アルカン(飽和脂肪族炭化水素)の化学的性質
アルカンはすべての炭素原子が単結合で結合しているため、構造的に安定しています。これらは主に以下の反応を起こします。
置換反応: 光の下では、アルカンの水素原子がハロゲンに置換され、ハロアルカンとハロゲン化水素が生成されます。メタンと塩素の間の置換反応は典型的な例であり、段階的に進行して複数の置換生成物が得られます。
酸化反応(燃焼):アルカンは可燃性であり、完全燃焼すると二酸化炭素と水が生成されます。一般式は次のとおりです。 CnH2n + 2 + 3n + 1 2 O2= = = (点火) nCO 2 + (n + 1)H2OC nCO 2 + (n+1)H2O. メタンは淡青色の炎をあげて燃えますが、室温では酸性過マンガン酸カリウム溶液とは反応しません(明らかな現象はありません)。
亀裂反応: 高温では、アルカンは鎖切断と脱水素反応を起こし、より炭素数の低いアルカンとアルケンが生成されます。これは石油化学生産における中心的な反応です. 1. 脱水素サイクル: C6-C8 直鎖-アルカンは脱水素環化を受けてベンゼンベースの芳香族炭化水素を形成できます。
アルケンの化学的性質(炭素-炭素二重結合、不飽和脂肪族炭化水素を含む)
二重結合構造は反応性が高く、さまざまな種類の反応を受ける可能性があります。
酸化反応: 可燃性で、黒い煙を伴う明るい炎を生成します。二重結合は酸性過マンガン酸カリウムによって酸化され、酸性過マンガン酸カリウム溶液が脱色する可能性があります。
付加反応: 不飽和炭素原子は他の原子/基と直接結合して、新しい化合物を形成することがあります。典型的な反応には次のようなものがあります。
臭素の添加: 臭素水/四塩化炭素溶液中の臭素を脱色します。反応式は次のとおりです。
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br−CH₂ =CH₂ + Br₂ → CH₂Br−CH₂ Br は水素と反応してアルカンを形成し、塩化水素と反応して塩素化炭化水素を形成し、水と反応してアルコールを形成します(エタノールを製造するための工業的方法)。
付加重合: 触媒の作用下で二重結合が開き、重合して高分子量化合物が形成されます。たとえば、エチレンが重合してポリエチレンが形成されます。
n CH2=CH2===触媒
[−CH2−CH2−]
n nCH2 =CH2
===触媒
[−CH2−CH2−]
n
ジエンの特殊な付加: 1,3-ブタジエンなどのジエンは、1,2-付加生成物と 1,4-付加生成物の両方を示します。
アルキン(炭素-を含む、不飽和脂肪族炭化水素)の化学的性質
三重結合構造は二重結合よりも反応性が高く、その反応特性はアルケンの反応特性と似ています。
酸化反応: 可燃性で、非常に明るい炎と濃い黒煙を生成します。三重結合は酸性過マンガン酸カリウムによって酸化され、酸性過マンガン酸カリウム溶液が脱色する可能性があります。
付加反応: 段階的に付加することができます。 1 モルの三重結合は最大 2 モルの添加剤と反応できます。たとえば、アセチレンを少量の臭素水に加えると CHBr=CHBr が形成され、過剰の臭素水に加えられると CHBr2-CHBr2-CHBr2 が形成されます。水素、塩化水素、水などと付加反応することもあります。 付加重合: 触媒の作用下で、ポリマーは高分子量化合物を形成できます。たとえば、アセチレンは重合してポリアセチレンを形成します。
n CH≡ CH====触媒
[− CH= CH−]
n nCH≡CH
===触媒
[−CH=CH−]
n
