Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Alkan”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
|||
Dòng 9:
Alkan còn được biết đến như là [[parafin]], hoặc nói một cách tổng thể là ''dãy parafin''; tuy nhiên các thuật ngữ này chỉ được sử dụng để chỉ tới các alkan mà các nguyên tử [[cacbon]] của nó tạo thành mạch đơn không phân nhánh; trong trường hợp đó, các alkan mạch nhánh được gọi là ''isoparafin''.
Công thức tổng quát của alkan là '''C<sub>n</sub>H<sub>2n+2</sub>''' (với n là số nguyên dương); do đó alkan đơn giản nhất là [[mêtan|methan]], CH<sub>4</sub>. Tiếp theo là [[êtan]], C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>; dãy này có thể kéo dài vô tận. Mỗi một nguyên tử cacbon trong alkan có [[cặp lai quỹ đạo]] sp<sup>3</sup>.
== Đồng phân ==
Dòng 59:
== Sự phổ biến ==
[[Tập tin:Jupiter.jpg|nhỏ|phải|
Alkan có cả trên [[Trái Đất]] và trong [[hệ Mặt Trời]], tuy nhiên chỉ có một tỷ lệ không lớn và chủ yếu chỉ ở dạng "có dấu vết". Các hydrocarbon nhẹ, đặc biệt là [[mêtan|metan]] và [[êtan|etan]] là một phần quan trọng của các thiên thể khác: ví dụ, chúng được tìm thấy trong đuôi của sao chổi [[Hyakutake]] và trong một số [[thiên thạch]] chẳng hạn như các loại [[chondrit cacbon]]. Chúng cũng tạo thành một phần quan trọng của bầu [[khí quyển]] của các hành tinh khí ngoài xa của hệ Mặt Trời như [[Sao Mộc|Mộc Tinh]], [[Sao Thổ|Thổ Tinh]], [[Sao Thiên Vương|Thiên Vương Tinh]] và [[Sao Hải Vương|Hải Vương Tinh]]. Trên [[Titan (vệ tinh)|Titan]], vệ tinh của Thổ Tinh, người ta tin rằng đã từng có một đại dương lớn chứa các alkan mạch dài, các biển nhỏ chứa etan lỏng được cho là vẫn còn tồn tại.
Dấu vết của metan (khoảng 0,0001% hay 1 ppm) có trong bầu khí quyển Trái Đất, được sản xuất chủ yếu bởi các dạng [[khuẩn cổ]]. Hàm lượng trong nước biển là không đáng kể do độ hòa tan thấp trong nước: tuy nhiên, ở áp suất cao và nhiệt độ thấp,
[[Tập tin:Oil well3419.jpg|nhỏ|phải|Khai thác alkan ở Ontario]]
Dòng 120:
== Cấu trúc phân tử ==
[[Tập tin:Ch4-hybridisation.png|nhỏ|phải|Cặp lai sp<sup>3</sup> trong [[mêtan|methan]].]]
Cấu trúc phân tử của các alkan trực tiếp ảnh hưởng tới các thuộc tính hóa-lý của chúng. Nó thu được từ [[cấu hình điện tử]] của [[cacbon]], do nó có bốn [[electron hóa trị|điện tử hóa trị]]. Nguyên tử cacbon trong các alkan luôn luôn [[cặp lai quỹ đạo|cặp lai sp<sup>3</sup>]], có nghĩa là các [[electron|điện tử]] [[hóa trị]] có thể được coi là nằm trong 4 quỹ đạo (''orbital'') tương đương thu được từ tổ hợp của một quỹ đạo 2s và ba quỹ đạo 2p. Các quỹ đạo này, có các mức năng lượng đồng nhất, được sắp xếp trong không gian trong dạng của một hình [[tứ diện]], các góc giữa chúng bằng 109,47°.
=== Độ dài và góc liên kết ===
[[Tập tin:Ch4-structure.png|nhỏ|phải|Cấu trúc tứ diện của
Phân tử alkan chỉ có liên kết đơn C–H và C–C. Liên kết đầu là kết quả của phần chồng lên của quỹ đạo sp<sup>3</sup> của cacbon với quỹ đạo 1s của hydro; liên kết sau là do phần chồng lên của hai quỹ đạo sp<sup>3</sup> trên các nguyên tử cacbon khác nhau. Giá trị của các [[độ dài liên kết]] là 1,09×10<sup>−10</sup> m đối với liên kết C–H và 1,54×10<sup>−10</sup> m đối với liên kết C–C.
Dòng 182:
Chúng phản ứng rất kém với các chất có tính điện ly hay phân cực. Các giá trị [[Hằng số điện ly axít|p''K''<sub>a</sub>]] của tất cả các alkan là trên 60, vì thế trên thực tế chúng là trơ với các [[axít]] hay [[base]]. Tính trơ này là nguồn gốc của thuật ngữ ''parafin'' ([[latinh|tiếng Latinh]] ''para'' + ''affinis'', với nghĩa là "thiếu ái lực"). Trong [[dầu mỏ|dầu thô]] các phân tử alkan giữ các thuộc tính hóa học không thay đổi trong hàng triệu năm.
Tuy nhiên các [[phản ứng oxy hóa-khử]] của các alkan, cụ thể là với [[ôxy]] và các [[halogen]], là có thể do các nguyên tử cacbon là ở trong các điều kiện khử mạnh; trong trường hợp của [[mêtan|methan]], [[trạng thái oxy hóa]] thấp nhất đối với cacbon (−4) đã đạt tới. Phản ứng với ôxy dẫn tới [[lửa|sự cháy]]; với các halogen là các [[phản ứng thế]].
Các gốc tự do và các phân tử với các điện tử không bắt cặp đóng vai trò quan trọng trong phần lớn các phản ứng của alkan, chẳng hạn như trong [[cracking (hóa học)|cracking]] và [[sửa đổi (hóa học)|sửa đổi]] mà ở đó các alkan mạch dài bị chia cắt thành các alkan và anken mạch ngắn hay các alkan mạch thẳng bị chuyển thành các đồng phân mạch nhánh.
Dòng 203:
:2C<sub>''n''</sub>H<sub>2''n''+2</sub> + (3''n''+1)O<sub>2</sub> → 2(''n''+1)H<sub>2</sub>O + 2''n''CO<sub>2</sub>
Khi không có đủ lượng ôxy cần thiết thì [[cacbon mônôxít]] hay thậm chí là [[muội than]] có thể tạo ra, như được chỉ ra dưới đây cho [[mêtan|methan]]:
:2CH<sub>4</sub> + 3O<sub>2</sub> → 2CO + 4H<sub>2</sub>O
:CH<sub>4</sub> + O<sub>2</sub> → C + 2H<sub>2</sub>O
Dòng 214:
Các alkan phản ứng với các [[halogen]] trong phản ứng gọi là phản ứng [[halogen hóa]]. Các nguyên tử hydro trong alkan bị thay thế dần dần, hay bị [[phản ứng thế|thay thế]] bằng các nguyên tử halogen. Các [[gốc tự do]] là các dạng chất tham gia vào trong phản ứng, thông thường hay tạo ra hỗn hợp các sản phẩm. Các phản ứng này là phản ứng [[Quá trình tỏa nhiệt|tỏa nhiệt]] cao và có thể dẫn tới nổ.
Chuỗi cơ chế phản ứng như sau, với [[clo hóa]]
:'''1.''' ''Khởi đầu'': Chia cắt phân tử clo để tạo ra hai nguyên tử clo, được kích thích bằng [[tử ngoại|bức xạ cực tím]]. Nguyên tử clo có điện tử không bắt cặp và phản ứng như là một gốc tự do.
::Cl<sub>2</sub> → 2Cl·
Dòng 259:
Các alkan sẽ phản ứng với [[hơi nước]] khi có mặt chất xúc tác [[niken]] để tạo ra hydro. Alkan có thể [[clorosulfonat hóa]] và [[nitrat hóa]], mặc dù cả hai phản ứng đều đòi hỏi các điều kiện đặc biệt. Sự [[lên men hóa]] các alkan thành các [[axit cacboxylic|axít cacboxylic]] có một tầm quan trọng kỹ thuật.
== Nguy hiểm ==
== Trong tự nhiên ==
Mặc dù các alkan có trong tự nhiên theo nhiều cách khác nhau, chúng không được đánh giá như là các chất thiết yếu xét về mặt sinh học. Các cycloankan với số nguyên tử cacbon từ 14 tới 18 có trong [[xạ hương]], được chiết ra từ [[họ Hươu xạ|hươu xạ]] (họ [[Họ Hươu xạ|Moschidae]]). Tất cả các thông tin dưới đây đều chỉ áp dụng cho các alkan không tạo vòng.
=== Vi khuẩn và khuẩn cổ ===
[[Tập tin:Rotbuntes Rind.jpg|nhỏ|phải|[[Vi khuẩn cổ]] sản xuất
Một số loại [[vi khuẩn]] nhất định có thể chuyển hóa các alkan: chúng ưa thích các alkan có mạch cacbon chẵn do chúng dễ bị phân hủy hơn so với alkan mạch cacbon lẻ.
Mặt khác một số [[vi khuẩn cổ]], như [[mêtanogen]], sản sinh ra một lượng lớn
:CO<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub> → CH<sub>4</sub> + 2H<sub>2</sub>O
Mêtanogen cũng sản xuất ra [[khí đầm lầy]] trong các vùng [[đất lầy]] và giải phóng khoảng 2 tỷ tấn
=== Nấm và thực vật ===
[[Tập tin:Fuji apple.jpg|nhỏ|phải|Nước tạo thành các giọt nhỏ trên màng mỏng chứa sáp alkan phủ bên trên vỏ quả táo.]]
| |||