Alkānu (piesātināto alifātisko ogļūdeņražu) ķīmiskās īpašības
Alkāniem visi oglekļa atomi ir saistīti ar atsevišķām saitēm, padarot tos strukturāli stabilus. Tie galvenokārt tiek pakļauti šādām reakcijām:
Aizvietošanas reakcijas: Gaismā ūdeņraža atomus alkānos var aizstāt ar halogēniem, veidojot halogēnalkānus un ūdeņraža halogenīdus. Aizvietošanas reakcija starp metānu un hloru ir tipisks piemērs, kas notiek pakāpeniski, lai iegūtu vairākus aizvietošanas produktus.
Oksidācijas reakcija (sadegšana): Alkāni ir degoši, un pilnīga sadegšana rada oglekļa dioksīdu un ūdeni. Vispārējā formula ir: CnH2n + 2 + 3n + 1 2 O2= = = (aizdedze) nCO 2 + (n + 1)H2OC nCO 2 + (n+1)H2O. Metāns deg ar gaiši zilu liesmu un istabas temperatūrā nereaģē ar skābu kālija permanganāta šķīdumu (nav acīmredzamas parādības).
Plaisu reakcija: Augstā temperatūrā alkāni tiek pārraut un dehidrogenēti, lai iegūtu alkānus un alkēnus ar mazāku oglekļa atomu skaitu. Šī ir galvenā reakcija naftas ķīmijas rūpniecībā. 1. Dehidrogenēšanas cikls: C6-C8 taisnās-ķēdes alkāni var tikt pakļauti dehidrogenēšanas ciklizācijai, veidojot aromātiskus ogļūdeņražus uz benzola bāzes.
Alkēnu ķīmiskās īpašības (satur oglekļa -oglekļa dubultsaites, nepiesātinātus alifātiskus ogļūdeņražus)
Divkāršās saites struktūras ir ļoti reaģējošas un var tikt pakļautas dažāda veida reakcijas:
Oksidācijas reakcijas: Uzliesmojošs, rada spilgtu liesmu ar melniem dūmiem; dubultsaiti var oksidēt ar skābu kālija permanganātu, izraisot skābā kālija permanganāta šķīduma krāsas zaudēšanu.
Papildināšanas reakcijas: Nepiesātinātie oglekļa atomi var tieši apvienoties ar citiem atomiem/grupām, veidojot jaunus savienojumus. Tipiskas reakcijas ietver:
Pievienošana ar bromu: atkrāso broma ūdeni/bromu oglekļa tetrahlorīda šķīdumā. Reakcijas formula ir:
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH2Br−CH₂ =CH₂ + Br₂ →CH2Br−CH₂ Br reaģē ar ūdeņradi, veidojot alkānus, ar hlorūdeņradi, veidojot hlorētus ogļūdeņražus, un ar ūdeni, veidojot spirtus (rūpnieciska metode etanola iegūšanai).
Papildu polimerizācija: katalizatora iedarbībā atveras dubultās saites, kā rezultātā notiek polimerizācija, veidojot augstas molekulmasas savienojumus, piemēram, etilēna polimerizācija, veidojot polietilēnu:
n CH2=CH2===katalizators
[− CH2− CH2−]
n nCH2 =CH2
=== katalizators
[−CH2−CH2−]
n
Īpaša diēnu pievienošana: Dienām, piemēram, 1,3-butadiēnam, ir gan 1,2-pievienošanas, gan 1,4-pievienošanas produkti.
Alkīnu ķīmiskās īpašības (satur oglekļa{0}}trīskāršo saiti, nepiesātinātus alifātiskus ogļūdeņražus)
Trīskāršās saites struktūra ir reaktīvāka nekā dubultā saite, un tās reakcijas īpašības ir līdzīgas alkēnu īpašībām:
Oksidācijas reakcijas: Uzliesmojošs, rada ļoti spilgtu liesmu un blīvus melnus dūmus; trīskāršo saiti var oksidēt ar skābu kālija permanganātu, izraisot skābā kālija permanganāta šķīduma krāsas zaudēšanu.
Papildināšanas reakcijas: var pakāpeniski pievienot; 1 mols trīskāršās saites var reaģēt ar ne vairāk kā 2 moliem piedevas. Piemēram, acetilēns pievienojas nelielam broma ūdens daudzumam, veidojot CHBr=CHBr, un pievieno lieko broma ūdeni, veidojot CHBr2-CHBr2-CHBr2; tas var iziet arī pievienošanas reakcijas ar ūdeņradi, hlorūdeņradi, ūdeni utt. Pievienošanas polimerizācija: katalizatora iedarbībā polimēri var veidot augstas molekulmasas savienojumus. Piemēram, acetilēns polimerizējas, veidojot poliacetilēnu:
n CH≡ CH====katalizators
[− CH= CH−]
n nCH≡CH
=== katalizators
[−CH=CH−]
n