Węglowodory

alkany

związki zbudowane z węgla i wodoru, nasycone - między atomami węgla występują tylko wiązania pojedyncze

wzór ogólny alkanów

CnH2n+2

konformacje

Cząsteczki alkanów, ze względu na pojedycze wiązania między atomami węgla, mogą mieć w różny sposób ułożone atomy wodoru w cząsteczkach. Różnice te wynikają z możliwości obracania się cząsteczki wokół osi wiązania. Wyróżniamy konformację naprzeciwległą i naprzemianległą.

wiązania w alkanach

Między atomami węgla występują wiązania pojedyncze kowalencyjne (atomowe), między atomami węgla i wodoru wiązania kowalencyjne lekko spolaryzowane w kierunku węgla.

właściwości chemiczne alkanów

ulegają reakcji spalania (produkty zależne od ilości atmów tlenu użytych do reakcji - tlenek węgla (II), tlenek węgla (IV) i sadza oraz woda), ulegają reakcji substytucji rodnikowej z chlorowcami na świetle

reakcja substytucji rodnikowej

reakcja charakterystyczna dla alkanów, reakcja między alkanami a cząsteczkami chlorowców, przebiega na świetle słonecznym, produktami są chlorowcoalkany i chlorowcowodory HCl, HBr, HI itp.

metan

gaz błotny, kopalniany, bez zapachu, palny, pali się niebieskim płomieniem, z tlenem tworzy mieszaniny wybuchowe

etan

węglowodór nasycony, występuje w ropie naftowej lub w gazach powstałych po obróbce ropy naftowej, gaz palny, ma zastosowanie do otrzymywania np. alkoholi

propan

trzywęglowy związek nasycony, palny, gaz, używany w butlach gazowych

butan

czterowęglowy alkan, gaz palny, używany w butlach gazowych

właściwości fizyczne alkanów

cztery pierwsze to gazy, do 15 węgli w cząsteczce, to ciecze, a pozostałe to ciała stałe; nie są polarne, nie rozpuszczają się w wodzie, są dość lotne, temperatury wrzenia alkanów wzrastają wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczce

izomery

związki o tym samym wzorze sumarycznym, a różnych wzorach strukturalnych

izomeria

występowanie dwóch lub więcej związków różniących się budową cząsteczek - różnym ułożeniem węgli w cząsteczce węglowodoru - wzór sumaryczny ten sam

rodzaje izomerii

izomeria konstytucyjna, izomeria cis-trans, izomeria optyczna, izomeria położenia wiąznia wieloktrotnego, izomeria podstawnika

zasady nazewnictwa alkanów

zaznaczamy najdłuższy łańcuch węglowy, numerujemy węgle w łańcuchu tak, aby odgałęzienia i podstawniki boczne miały jak najniższy numer; podstawniki i odgałęzienia wymieniamy w kolejności alfabetycznej, (należy podać ich lokanty -lokantów tyle, ile podstawników), na koniec podajemy nazwę najdłuższego łańcucha węglowego

rzędowość węgli w alkanach

jest to liczba wiązań jaką posiada dany węgiel z innymi węglami w alkanie; są węgle I, II, III i IV-rzędowe

szereg homologiczny

jest to szereg węglowodorów różniących się między sobą o jedną lub więcej grup metylenowych -CH2-

alkeny

węglowodry nienasycone, zwazki zbudowane z węgla i wodoru, w cząsteczkach których występuje przynajmniej jedno wiązanie podwójne

wzór ogólny alkenów

CnH2n

rodzaje izomerii w alkenach

izomeria konstytucyjna, izomeria położenia wiązania podwójnego, stereoizomeria cis-trans

metody otrzymywania alkenów

reakcja dichlorowcoalkanów z cynkiem (atomy chlorowców powinny stać przy sąsiednich atomach węgla), odwadnianie alkoholi za pomocą silnych środków higroskopijnych

właściwości chemiczne alkenów

substancje palne, reakcja addycji czyli przyłączania wodoru, chloru, bromu, jodu, chlorowodoru, bromowodoru, wody

reakcja addycji w alkenach

addycja czyli przyłączanie wodoru, chloru, bromu, chlorowodoru, bromowodoru, wody

reguła Markownikowa

Podczas addycji niesymetrycznych cząsteczek reagentów do niesymetrycznych alkenów, atom wodoru przyłącza się do tego atomu węgla przy wiązaniu podwójnym, który jest bezpośrednio związany z większą ilością atomów wodoru.

alkiny

węglowodory nienasycone, związki zbudowane z węgla i wodoru, w cząsteczkach których występuje przynajmniej jedno wiązanie potrójne

wzór ogólny alkinów

CnH2n-2

metody otrzymywania alkinów

reakcje eliminacji - np. chlorowcowodoru z cząsteczki dichlorowcoalkanu za pomocą zasady przy obecności alkoholu (atomy chlorowców muszą stać przy sąsiednich atomach węgla); eliminacja chlorowców z cząsteczek tetrachlorowcoalkanów za pomocą cynku

właściwości chemiczne alkinów

substancje palne, reakcja addycji czyli przyłączania wodoru, chlory, bromu, jodu, chlorowodoru, bromowodoru, wody

acetylen

etyn, węglowodór nienasycony - alkin, gaz bezwonny (techniczny ma nieprzyjemny zapach), palny - palniki acetylenowe

wiązania π i σ w alkinach i alkenach

wiązania pojedycze w alkenach i alkinach to wiązania σ, natomiast w wiązaniach wielokrotnych jedno jest σ a pozostałe π - czyli: w alkenach jest przynajmniej jedno wiązanie π, a w alkinach przynajmniej dwa

areny

węglowodory aromatyczne, posiadające pierścień z wiązaniem zdelokalizowanym (sekstet elektronowy)

benzen

najprostszy węglowodór aromatyczny, ciecz bezbarwna lub lekko żółtawa, o charakterystycznym zapachu, dobry rozpuszczalnik tłuszczu, posiada pojedynczy płaski pierścień sześciowęglowy.

sekstet elektronowy

Sześć elktronów walencyjnych sześciu atomów węgla (po jednym od każdego atomu) tworzy wiązanie zdelokalizowane rozmyte po całej cząsteczce węglowodoru.

właściwości chemiczne benzenu

palny, reakcja nitrowania, reakcja substytucji elektrofilowej

właściwości fizyczne benzenu

ciecz bezbarwna lub o żółtawym zabarwieniu, charakterystyczny zapach, nierozpuszczalana w wodzie, rozpuszcza się w alkoholu, eterze i acetonie

jon elektrofilowy

substancja "lubiąca" elektrony w substytucji elektrofilowej np. NO2+

substytucja elektrofilowa

to reakcja, w której atom wodoru w cząsteczce arenu jest zastępowany jonem elektrofilowym

naftalen

węglowodór aromatyczny z dwoma skondensowanymi pierścieniami benzenowymi, białe blaszkowate kryształy o charakterystycznej woni

antracen

węglowodór aromatyczny, składa się z trzech pierścieni benzenowych skondensowanych, główny składnik smoły węglowej

fenantren

izomer antracenu, trzy pierścienie benzenowe skondensowane ze sobą

ropa naftowa

naturalnie występująca w przyrodzie mieszanina węglowodorów i niewielkich ilości związków tlenowych, siarkowych, azotowych oraz bardzo małej ilości ciał spopielających się; powstała ze szczątków roślinnych i zwierzęcych w wyniku fermentacji gnilnej.

gaz ziemny

mieszanina składająca się głównie z metanu i etanu; często towarzyszy złożom ropy naftowej

kraking

proces rozkładu węglowodorów długołańcuchowych na krótkołańcuchowe

reforming

izomeryzacja, przekształcenie prostych nierozgałęzionych węglowodorów na rozgałęzione, polega również na cyklizacji i aromatyzacji tych związków

liczba oktanowa

wielkość charakteryzująca paliwo silnikowe z punktu widzenia jego właściwości stukowych; oznacza procentową zawartość izooktanu w n-heptanie, potrzebną do tego, aby mieszanina miała właściwości stukowe