Хемијска својства алкана (засићени алифатични угљоводоници)
Алкани имају све своје атоме угљеника повезане једноструким везама, што их чини структурно стабилним. Они углавном пролазе кроз следеће реакције:
Реакције супституције: Под светлом, атоми водоника у алканима могу бити замењени халогенима, стварајући халоалкане и водоник халогениде. Реакција супституције између метана и хлора је типичан пример, који се одвија поступно да би се добило више производа супституције.
Реакција оксидације (сагоревање): Алкани су запаљиви, а потпуним сагоревањем настају угљен-диоксид и вода. Општа формула је: ЦnH2n + 2 + 3n + 1 2 O2= = = (паљење) нЦО 2 + (n + 1)H2OC nЦО 2 + (n+1)H2О. Метан гори бледоплавим пламеном и не реагује са киселим раствором калијум перманганата на собној температури (без очигледне појаве).
Реакција крека: На високим температурама, алкани се подвргавају ломљењу ланца и дехидрогенацији да би се добили алкани и алкени са нижим бројем угљеника. Ово је кључна реакција у петрохемијској производњи. 1. Циклус дехидрогенације: Ц6-Ц8 равноланчани-алкани могу да се подвргну циклизацији дехидрогенације да би се формирали ароматични угљоводоници на бази бензена.
Хемијска својства алкена (који садрже угљеник-угљеник двоструке везе, незасићене алифатичне угљоводонике)
Структуре двоструке везе су веома реактивне и могу да прођу кроз различите врсте реакција:
Реакције оксидације: Запаљиво, стварајући јак пламен са црним димом; двострука веза може бити оксидована киселим калијум перманганатом, што доводи до обезбојења киселог раствора калијум перманганата.
Реакције додавања: Незасићени атоми угљеника могу директно да се комбинују са другим атомима/групама да би формирали нова једињења. Типичне реакције укључују:
Додавање брома: Деколорише бром воду/бром у раствору угљен-тетрахлорида. Реакциона формула је:
ЦХ₂=ЦХ₂ + Бр₂ → ЦХ₂Бр−ЦХ₂ =ЦХ₂ + Бр₂ →ЦХ₂Бр−ЦХ₂ Бр реагује са водоником да би се формирали алкани, са хлороводоником да би се формирали хлоровани угљоводоници и са водом да би се формирали алкохоли (индустријска метода за производњу хлороводоника).
Адициона полимеризација: Под дејством катализатора, отварају се двоструке везе, што доводи до полимеризације да би се формирала једињења високе молекулске тежине, као што је полимеризација етилена да би се формирао полиетилен:
н ЦХ2=ЦХ2===катализатор
[− ЦХ2− ЦХ2−]
н нЦХ2 =ЦХ2
=== катализатор
[−ЦХ2−ЦХ2−]
n
Посебно додавање диена: Диени као што је 1,3-бутадиен показују и 1,2-адиционе и 1,4-адиционе производе.
Хемијска својства алкина (који садрже троструку везу угљеник-угљеник, незасићене алифатичне угљоводонике)
Структура троструке везе је реактивнија од двоструке везе, а њене реакционе карактеристике су сличне онима код алкена:
Реакције оксидације: Запаљиве, производе веома јак пламен и густ црни дим; трострука веза може бити оксидована киселим калијум перманганатом, што доводи до обезбојења киселог раствора калијум перманганата.
Реакције сабирања: Може се подвргнути постепеном додавању; 1 мол троструке везе може да реагује са највише 2 мола адитива. На пример, ацетилен се додаје малој количини бромне воде да би се формирао ЦХБр=ЦХБр, а додаје се вишку бромне воде да би се формирао ЦХБр2-ЦХБр2-ЦХБр2; такође може да се подвргне реакцијама адиције са водоником, хлороводоником, водом итд. Адициона полимеризација: Под дејством катализатора, полимери могу да формирају једињења велике молекуларне тежине. На пример, ацетилен полимеризује да би се формирао полиацетилен:
н ЦХ≡ ЦХ====катализатор
[− ЦХ= ЦХ−]
н нЦХ≡ЦХ
=== катализатор
[−ЦХ=ЦХ−]
n