Alkanes लागि विशिष्ट प्रतिक्रिया के हुन्

रासायनिक यौगिकहरु प्रत्येक वर्ग कारण आफ्नो इलेक्ट्रोनिक संरचना विशेषताहरू प्रदर्शनी गर्न सक्नुहुन्छ। alkanes विशिष्ट प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया, cleavage वा आणविक ओक्सीकरण लागि। सबै रासायनिक प्रक्रिया अगाडी छलफल गरिने आफ्नै विशेष प्रवाह, छ।

alkanes के हो

यो संतृप्त हाइड्रोकार्बन यौगिकों, खुट्टाफिन रूपमा परिचित छन् जो। यी अणु, मात्र कार्बन र हाइड्रोजन परमाणु को रैखिक वा branched acyclic मात्र एकल मिश्रित छ जसमा श्रृंखला समावेश छन्। कक्षा को विशेषताहरु दिइएको, तपाईं alkanes को के प्रतिक्रिया विशेषता गणना गर्न सक्छन्। एच _{2n + 2} सी _N: तिनीहरूले सम्पूर्ण वर्ग को लागि सूत्र _{पालना।}

रासायनिक संरचना

खुट्टाफिन अणु सपा ³ संकरण exhibiting कार्बन अणुहरु comprises। तिनीहरू सबै चार valence orbitals नै आकार, स्थान मा ऊर्जा र निर्देशन छ। बीच 109 ° र 28 'को ऊर्जा स्तर कोण को आकार।

अणु मा एकल बन्धन उपस्थिति प्रतिक्रिया के alkanes को विशेषता हो निर्धारण गर्छ। तिनीहरूले σ-कम्पाउन्ड समावेश गर्दछ। carbons बीच संचार यो सी-एच भन्दा अलिकति लामो छ, nonpolar र weakly polarizable छ। साथै, एक कार्बन अणु एक पारी को इलेक्ट्रॉन घनत्व सबैभन्दा electronegative छ। परिणामस्वरूप मिश्रित सी-एच कम ध्रुवीयता द्वारा विशेषता छ।

प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया

पदार्थ वर्ग paraffins एक कम रासायनिक गतिविधि छ। यो सी-सी र किनभने गैर-ध्रुवीयता को तोड गर्न कठिन छ, जो सी-एच, बीच बन्धन को बल द्वारा बताए गर्न सकिन्छ। आफ्नो विनाशको आधार wherein मुक्त कणबाट प्रकार संलग्न homolytic संयन्त्र छ। किन alkanes द्वारा विशेषता छन् छ एक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया। यस्तो पदार्थ पानी अणु वा शुल्क वाहक को आयनों अन्तरक्रिया गर्न सक्षम छन्।

तिनीहरूले जसमा हाइड्रोजन अणुहरु हलोजन तत्व वा अन्य सक्रिय समूह द्वारा प्रतिस्थापित गर्दै मुक्त कट्टरपंथी प्रतिस्थापन श्रेणीका। यी प्रतिक्रिया halogenation, sulfochlorination र nitration सम्बन्धित प्रक्रियाहरू समावेश गर्नुहोस्। यी aromates र alkane को तयारी गर्न नेतृत्व। जन्माउने प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया निःशुल्क कट्टरपंथी संयन्त्र मार्फत तीन चरणमा को मुख्य प्रकार हो:

1. प्रक्रिया एक nucleation सूत्रपात वा श्रृंखला, मुक्त कण गठन जुन मा सुरु। को उत्प्रेरक पराबैंगनी प्रकाश र ताप को स्रोतहरू छन्।
2. त्यसपछि क्रमिक सक्रिय कणहरु निष्क्रिय अणु संग अन्तरक्रिया लगे जो श्रृंखला विकास। अणु र कण, क्रमशः मा आफ्नो रूपान्तरण हो।
3. अन्तिम चरण माला तोड्न हुनेछ। त्यहाँ recombination वा सक्रिय कणहरु को लोप। यसरी एक श्रृंखला प्रतिक्रिया को विकास बर्खास्त।

halogenation प्रक्रिया

यसलाई मूल प्रकार को संयन्त्र आधारित छ। Alkane halogenation प्रतिक्रिया पराबैंगनी प्रकाश र हलोजन र hydrocarbons को एक मिश्रण को ताप संग irradiation द्वारा ठाउँ लिन्छ।

प्रक्रिया सबै चरणमा Markovnikov यसो भन्ने नियम अधीनमा छन्। यो हलोजन, विशेष गरी द्वारा प्रतिस्थापन undergoes भनी उल्लेख हाइड्रोजन, को हाइड्रोजनीकृत कार्बन पर्छ जो। प्राथमिक देखि एक tertiary कार्बन अणु गर्न: Halogenation निम्न अनुक्रम मा स्थान लिन्छ।

प्रक्रिया लामो मुख्य हाइड्रोकार्बन श्रृंखला संग alkane अणु राम्रो ठाँउ लिन्छ। यो यस दिशामा ionizing ऊर्जा को कमी छ, पदार्थ cleaved इलेक्ट्रन सजिलो कारण हो।

एउटा उदाहरण मिथेन अणु को chlorination छ। पराबैंगनी विकिरण को कार्य कि alkane मा आक्रमण पूरा एक विभाजन क्लोरीन कट्टरपंथी प्रजाति गराउँछ। अलग हुन्छ र परमाणु हाइड्रोजन एच ₃ सी को गठन · वा मिथाइल कट्टरपंथी। यस्तो कण, पालो मा, आणविक क्लोरीन, यसको संरचना र नयाँ रासायनिक को गठन को विनाश को लागि अग्रणी आक्रमण।

प्रत्येक चरण मा प्रतिस्थापन प्रक्रिया मात्र एक हाइड्रोजन परमाणु बाहिर छ। alkanes को halogenation प्रतिक्रिया hlormetanovoy, dichloromethane र trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy अणु को क्रमिक गठन गर्न जान्छ।

Schematically, प्रक्रिया निम्नानुसार छ:

एच ₄ सी + Cl: Cl → एच ₃ CCL + एचसीएल,

एच ₃ CCL + Cl: Cl → एच ₂ CCL ₂ + एचसीएल,

एच ₂ CCL ₂ + Cl: Cl → HCCl ₃ + एचसीएल,

HCCl ₃ + Cl: Cl → CCL ₄ + एचसीएल।

मिथेन अणु विशेषता अन्य alkanes संग यस्तो प्रक्रिया पूरा को chlorination गर्न विपरीत हाइड्रोजन प्रतिस्थापन भइरहेको पदार्थ एक कार्बन अणु छैन, र केही मा प्राप्त। आफ्नो मात्रात्मक अनुपात तापमान संकेतक सम्बन्धित। चिसो अवस्थामा, tertiary माध्यमिक र प्राथमिक संरचना संग डेरिवेटिव को गठन को दर मा एक कमी।

यस्तो यौगिकों को गठन को वृद्धि तापमान लक्ष्य गति संग लगायो छ। को halogenation प्रक्रियामा त्यहाँ कार्बन अणु संग कट्टरपंथी को टकराव एक फरक सम्भावना संकेत जो स्थिर कारक को प्रभाव छ।

आयोडिन संग प्रक्रिया halogenation सामान्य अवस्थामा उत्पन्न गर्दैन। यसलाई विशेष अवस्था सिर्जना गर्न आवश्यक छ। मिथेन उजागर गर्दा हलोजन घटना हाइड्रोजन आयोडाइड अनुसार हुन्छ। यो मिथाइल आयोडाइड मा एक प्रभाव फलस्वरूप बाहिर खडा प्रारम्भिक reactants मिथेन र आयोडिन छ। प्रतिक्रिया यस्तो उल्टाउन हुन मानिन्छ।

alkanes को Wurtz प्रतिक्रिया

यो संतृप्त symmetrical संरचना संग hydrocarbons प्राप्त लागि एउटा तरिका हो। को reactants सोडियम धातु, Alkyl bromides वा Alkyl chlorides प्रयोग गरिन्छ रूपमा। आफ्नो अन्तरक्रिया तयार सोडियम halide र वृद्धि हाइड्रोकार्बन श्रृंखला दुई हाइड्रोकार्बन कण योगफल छ जो संग। Schematically, को संश्लेषण निम्नानुसार छ: आर-Cl + Cl-आर + 2Na → आर-आर + 2NaCl।

आफ्नो अणु मा हलोजन प्राथमिक कार्बन अणु मा छन् भने alkanes को Wurtz प्रतिक्रिया मात्र सम्भव छ। जस्तै, दर्पण ₃ -CH ₂ -CH ₂ Br।

दुई यौगिकों को galogenuglevodorododnaya मिश्रण को प्ले, गठन उत्पादन तीन अलग अलग चेन संक्षेपण मा समयमा भने। यो प्रतिक्रिया उदाहरणको रूपमा chloromethanes र hloretanom संग सोडियम alkane अन्तरक्रिया सेवा गर्न सक्नुहुन्छ। उत्पादन शामिल butane, प्रोपेन र एटैन एक मिश्रण छ।

सोडियम बाहेक, सम्भव अन्य क्षारियधातु, जो लिथियम वा पोटासियम समावेश प्रयोग गर्न।

प्रक्रिया sulfochlorination

यो पनि रीड प्रतिक्रिया भनिन्छ। यो निःशुल्क प्रतिस्थापन को सिद्धान्त मा चल्छ। प्रतिक्रिया यस प्रकारको पराबैंगनी विकिरण को उपस्थिति मा सल्फर डाइअक्साइड र आणविक क्लोरीन को एक मिश्रण को कार्य गर्न alkanes को विशिष्ट छ।

प्रक्रिया को क्लोरीन दुई कण बाट प्राप्त wherein माला संयन्त्र को सूत्रपात साथ सुरु हुन्छ। एक आक्रमण alkane एक Alkyl कणहरु र हाइड्रोजन क्लोराइड को अणु गर्न वृद्धि दिन्छ कि। हाइड्रोकार्बन द्वारा कट्टरपंथी सल्फर डाइअक्साइड जटिल कणहरु फारम संलग्न। कब्जा स्थिर अर्को अणु देखि एक क्लोरीन अणु हुन्छ। अन्तिम सामाग्री एक alkane sulfonyl क्लोराइड यो सतह-सक्रिय यौगिकों को संश्लेषण मा प्रयोग गरिन्छ।

Schematically, प्रक्रिया यो जस्तो देखिन्छ:

CLCL → ^HV ∙ Cl + ∙ Cl,

मानवअधिकार + ∙ Cl → आर ∙ + एचसीएल,

आर ∙ + OSO → ∙ आरएसओ _2,

आरएसओ ₂ + ClCl → आरएसओ ₂ Cl + ∙ Cl ∙।

nitration सँग सम्बन्धित प्रक्रियाहरू

Alkanes समाधान 10% र एक महामण्डल राज्य मा tetravalent नाइट्रोजन ओक्साइड साथ नाइट्रिक एसिड संग प्रतिक्रिया। यसको घटना अवस्था तापमान उच्च मानहरू (बारेमा 140 ° C) र कम दबाब मान छ। उत्पादन उत्पादित nitroalkanes मा।

बैज्ञानिक पछि नाम Konovalov मुक्त-कट्टरपंथी प्रकार, प्रक्रिया nitration संश्लेषण खोलियो: दर्पण ₄ + HNO ₃ → दर्पण ₃ सं ₂ + एच ₂ O.

cleavage को संयन्त्र

विशिष्ट alkane dehydrogenation र खुर लागि। मिथेन अणु पूर्ण थर्मल अपघटन undergoes।

माथिको प्रतिक्रिया को आधारभूत संयन्त्र alkanes देखि अणुहरु को cleavage छ।

dehydrogenation प्रक्रिया

paraffins को कार्बन कंकाल मा हाइड्रोजन अणुहरु अलग गर्दा मिथेन बाहेक असंतृप्त यौगिकों प्राप्त छन्। उच्च तापमान (400 मा 600 ° C) मा र प्लेटिनम, निकल, रूपमा कार्य गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो अन्तर्गत परीक्षण alkanes यस्तो रासायनिक प्रतिक्रिया क्रोमियम आक्साइड र एल्यूमीनियम।

एटैन वा प्रोपेन अणु को प्रतिक्रिया भाग भने आफ्नो उत्पादन ethene वा एक डबल बन्धन संग प्रोपेन हुनेछ।

चार वा पाँच-कार्बन कंकाल को dehydrogenation diene मिश्रित प्राप्त। गठन butane-1,3 butadiene र 1,2-butadiene देखि।

6 वा बढी कार्बन अणुहरु संग प्रतिक्रिया पदार्थ मा वर्तमान भने, बेन्जिन गठन गरिएको छ। यो तीन डबल बन्धन एक खुशबूदार घन्टी छ।

अपघटन सम्बन्धित प्रक्रिया

उच्च तापमान अन्तर्गत alkanes को प्रतिक्रिया एक अंतर कार्बन बन्धन र कट्टरपंथी प्रकार को सक्रिय प्रजाति को गठन संग पास गर्न सक्नुहुन्छ। यस्तो प्रक्रिया खुर वा pyrolysis रूपमा उल्लेख छन्।

अधिक 500 ° C तापमान गर्न reactants ताप, अणु को अपघटन परिणाम Alkyl-प्रकार कण को जटिल मिश्रण जो गठन गर्दै हुनुहुन्छ।

एक कार्बन श्रृंखला लम्बाइ Saturated र असंतृप्त यौगिकों प्राप्त कारण संग alkanes को pyrolysis को बलियो ताप अन्तर्गत पूरा। यो थर्मल खुर भनिन्छ। यो प्रक्रिया मध्य-20 औं शताब्दीमा सम्म प्रयोग भएको छ।

को drawback एक कम octane नम्बर (भन्दा कम 65) संग hydrocarbons प्राप्त थियो, त्यसैले यसलाई बदलिएको थियो उत्प्रेरक खुर। प्रक्रिया एक branched संरचना भएको एक aluminosilicate त्वरक जारी alkanes को उपस्थिति मा, तल 440 ° C छन् कि तापमान र 15 भन्दा कम वायुमंडल को दबाबको मा स्थान लिन्छ। ₄ → ^{टी °} C ₂ एच ₂ + 3 घन्टा ₂ 2CH: एक उदाहरण मिथेन को pyrolysis _छ। प्रतिक्रिया बेला गठन acetylene र आणविक हाइड्रोजन।

को अणु मिथेन रूपान्तरण गर्न subjected हुन सक्छ। यो प्रतिक्रिया पानी र एक निकल उत्प्रेरक आवश्यक छ। उत्पादन कार्बन मोनोअक्साइड र हाइड्रोजन को एक मिश्रण छ।

ओक्सीकरण प्रक्रियाहरू

इलेक्ट्रन प्रभाव सम्बन्धित विशिष्ट alkane छन् कि रासायनिक प्रतिक्रिया।

त्यहाँ paraffins को स्वतः ओक्सीकरण छ। यो संतृप्त hydrocarbons को ओक्सीकरण को एक मुक्त कट्टरपंथी संयन्त्र समावेश छ। प्रतिक्रिया समयमा, तरल चरण alkane hydroperoxide प्राप्त। सुरुमा खुट्टाफिन अणु आवंटित सक्रिय कण मा अक्सिजन संग प्रतिक्रिया। अर्को, Alkyl कण अर्को अणु हे _2, प्राप्त ∙ Roo पारस्परिक व्यवहार गर्दछ। एक फैटी एसिड को peroxy कट्टरपंथी देखि alkane अणु सम्पर्क छ, र त्यसपछि hydroperoxide जारी। एउटा उदाहरण एटैन को autooxidation छ:

सी ₂ एच ₆ + ओ ₂ → ∙ सी ₂ एच ₅ + Hoo ∙,

∙ सी ₅ एच ₂ + ओ ₂ → ∙ OOC ₂ एच _5,

∙ OOC ₂ एच ₅ + C ₂ एच ₆ → HOOC ₂ एच ₅ + ∙ सी ₂ एच _5।

एक इन्धन को संरचना निर्धारण मा, मुख्य रूप रासायनिक गुण हो कि दहन को प्रतिक्रिया द्वारा विशेषता alkane लागि। 2C ₂ एच ₆ + 7O ₂ → 4CO ₂ + 6H ₂ O.: तिनीहरूले गर्मी को उत्सर्जन संग प्रकृति मा oxidative छन्

प्रक्रिया अक्सिजन को एक सानो राशि अवलोकन गरिएको छ भने, अन्त उत्पादन एक divalent कार्बन वा कार्बन मोनोअक्साइड, हे ₂ को एकाग्रता निर्धारण गरिन्छ जो हुन _{सक्छ।}

catalytic पदार्थ को प्रभाव र ° 200 गरम गर्न सी अन्तर्गत alkanes को ओक्सीकरण मा रक्सी अणु, aldehyde वा carboxylic एसिड प्राप्त छन्।

उदाहरण एटैन:

सी ₂ एच ₆ + ओ ₂ → सी ₂ एच ₅ OH (इथेनल),

सी ₂ एच ₆ + ओ ₂ → दर्पण ₃ चो + एच ₂ हे (इथानल र पानी)

2C ₂ एच ₆ + 3O ₂ → 2CH ₃ COOH + 2 घन्टा ₂ हे (ethanoic एसिड र पानी)।

Alkanes चक्रीय peroxides को trinomial कार्य अन्तर्गत ऑक्सीकरण गर्न सकिन्छ। यी dimethyl dioxirane समावेश गर्नुहोस्। परिणाम paraffins रक्सी अणु को ओक्सीकरण छ।

प्रतिनिधिहरु paraffins KMnO ₄ वा पोटासियम Permanganate प्रतिक्रिया, साथै छैन बर्नर पानी।

isomerization

alkanes मा एक electrophilic संयन्त्र प्रतिस्थापन प्रकार प्रतिक्रिया विशेषता। यो कार्बन श्रृंखला को isomerization उल्लेख छ। यो प्रक्रिया एल्यूमीनियम क्लोराइड, एक संतृप्त खुट्टाफिन संग प्रतिक्रिया छ जो Catalyzes। एउटा उदाहरण हो 2-methylpropane butane अणु, को isomerization छ: सी ₄ घन्टा ₁₀ → सी ₃ एच ₇ दर्पण _3।

प्रक्रिया स्वादिस्ट

संतृप्त पदार्थ मुख्य कार्बन श्रृंखला छ वा धेरै कार्बन अणुहरु जसमा मा, dehydrocyclization सञ्चालन सक्षम। छोटो अणु लागि यो प्रतिक्रिया को विशेषता छैन। परिणाम सधैं cyclohexane र डेरिवेटिव तत्संबंधी रूपमा छ-membered घन्टी छ।

प्रतिक्रिया गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो को उपस्थिति, र एक अधिक स्थिर बेन्जिन घन्टी मा रूपान्तरण को अगाडी dehydrogenation बित्दै। यो aromatics वा रंगशालामा गर्न acyclic hydrocarbons रूपान्तरण हुन्छ। एउटा उदाहरण hexane को dehydrocyclization छ:

एच ₃ सी-दर्पण ₂ - दर्पण ₂ - दर्पण ₂ - दर्पण ₂ -CH ₃ → सी ₆ घन्टा ₁₂ (cyclohexane)

सी ₆ घन्टा ₁₂ → सी ₆ घन्टा ₆ + 3 घन्टा ₂ (बेन्जिन)।