פחמימנים רוויים (פרפינים) מגבילים פחמימנים אליפטיים, שם קיים קשר יחיד (יחיד) בין אטומי פחמן.
כל שאר valencies הם רוויים במלואם עם אטומי מימן.
הפחמימנים הרוויים הרוויים משותפיםהנוסחה CnH2n + 2. בתנאים נורמליים, נציגי המעמד הזה מראים תגובתיות חלשה, ולכן הם נקראים "פרפין". פחמימנים רוויים מתחילים במתאן, אשר יש את הנוסחה המולקולרית CH4.
חומר אורגני זה הוא חסר ריחואת צבע, גז הוא כמעט כפול קל יותר מאשר באוויר. בטבע זה נוצר במהלך הפירוק של בעלי חיים אורגניזמים צמח, אבל רק בהעדר גישה אווירית. הוא נמצא במכרות פחם, בגופי מים ביצתיים. בכמויות קטנות, מתאן הוא חלק של גז טבעי, המשמש כיום דלק בייצור, בחיי היומיום.
זה פחמימנים רוויים, השייכים למעמד של alkanes, יש קשר קוטבי קוולנטי. מבנה tetrahedral מוסבר על ידי הכלאה sp3 של אטום פחמן, זווית הערכיות הוא 109 ° 28 ".
פחמימנים רוויים יכולים להיקרא על ידיהמינוח השיטתי. יש סדר מסוים של פעולות, המאפשר לקחת בחשבון את כל הסניפים הקיימים במולקולה של פחמימנים האולטימטיבי. ראשית, אתה צריך לזהות את שרשרת הפחמן הארוכה ביותר, ולאחר מכן מספר אטומי פחמן. כדי לעשות זאת, בחר את החלק של המולקולה שבה יש הסתעפות מקסימלית (יותר רדיקלים). בנוכחותם של כמה רדיקלים זהים באלקן, עם השם שלהם, לציין את הקידומות: di-, tri-, טטרה. כדי להבהיר את המיקום של חלקיקים פעילים במולקולה פחמימנים, להשתמש דמויות. השלב הסופי בשם הפרפינים הוא אינדיקציה של שרשרת הפחמן עצמה, עם תוספת של הסיומת -.
פחמימנים רוויים שונים במצטברמדינה. ארבעת הנציגים הראשונים של קופה זו הם תרכובות גזיות (מתאן לבוטאן). ככל שהמשקל המולקולרי היחסי עולה, מתרחש מעבר לנוזל, ולאחר מכן למצב המצטבר המוצק.
פחמימנים רוויים ולא רוויים אינם מתמוססים במים, אך יכולים להתמוסס במולקולות של ממיסים אורגניים.
אילו סוגי איזומריזם הם פחמימנים רוויים? דוגמאות למבנה של נציגי המעמד הזה, החל עם בוטאן, מצביעים על נוכחותו של איזומריזם של שלד פחמן.
שרשרת הפחמן שנוצרה על ידי קוולנטייםהקוטב קשרים, יש מראה זיגזג. זו הסיבה לשינוי בשרשרת הבסיסית בחלל, כלומר, קיומם של איזומרים מבניים. לדוגמה, עם שינוי הסדר של אטומים במולקולה בוטאן, שלה isomer-2-methylpropane נוצר.
בואו ניקח בחשבון את התכונות הכימיות הבסיסיותפחמימנים רוויים. עבור נציגים של סוג זה של פחמימנים, התגובות התוספת אינן אופייניות, שכן כל הקשרים במולקולה בודדים (רוויים). Alkanes להיכנס אינטראקציות הקשורות החלפת אטום מימן על ידי הלוגן (הלוגציה), קבוצת ניטרו (ניטרציה). אם נוסחאות של פחמימנים רוויים הם בצורת CnH2n + 2, ולאחר מכן לאחר החלפה חומר של הרכב CnH2n + 1CL, וגם CnH2n + 1NO2 נוצר.
תהליך החלפה הוא רדיקלים חופשייםמנגנון. ראשית, חלקיקים פעילים (רדיקלים) נוצרים, ואחריו היווצרות של חומרים אורגניים חדשים. בתגובה לנציגי הקבוצה השביעית (המשנה העיקרית) של הטבלה המחזורית, כל האלקנים נכנסים, אבל התהליך מתקדם רק בטמפרטורה גבוהה, או בנוכחות קוונטית של אור.
גם עבור כל נציגי סדרת מתאןאופייני הוא אינטראקציה עם חמצן באוויר. במהלך הבעירה, דו תחמוצת הפחמן, אדי מים מעשים כמו מוצרי התגובה. התגובה מלווה על ידי היווצרות של כמות משמעותית של חום.
כאשר מתאן מגיב עם חמצן באווירפיצוץ אפשרי. אפקט דומה אופייני לנציגים אחרים של סוג הפחמימנים המגבילים. זו הסיבה תערובת של בוטאן עם פרופאן, אתאן, מתאן הוא מסוכן. לדוגמה, אשכולות כאלה אופייניים מכרות פחם, סדנאות ייצור. במקרה של חימום של יותר מ 1000 מעלות צלזיוס של פחמימנים האולטימטיבי, הפירוק שלה מתרחש. טמפרטורות גבוהות יותר מובילות לייצור של פחמימנים בלתי רוויים, כמו גם היווצרות של גז מימן. תהליך של dehydrogenation הוא בעל חשיבות תעשייתית, זה מאפשר לקבל מגוון של חומרים אורגניים.
עבור פחמימנים של סדרת מתאן, החל בוטאן, isomerization הוא אופייני. המהות שלה כוללת שינוי שלד פחמן, קבלת פחמימנים רוויים של טבע מסועף.
מתאן כמו גז טבעי משמשצורה של דלק. כלור נגזרות של מתאן הם בעלי חשיבות מעשית רבה. לדוגמה, כלורופורם (trichloromethane) ו iodoform (triiodomethane) משמשים ברפואה, ואת פחמן tetrachloride מפסיק אידוי של האוויר במהלך אידוי, ולכן הוא משמש לכיבוי שריפות.
בשל הערך הגדול של הערך הקלורי של פחמימנים, הם משמשים בדלק לא רק בייצור התעשייתי, אלא גם למטרות ביתיות.
תערובת של פרופאן בוטאן, המכונה "גז נוזלי", רלוונטית במיוחד באזור שבו אין אפשרות של שימוש בגז טבעי.
נציגי פחמימנים בנוזלהם דליקים עבור מנועי בעירה פנימית במכוניות (בנזין). בנוסף, מתאן הוא חומר גלם זמין לתעשיות כימיות שונות.
לדוגמה, הפירוק ואת הבעירה של מתאןמשמש לייצור התעשייתי של פחמן שחור, אשר הכרחי לייצור של דיו להדפסה, כמו גם את הסינתזה של גומי ממוצרי גומי שונים.
כדי לעשות זאת, הכבשן מסופק עם מתאןאת נפח האוויר, כך שרפה חלקית של פחמימנים רוויים מתרחש. עם עליית הטמפרטורה, חלק מהמתאן יתפורר, עם היווצרות פיח מפוזר דק.
מתאן הוא המקור העיקרי של מימן בתעשייה המשמשת לסינתזה של אמוניה. כדי לבצע dehydrogenation, מתאן הוא מעורבב עם אדי מים.
התהליך מתרחש בטמפרטורה של כ 400 ° C,לחץ על סדר של 2-3 MPa, אלומיניום זרזים ניקל משמשים. בסינתזות מסוימות נעשה שימוש בתערובת של גזים, אשר נוצרת בתהליך זה. אם המרות עוקבות כרוכות בשימוש במימן טהור, אז חמצון קטליטי של חד תחמוצת הפחמן על ידי קיטור מתבצעת.
כאשר כלור, תערובת של נגזרות כלורמתאן, בעל יישום תעשייתי רחב. לדוגמה, chloromethane מסוגל לספוג חום, ולכן הוא משמש נוזל קירור במפעלי קירור המודרנית.
Dichloromethane הוא ממס טוב של חומרים אורגניים, המשמשים סינתזה כימית.
מימן כלורי נוצר בתהליךהלוגניזציה הרדיקלית, לאחר הפירוק במים, הופכת לחומצה הידרוכלורית. במתאן הנוכחי מיוצר גם על ידי אצטילן, שהוא חומר גלם כימי יקר.
נציגים של סדרה הומולוגית של מתאן נרחבמופצים בטבע, מה שהופך אותם חומר מבוקש בענפים רבים של התעשייה המודרנית. מ homologues של מתאן, ניתן לייצר פחמימנים של מבנה מסועף, אשר נחוצים לסינתזה של סוגים שונים של חומרים אורגניים. הנציגים הגבוהים ביותר של המחלקה אלקן הם חומרי גלם לייצור דטרגנטים סינתטיים.
בנוסף פרפין, alkanes, עניין מעשימייצגים גם cycloalkanes, קרא cycloparaffins. המולקולות שלהם מכילות גם קשרים פשוטים, אך הייחודיות של נציגי המעמד הזה היא נוכחות של מבנה מחזורי. הן alkanes ו cycloacans משמשים כמויות גדולות כמו דלק גזי, כמו התהליכים מלווה שחרור כמות משמעותית של חום (אפקט exothermic). כיום, alkanes ו cycloalkanes נחשבים הכי יקר חומרי גלם כימיים, ולכן השימוש המעשי שלהם אינו מוגבל לתגובות הבעירה טיפוסי.
