ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая характеристика физических и химических свойств алканов из "Органическая химия Издание 3" В неполярных жидкостях между поверхностями молекул действуют ван-дер-ваальсовы силы. Чем больше молекула и ее поверхность, тем сильнее межмоле- кулярное взаимодействие. С увеличением относительной молекулярной массы температуры кипения повышаются. Форма разветвленной молекулы стремится к сферической, площадь ее поверхности уменьшается, уменьшаются и межмолеку-лярные силы, которые легче преодолеваются при более низких температурах. [c.51] Температуры плавления, наоборот, повышаются с ростом разветвленности углеродной цепи. Плотности всех алканов меньше единицы. Они практически нерастворимы в воде, однако растворимы в эфире и других органических растворителях. Метан и этан почти лишены запаха, углеводороды Сз—С15 имеют всем хорошо известный запах бензина или керосина, высшие члены ряда лишены запаха из-за малой летучести. [c.52] Химические свойства. В химическом отношении алканы мало активны, за что и были названы парафинами (от лат. рагит aff inis — лишенные сродства). Известный русский химик М. И. Коновалов (1858—1906 гг.) образно называл парафины химическими мертвецами за их пассивность. [c.52] Химическое поведение насыщенных углеводородов определяется характером и прочностью имеющихся в их молекулах связей. Устойчивость углерод-углеродной (С—С) связи обусловлена малым размером атома углерода и его тетраэдрической конфигурацией в состоянии 5р -гибридизации, что способствует максимальной концентрации электронного заряда между ядрами. Прочность углерод-водородной (С—Н) связи объясняется тем, что при ее образовании вр -орбиталь углерода подходит близко к ядру атома водорода, так как атом водорода в отличие от атомов других элементов не имеет внутренних электронов, которые могли бы отталкивать электронный заряд атома углерода. а-Связь в молекулах алканов мало поляризована вследствие близкой электроотрицательности углерода и водорода (2,5 и 2,1 соответственно). В силу этого предельные углеводороды — вещества мало полярные и трудно поляризуемые. Они не проявляют склонности к гетеролитическому разрыву. Атаки нуклеофильных и электрофильных реагентов затруднены, поэтому к ионным реагентам парафины устойчивы. На них не действуют при обычных температурах концентрированные кислоты (азотная, серная и др.), расплавленные и концентрированные щелочи, обычные окислители (перманганат калия, хромовая смесь). Металлы, даже щелочные, не вытесняют водород из этих соединений. Эти свойства используются на практике, например, щелочные металлы хранят в керосине, различные металлические изделия с целью предохранения их от коррозии покрывают смазочными маслами, концентрированную серную кислоту и концентрированные щелочи используют для очистки нефтепродуктов и др. [c.52] Для насыщенных углеводородов возможен лишь гомолитический, радикальный разрыв связей, при этом происходит замещение атомов водорода, расщепление углеродного скелета (крекинг), окисление частичное или полное (сгорание). Все это определяет круг реакций, к которым способны парафины это в первую очередь радикальные реакции замещения, идущие в довольно жестких условиях (действие света, высокой температуры и др.) К реакциям присоединения алканы не способны. В этом их принципиальное отличие от непредельных углеводородов. [c.52] Хотя связь с—Н более прочна, чем связь С—С (сравните энергии и длины связей, см. табл. 2), реакции с отщеплением водорода идут чаще, так как С—Н-связи расположены на поверхности органической молекулы и поэтому более доступны действию реагентов. [c.53] Атом хлора атакует следующую молекулу метана и т. д. [c.53] Стадии инициирования цепи, ее развития и обрыва характерны для всех цепных реакций. Интересной особенностью является то, что они не могут начаться без внешнего толчка — появления свободного радикала, инициирующего начало цепной реакции. При этом достаточно очень небольшого числа радикалов-инициаторов чтобы осуществить цепное превращение значительных количеств вещества. Большие концентрации свободных радикалов могут оказаться даже вредными, так как в этих условиях чаще совершаются акты обрыва цепи по приведенным выше уравнениям. [c.53] Риторами. Большой вклад в изучение цепных реакций внес акад. [c.54] Семенов. Его исследования отмечены Нобелевской премией. [c.54] Вернуться к основной статье