2 -सीएच 3 (4); एसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन को अल्केन्स कहा जाता है। कुल 390 अल्केन्स हैं। नॉनकॉन्टाट्रिक्टन की संरचना सबसे लंबी है (सी 390 एच 782)। हैलोजन कार्बन परमाणुओं से जुड़कर हैलोऐल्केन बना सकते हैं। संरचना एवं नामकरणपरिभाषा के अनुसार, अल्केन्स संतृप्त या संतृप्त हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनकी एक रैखिक या शाखित संरचना होती है। इसे पैराफिन भी कहा जाता है। अल्केन अणुओं में कार्बन परमाणुओं के बीच केवल एकल सहसंयोजक बंधन होते हैं। सामान्य सूत्र - किसी पदार्थ का नाम रखने के लिए आपको नियमों का पालन करना होगा। अंतर्राष्ट्रीय नामकरण के अनुसार नाम प्रत्यय -an के प्रयोग से बनते हैं। पहले चार अल्केन्स के नाम ऐतिहासिक रूप से बनाए गए थे। पांचवें प्रतिनिधि से शुरू होकर, नाम एक उपसर्ग से बने होते हैं जो कार्बन परमाणुओं की संख्या और प्रत्यय -एन को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, ओक्टा (आठ) ऑक्टेन बनाता है। शाखित श्रृंखलाओं के लिए, नाम जोड़े गए हैं:
उदाहरण: 4-मिथाइलप्रोपेन - प्रोपेन श्रृंखला में चौथे कार्बन परमाणु में एक रेडिकल (मिथाइल) होता है।
चावल। 1. अल्केन्स के नाम के साथ संरचनात्मक सूत्र। प्रत्येक दसवां अल्केन अगले नौ अल्केन को नाम देता है। डिकन के बाद आते हैं अनडेकेन, डोडेकेन और फिर, ईकोसेन के बाद आते हैं - हेनेइकोसैन, डोकोसेन, ट्राइकोसेन आदि। सजातीय श्रृंखलापहला प्रतिनिधि मीथेन है, यही कारण है कि अल्केन्स को मीथेन की समजातीय श्रृंखला भी कहा जाता है। अल्केन्स की तालिका पहले 20 प्रतिनिधियों को दर्शाती है।
ब्यूटेन से शुरू करके, सभी अल्केन्स में संरचनात्मक आइसोमर्स होते हैं। नाम को उपसर्ग आईएसओ के साथ जोड़ा गया है-: आइसोब्यूटेन, आइसोपेंटेन, आइसोहेक्सेन।
चावल। 2. आइसोमर्स के उदाहरण. भौतिक गुणपदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति समरूपों की सूची में ऊपर से नीचे तक बदलती रहती है। इसमें जितने अधिक कार्बन परमाणु होते हैं और तदनुसार, यौगिकों का आणविक भार उतना ही अधिक होता है, क्वथनांक उतना ही अधिक होता है और पदार्थ उतना ही कठोर होता है। 15 से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले शेष पदार्थ ठोस अवस्था में होते हैं।
गैसीय अल्केन्स नीली या रंगहीन लौ के साथ जलते हैं। रसीदअल्केन्स, हाइड्रोकार्बन के अन्य वर्गों की तरह, तेल, गैस और कोयले से प्राप्त होते हैं। इसके लिए प्रयोगशाला और औद्योगिक विधियों का उपयोग किया जाता है:
उत्प्रेरक - प्लैटिनम, निकल, पैलेडियम की उपस्थिति में एल्केन्स और एल्केनीज़ के हाइड्रोजनीकरण द्वारा अल्केन्स प्राप्त किए जा सकते हैं। रासायनिक गुणअल्केन्स अकार्बनिक पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:
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