Tính chất hóa học của ankan (hydrocacbon béo bão hòa)
Các ankan có tất cả các nguyên tử carbon được kết nối bằng liên kết đơn, khiến chúng có cấu trúc ổn định. Họ chủ yếu trải qua các phản ứng sau:
Phản ứng thay thế: Dưới ánh sáng, nguyên tử hydro trong ankan có thể bị thay thế bằng halogen, tạo ra haloalkan và hydro halogenua. Phản ứng thay thế giữa metan và clo là một ví dụ điển hình, tiến hành từng bước để tạo ra nhiều sản phẩm thay thế.
Phản ứng oxy hóa (cháy): Ankan dễ cháy và đốt cháy hoàn toàn tạo ra carbon dioxide và nước. Công thức tổng quát là: CnH2n + 2 + 3n + 1 2 O2= = = (đánh lửa) nCO 2 + (n + 1)H2OC nCO 2 + (n+1)H2O. Khí metan cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt và không phản ứng với dung dịch thuốc tím có tính axit ở nhiệt độ phòng (không có hiện tượng rõ ràng).
Phản ứng crack: Ở nhiệt độ cao, ankan trải qua quá trình đứt gãy chuỗi và khử hydro để tạo ra ankan và anken có số lượng cacbon thấp hơn. Đây là phản ứng cốt lõi trong sản xuất hóa dầu. 1. Chu trình khử hydro: Các ankan mạch thẳng C6-C8-có thể trải qua chu trình khử hydro để tạo thành hydrocacbon thơm gốc benzen.
Tính chất hóa học của anken (chứa liên kết đôi cacbon{0}}cacbon, hydrocacbon béo không bão hòa)
Cấu trúc liên kết đôi có tính phản ứng cao và có thể trải qua nhiều loại phản ứng khác nhau:
Phản ứng oxy hóa: Dễ cháy, tạo ra ngọn lửa sáng có khói đen; liên kết đôi có thể bị oxy hóa bởi thuốc tím có tính axit, làm cho dung dịch thuốc tím có tính axit bị mất màu.
Phản ứng cộng: Các nguyên tử cacbon chưa bão hòa có thể kết hợp trực tiếp với các nguyên tử/nhóm khác để tạo thành các hợp chất mới. Các phản ứng điển hình bao gồm:
Bổ sung brom: Làm mất màu nước brom/brom trong dung dịch cacbon tetraclorua. Công thức phản ứng là:
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br−CH₂ =CH₂ + Br₂ →CH₂Br−CH₂ Br phản ứng với hydro để tạo thành ankan, với hydro clorua để tạo thành hydrocacbon clo hóa và với nước để tạo thành rượu (một phương pháp công nghiệp để sản xuất etanol).
Phản ứng trùng hợp cộng: Dưới tác dụng của chất xúc tác, liên kết đôi mở ra, dẫn đến phản ứng trùng hợp tạo thành các hợp chất có trọng lượng phân tử cao, chẳng hạn như phản ứng trùng hợp ethylene để tạo thành polyetylen:
chất xúc tác CH2=CH2== =
[- CH2− CH2−]
n nCH2 =CH2
chất xúc tác ===
[−CH2−CH2−]
n
Sự bổ sung đặc biệt của dien: Các dien như 1,3-butadien thể hiện cả sản phẩm cộng 1,2 và sản phẩm cộng 1,4.
Tính chất hóa học của Alkynes (chứa liên kết ba cacbon{0}}cacbon, hydrocacbon béo không bão hòa)
Cấu trúc liên kết ba có tính phản ứng mạnh hơn liên kết đôi và đặc tính phản ứng của nó tương tự như của anken:
Phản ứng oxy hóa: Dễ cháy, tạo ra ngọn lửa rất sáng và khói đen dày đặc; liên kết ba có thể bị oxy hóa bởi thuốc tím có tính axit, làm cho dung dịch thuốc tím có tính axit bị mất màu.
Phản ứng bổ sung: Có thể trải qua quá trình bổ sung từng bước; 1 mol liên kết ba có thể phản ứng với tối đa 2 mol chất phụ gia. Ví dụ, axetylen thêm vào một lượng nhỏ nước brom để tạo thành CHBr=CHBr, và thêm vào lượng nước brom dư để tạo thành CHBr2−CHBr2−CHBr2; nó cũng có thể trải qua các phản ứng cộng với hydro, hydro clorua, nước, v.v. Phản ứng trùng hợp cộng: Dưới tác dụng của chất xúc tác, các polyme có thể tạo thành các hợp chất có trọng lượng phân tử cao. Ví dụ, axetylen trùng hợp tạo thành polyaxetylen:
n chất xúc tác CH≡ CH{0}}
[− CH= CH−]
n nCH≡CH
chất xúc tác ===
[−CH=CH−]
n