Cikloalkani: kemijske lastnosti, uporaba

Upoštevajte cikloalkane. Za kemijske lastnosti tega razreda so značilne strukturne značilnosti, prisotnost zaprte strukture.

Značilnosti sestave

Splošna formula cikloalkanov je CnH2n. Atomi ogljika v teh spojinah so v sp3-hibridnem stanju. Gre za splošno formulo cikloalkanov, ki pojasnjuje interklasno izomerijo z alkenom.

Kljub podobnosti z nasičenimi ogljikovodiki tip hibridizacije ogljikov atom med razredi so pomembne razlike. Cikloparafini imajo zaprto strukturo. Prvi predstavnik te serije je ciklopropan.

Nomenklatura

Obstajajo vrste cikloalkanov, ki imajo preprost cikel, bočne substituente. Glede na značilnosti strukture obstaja algoritem za poimenovanje cikloparafinov. C3H6 je na primer ciklopropan. Struktura ne vsebuje dodatnih radikalov, zato se pri oblikovanju imena predponu ciklo- doda propan.

C4H8 lahko obstaja kot dva strukturne formule: ciklobutan in metilciklopropan. Glede na to, da je struktura ogljikovodika zaprta, ni smiselno označevati položaja enega radikala s številko. Če je v molekuli več različnih substituentov, potem se številčenje začne od tistega, ki bo najstarejši.

Strukturne značilnosti

Kakšno drugo strukturo lahko imajo cikloalkani? Kemične lastnosti spojin, ki imajo več ciklov, se med seboj razlikujejo od monociklov. Imena teh spojin najprej označujejo manjši cikel, nato pa se imenuje večji obroč. Če se v molekuli ponovi več enakih ciklov, dodajte predpone bicyclo-, tetracyclo-.

Pridobivanje

Cikloalkani so del olja, zato imajo drugo ime - naftene. Zato za pridobitev predstavnikov tega razreda, ki vključuje od pet do sedem ogljikovih atomov, izvedite rafiniranje nafte.

V laboratorijskih pogojih se cikloparafini proizvajajo z Würzovo reakcijo. Njegovo bistvo je v interakciji aktivnih kovin z dihalogenskimi substituiranimi alkani.

Izomerizem in lastnosti

Katere vrste izomerizma imajo cikloalkane? Kemijske lastnosti tega razreda so podobne tistim iz nasičenih ogljikovodikov. Za vse naftene, začenši s C4H8, je značilna strukturna izomerija. Interklasni izomeri za predstavnike tega razreda ogljikovodikov so alkeni. Za naftene iz C ₅ H ₁₀ se razlikuje tudi optična izomerija.

Kaj so cikloalkani? Kemijske lastnosti teh spojin temeljijo na strukturnih značilnostih. Moč vezav je odvisna od števila atomov ogljika v molekuli. Ko relativna molekulska masa molekule narašča, se moč zmanjša in pospešijo se motnje v ciklični konfiguraciji.

V normalnih pogojih so prvi predstavniki naftenov plinaste snovi. Cikloalkani s številom ogljikov v verigi od pet do šestnajst so tekočine, preostali predstavniki tega razreda pa imajo trdno agregatno stanje.

Na kemijske lastnosti vpliva velikost cikla, ki je značilna za stabilnost spojine. Na primer, predstavniki naftenov so označeni s hidrogeniranjem (interakcijo z molekulo vodika), kar vodi do tvorbe ustrezne nasičene spojine CnH2n + 2.

Med kemičnimi lastnostmi, ki so značilne za razred naftenov, je mogoče opaziti tudi sposobnost reakcij substitucije. Na primer, pri interakciji s halogensko molekulo (klor, brom) se ciklična struktura ne spremeni, vodik v stranski verigi je nadomeščen z atomom ustreznega halogena.

Kot pri vseh drugih snoveh organskega izvora so za cikloalkane značilne interakcije z atmosferskim kisikom. Med reakcijskimi produkti bodo poleg ogljikovega dioksida, vodne pare, pa tudi toplotne energije.

Kakšna je uporaba cikloalkanov? Najprej je treba upoštevati uporabo etilcikloheksana in cikloheksana. Te snovi so osnova za industrijsko proizvodnjo kaprolaktana, adaptinske kisline. Vsi nafteni so odlična topila. Poleg tega se ciklopropan uporablja kot anestetik v sodobni medicini.