Los hidrocarburos saturados (parafinas) son hidrocarburos alifáticos limitantes, donde existe un enlace simple (único) entre los átomos de carbono.
Todas las demás valencias están saturadas al máximo con átomos de hidrógeno.
Los hidrocarburos saturados saturados tienen un comúnla fórmula CnH2n + 2. En condiciones normales, los representantes de esta clase muestran una reactividad débil, por lo que se les llama "parafina". Los hidrocarburos saturados comienzan con metano, que tiene la fórmula molecular CH4.
Esta sustancia orgánica es inodoroy el color, el gas es casi dos veces más liviano que el aire. En la naturaleza se forma durante la descomposición de animales y organismos de plantas, pero solo en ausencia de acceso al aire. Se encuentra en minas de carbón, en cuerpos de agua pantanosos. En pequeñas cantidades, el metano es una parte del gas natural, actualmente utilizado como combustible en la producción, en la vida cotidiana.
Este hidrocarburo saturado, que pertenece a la clase de alcanos, tiene un enlace polar covalente. La estructura tetraédrica se explica por la hibridación sp3 del átomo de carbono, el ángulo de valencia es de 109 ° 28 ".
Los hidrocarburos saturados pueden nombrarse pornomenclatura sistemática. Hay un cierto orden de acciones, que permite tomar en cuenta todas las ramificaciones que existen en la molécula del último hidrocarburo. En primer lugar, debe identificar la cadena de carbono más larga y luego contar los átomos de carbono. Para hacer esto, seleccione la parte de la molécula en la que hay una ramificación máxima (más radicales). En presencia de varios radicales idénticos en el alcano, con su nombre, especifique los prefijos: di-, tri-, tetra. Para aclarar la posición de las partículas activas en una molécula de hidrocarburo, use las figuras. La etapa final en el nombre de parafinas es la indicación de la cadena de carbono en sí, con la adición del sufijo -an.
Los hidrocarburos saturados difieren en agregadoestado. Los primeros cuatro representantes de esta caja registradora son compuestos gaseosos (desde metano hasta butano). A medida que aumenta el peso molecular relativo, se produce una transición al líquido y luego al estado agregado sólido.
Los hidrocarburos saturados e insaturados no se disuelven en agua, pero pueden disolverse en moléculas de solventes orgánicos.
¿Qué tipos de isomería son los hidrocarburos saturados? Los ejemplos de la estructura de representantes de esta clase, comenzando con butano, indican la presencia de isomería del esqueleto de carbono.
La cadena de carbono formada por covalenteconexiones polares, tiene una apariencia en zigzag. Esta es la razón del cambio en la cadena básica en el espacio, es decir, la existencia de isómeros estructurales. Por ejemplo, con un cambio en la disposición de átomos en la molécula de butano, se forma su isómero-2-metilpropano.
Consideremos las propiedades químicas básicashidrocarburos saturados. Para los representantes de esta clase de hidrocarburos, las reacciones de adición no son características, ya que todos los enlaces en la molécula son únicos (saturados). Los alcanos entran en interacciones relacionadas con la sustitución del átomo de hidrógeno por halógeno (halogenación), grupo nitro (nitración). Si las fórmulas de hidrocarburos saturados son de la forma CnH2n + 2, entonces después de la sustitución se forma una sustancia de la composición CnH2n + 1CL, y también CnH2n + 1NO2.
El proceso de sustitución es radical libremecanismo. Primero, se forman partículas activas (radicales), luego se forman nuevas sustancias orgánicas. En reacción con los representantes del séptimo grupo (el subgrupo principal) de la tabla periódica, todos los alcanos entran, pero el proceso continúa solo a temperatura elevada, o en presencia de un cuanto de luz.
También para todos los representantes de la serie de metanocaracterística es la interacción con el oxígeno en el aire. Durante la combustión, el dióxido de carbono y el vapor de agua actúan como productos de reacción. La reacción está acompañada por la formación de una cantidad significativa de calor.
Cuando el metano reacciona con el oxígeno en el aireuna explosión es posible. Un efecto similar es característico para otros representantes de la clase de hidrocarburos limitantes. Es por eso que una mezcla de butano con propano, etano y metano es peligrosa. Por ejemplo, tales agrupaciones son características de las minas de carbón, talleres de fabricación. En el caso de calentamiento de más de 1000 ° C del último hidrocarburo, tiene lugar su descomposición. Las temperaturas más altas conducen a la producción de hidrocarburos insaturados, así como a la formación de hidrógeno gaseoso. El proceso de deshidrogenación es de importancia industrial, permite obtener una variedad de sustancias orgánicas.
Para los hidrocarburos de la serie de metano, comenzando con el butano, la isomerización es característica. Su esencia consiste en cambiar el esqueleto de carbono, obteniendo hidrocarburos saturados de naturaleza ramificada.
El metano como gas natural se usa enforma de combustible. Los derivados de cloro del metano son de gran importancia práctica. Por ejemplo, el cloroformo (triclorometano) y el yodoformo (triyodometano) se usan en medicina, y el tetracloruro de carbono detiene la evaporación del aire durante la evaporación, por lo que se usa para extinguir los incendios.
Debido al gran valor del poder calorífico de los hidrocarburos, se utilizan en forma de combustible no solo en la producción industrial, sino también para fines domésticos.
Una mezcla de propano y butano, llamada "gas licuado", es particularmente relevante en el área donde no existe la posibilidad de usar gas natural.
Representantes de hidrocarburos en líquidoson combustibles para motores de combustión interna en automóviles (gasolina). Además, el metano es una materia prima disponible para diversas industrias químicas.
Por ejemplo, la descomposición y la combustión del metanose utiliza para la producción industrial de negro de humo, que es necesaria para la producción de tinta de impresión, así como para la síntesis de caucho de diversos productos de caucho.
Para hacer esto, el horno se suministra con metanoel volumen de aire para que tenga lugar la combustión parcial del hidrocarburo saturado. A medida que la temperatura aumenta, parte del metano se descompondrá, con la formación de hollín finamente dispersado.
El metano es la principal fuente de hidrógeno en la industria utilizada para la síntesis de amoníaco. Para conducir la deshidrogenación, el metano se mezcla con vapor de agua.
El proceso tiene lugar a una temperatura de aproximadamente 400 ° C,se usan presiones del orden de 2-3 MPa, catalizadores de aluminio y níquel. En algunas síntesis se usa una mezcla de gases, que se forma en este proceso. Si las conversiones posteriores implican el uso de hidrógeno puro, entonces se lleva a cabo la oxidación catalítica del monóxido de carbono mediante vapor.
Cuando se clora, una mezcla de derivados de clorometano, que tiene una amplia aplicación industrial. Por ejemplo, el clorometano puede absorber calor, por lo que se usa como refrigerante en las plantas de refrigeración modernas.
El diclorometano es un buen disolvente de sustancias orgánicas, utilizado en la síntesis química.
Cloruro de hidrógeno formado en el procesoLa halogenación radical, después de la disolución en agua, se convierte en ácido clorhídrico. En la actualidad, el metano también es producido por el acetileno, que es una valiosa materia prima química.
Representantes de la serie homóloga de metano ampliamentese distribuyen en la naturaleza, lo que los convierte en una sustancia demandada en muchas ramas de la industria moderna. A partir de los homólogos del metano, es posible producir hidrocarburos de estructura ramificada, que son necesarios para la síntesis de diversas clases de sustancias orgánicas. Los representantes más altos de la clase alcano son las materias primas para la producción de detergentes sintéticos.
Además de parafinas, alcanos, interés prácticorepresentan también cicloalcanos, llamados cicloparafinas. Sus moléculas también contienen enlaces simples, pero la peculiaridad de los representantes de esta clase es la presencia de una estructura cíclica. Tanto los alcanos como los ciclocanos se usan en grandes cantidades como combustible gaseoso, ya que los procesos van acompañados de la liberación de una cantidad significativa de calor (efecto exotérmico). En la actualidad, los alcanos y los cicloalcanos se consideran las materias primas químicas más valiosas, por lo que su uso práctico no se limita a las reacciones de combustión típicas.
