Alkanes لاء عام ردعمل ڇا آهي

ڪيميائي مرڪب جو هر طبقو انهن جي برقي جوڙجڪ سبب مال exhibit ڪري سگهو ٿا. alkanes عام راء رد عمل، چادرن يا molecular oxidation لاء. سڀ ڪيميائي عمل پنهنجي ڪنهن مخصوص جي وهڪري جي آهي، جنهن کي وڌيڪ ڳالهه ٻولهه ڪئي ويندي آهي.

alkanes ڇا آهي

هن hydrocarbon مرڪب، جنهن paraffin طور سڃاتو وڃي ٿو رچيل. اهي انو صرف ڪاربان ۽ هائيڊروجن atoms تي مشتمل آهي، سڌر يا شاخون acyclic سند جنهن ۾ رڳو ھڪ سخت مرڪب نه آهي. ڏنو جي طبقي جي ڪنڀار، توهان alkanes جو ڇا جو رد عمل خصلت حساب ڪري سگهو ٿا. انهن جي پوري طبقي جي فارمولا جي فرمانبرداري ڪريو: ايڇ _{2n + 2} س _ن.

ڪيميائي جوڙجڪ

Paraffin آنو exhibiting ايس پي ³ hybridization ڪاربان atoms هئا. اهي سڀ چار valence orbitals خلا ۾ ساڳي شڪل، توانائي ۽ رخ آهن. 109 درجا ۽ 28 'جي توانائي ليول جي وچ ۾ موڙ جي ماپ.

انو ۾ ھڪ ھٿيار جي موجودگي determines جيڪي اطلاعت alkanes جي خصلت آهي. اهي σ-مرڪب تي مشتمل. carbons جي وچ ۾ رابطي nonpolar ۽ weakly polarizable آهي، ان کي ڪجھ ڪونهي سي-ايڇ جي ڀيٽ ۾ آهي. به، هڪ ڪاربان جوهر کي ڦيرائڻ جي برقيو ڪسافت جي سڀ کان electronegative آهي. سنڌ جي نتيجي ۾ مرڪب سي-ايڇ گهٽ polarity جي characterized آهي.

راء رد

پدارٿن طبقي paraffins هڪ گهٽ ڪيميائي سرگرمي آهي. هن سي-سي ۽ سي-ايڇ، جنهن جي غير polarity جي ڇاڪاڻ ته افطار ڪرڻ ڏکي آهي جي وچ ۾ ھٿيار جي طاقت جي ذريعي بيان ڪري سگهجي ٿو. انهن جي تباهي جو بنياد homolytic جيالا، جنھن کي آزاد بنيادي قسم جي ملوث آهي. ته ڇو alkanes جي characterized آهن آهي هڪ راء رد عمل. اهڙي پدارٿن جو پاڻي انو يا چارج carriers جي ions سان لهه وچڙ ڪرڻ جي قابل آهن.

اهي آزاد بنيادي راء جنهن ۾ هائيڊروجن atoms halogen عنصرن يا ٻين سرگرم گروپ سان متبادل آهن درجو. اهي اطلاعت halogenation، sulfochlorination ۽ nitration سان لاڳاپيل عمل شامل آهن. اهي alkane derivatives جي تياري ڪرڻ جي ڏس. هڪ مفت بنيادي جيالا ذريعي ھيٺيون راء اطلاعت ٽن مرحلن جي مکيه قسم آهن:

1. عمل هڪ nucleation initiation يا سند، جنهن ۾ آزاد radicals ٺاهي رهيا آهن سان ٿيندي آهي. هن catalysts ultraviolet روشني ۽ گرمي جي ذريعن آھن.
2. ان کان پوء سند جنهن ۾ لڳولڳ سرگرم اڏاريل غير فعال انو سان لهه وچڙ کڻي سڌريو. انو ۽ radicals ۾ سندن خوني، جي حوالي آهي.
3. هن آخري قدم جي سند ڀڃندا ويندا. نه recombination يا سرگرم اڏاريل جي آدرشن. اهڙيء طرح هڪ سند رد عمل جي ترقي ختم ٿيو.

halogenation جو عمل

اهو بنيادي قسم جي جيالا تي مشتمل آهي. Alkane halogenation رد عمل ultraviolet نور ۽ halogens ۽ hydrocarbons جي آميزش جي گرمي سان اشراق جي جاء وٺندو آهي.

هن عمل جي سمورن مرحلن جو راڄ آهي ته Markovnikov چيو لوڪ آهن. ان کي چيو ويو آهي ته halogen، خاص ڪري جي راء undergoes هائيڊروجن، جنهن جي hydrogenated ڪاربان سان تعلق رکي ٿو. هڪ پرائمري کان هڪ Tertiary ڪاربان جوهر ڪرڻ: Halogenation هيٺين تسلسل ۾ جاء وٺندو آهي.

هن عمل جي ڊگهي مکيه hydrocarbon سند سان alkane انو ۾ ڀلي جاء وٺندو آهي. هن هن طرف ۾ توانائي ionizing جي ضايع ٿيڻ، مال آسان cleaved برقيو سبب آهي.

هڪ مثال متيان انو جي chlorination آهي. ultraviolet تاب جي عمل جو هڪ ڌار ٿيندڙ chlorine بنيادي ذات آهي ته alkane تي حملو ٻاهر کڻندا ماري. جدائي وٺندي آهي ۽ پرمان هائيڊروجن ايڇ ₃ س · يا هڪ methyl بنيادي جي ٺهڻ. اهڙي particle، موڙ ۾، جي molecular chlorine حملو، ان جي جوڙجڪ ۽ هڪ نئين ڪيميائي جي ٺهڻ جي تباهي ۾ ڇوڙ.

هر مرحلي تي جي راء عمل صرف هڪ هائيڊروجن جوهر جا پيروڪار آهي. alkanes جي halogenation رد عمل hlormetanovoy، dichloromethane، ۽ trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy آنو جي ھوريان ٺهڻ تائين ٿي ويا آهن.

Schematically، عمل ڏنل آهي:

ايڇ ₄ س + Cl: Cl → ايڇ ₃ CCl + HCl،

ايڇ ₃ CCl + Cl: Cl → ايڇ ₂ CCl ₂ + HCl،

ايڇ ₂ CCl ₂ + Cl: Cl → HCCl ₃ + HCl،

HCCl ₃ + Cl: Cl → CCl ₄ + HCl.

ٻين alkanes سان اهڙي عمل کڻندو متيان انو جي chlorination ڪرڻ جي ابتڙ characterized پدارٿن وٺندي گذارڻ هائيڊروجن راء هڪ ڪاربان جوهر نه آھي، ۽ ٿورن ۾. سندن مقداري گرمي پد اشارا سان لاڳاپيل نظر. سرد حالتن ۾، Tertiary ثانوي ۽ بنيادي ڍانچي سان derivatives جي ٺهڻ جي شرح ۾ هڪ کان ڊڄندو.

اهڙي مرڪب جي ٺهڻ جي وڌندا گرمي پد ٽارگيٽ رفتار ڇڏيائين آهي. جي halogenation عمل ۾ جامد عنصر جنهن جي ڪاربان جوهر سان بنيادي جي ٻڏي وڃڻ جي مختلف ممڪن ٿي سگهي جو اثر موجود آهي.

iodine سان عمل halogenation عام حالتن هيٺ نمودار نه رکندو آھي. اهو خاص حالتون پيدا ڪرڻ ضروري آهي. جڏهن متيان کي بي نقاب halogen ايندڙ هائيڊروجن iodide موجب وٺندي آهي. اهو مان اٿي ابتدائي reactants متيان ۽ iodine نتيجي ۾ methyl iodide تي هڪ اثر ڇڏيو آهي. اهڙي رد عمل reversible ٿي سمجهيو ويندو آهي.

alkanes جي Wurtz رد

اهو ئي رچيل شڪلون جوڙجڪ سان hydrocarbons جي حاصلات لاء هڪ طريقو آهي. جي reactants sodium ڌاتو، alkyl bromides يا alkyl chlorides استعمال ڪري رهيا آهن ته جيئن. سندن لهه وچڙ سان sodium halide ۽ وڌي hydrocarbon سند جنهن جي ٻنهي hydrocarbon radicals جي پڄاڻي آھي تيار ڪيو. Schematically، جي synthesis ڏنل آهي: آر-Cl + Cl-ر + 2Na → آر-ر + 2NaCl.

alkanes جي Wurtz رد عمل رڳو ممڪن آهي ته سندن انو ۾ halogens جي بنيادي ڪاربان جوهر ۾ آهن. مثال طور، چوڌري ₃ -CH ₂ -CH ₂ Br.

ٻه مرڪب جي galogenuglevodorododnaya آميزش جي راند جي دور ۾ ته، ٺاهي پيداوار ٽن مختلف زنجير جي جرگاھھ ۾. هن رد عمل جو هڪ مثال chloromethanes ۽ hloretanom سان sodium alkane لهه وچڙ طور خدمت ڪري سگهن ٿا. هن جي ڪم جي قسمن butane، ڪاربن ۽ ethane آميزش آهي.

sodium کان سواء، ٻين alkali metals، جنهن lithium يا potassium شامل استعمال ڪرڻ جي لحاظ کان.

عمل sulfochlorination

اهو به ئھ رد عمل سڏيو ويندو آهي. اها آزاد متبادل جي اصول تي هلندو هو. رد عمل جي اهڙي قسم جي ultraviolet تاب جي حضور ۾ sulfur ڊاء ۽ molecular chlorine جي آميزش جي عمل کي alkanes جي عام آهي.

هن عمل جي سند جيالا، جنھن جي chlorine ٻن radicals کان مليل جي initiation سان ٿيندي آهي. هڪ حملي alkane ته هڪ alkyl اڏاريل ۽ هائيڊروجن chloride جي انو کي جنم ڏئي ٿو. hydrocarbon بنيادي sulfur ڊاء پيچيده اڏاريل بڻجي انسيت جو قسم آھي. قبضو stabilize کي ٻيو آنو کان هڪ chlorine جوهر وٺندي آهي. هن آخري مواد هڪ alkane sulfonyl chloride ان جي مٿاڇري-سرگرم مرڪب جي synthesis ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي.

Schematically، عمل هن جهڙو ڏسڻ ۾:

CLCL → ^hv ∙ Cl + ∙ Cl،

ڪلاڪ + ∙ Cl → ر ∙ + HCl،

ر ∙ + OSO → ∙ RSO _2،

∙ RSO ₂ + ClCl → RSO ₂ Cl + ∙ Cl.

nitration سان لاڳاپيل عمل

Alkanes هڪ حل ۾ nitric امل 10٪ سان ۽ هڪ گيسي حالت ۾ tetravalent nitrogen oxide سان پڇن.ذاتي. ان مان ايندڙ جي حالتن اعلي ۽ گهٽ پريشر انهيء (° س 140 جي باري ۾) گرمي پد جي انهيء آھي. جي اوٽ تي nitroalkanes جي روپ ۾.

هن سائنسدان Konovalov کان پوء نالي پاڪ-بنيادي قسم جو عمل، nitration synthesis پيدا ٿيا: چوڌري ₄ + HNO ₃ → چوڌري ₃ ڪا ₂ + ايڇ ₂ اي.

چادرن جي جيالا

عام alkane dehydrogenation ۽ cracking لاء. متيان آنو هڪ مڪمل گرمل decomposition undergoes.

مٿين ردعمل جي بنيادي جيالا alkanes کان atoms جي چادرن آهي.

dehydrogenation عمل

جڏهن paraffins جي ڪاربان ڍانچين تي هائيڊروجن atoms separating، متيان کانسواء unsaturated مرڪب حاصل ڪري رهيا آهن. alkanes جي اهڙي ڪيميائي ردعمل تيز گرمي پد (400 600 ° کي سي) تي ۽ پلاٽينم، nickel، جيئن ئي ڪارروائي سریع هيٺ ڏبا chromium oxides ۽ المونيم.

جيڪڏهن ethane يا ڪاربن انو جي رد عمل ۾ حصو وٺڻ، پوء ان جي مصنوعات ethene يا هڪ اڀي بانڊ سان propene ٿيندو.

چئن يا پنجن-ڪاربان ڍانچين جي dehydrogenation diene مرڪب حاصل ڪري. قائم butane-1،3 butadiene ۽ 1،2-butadiene کان.

6 يا وڌيڪ ڪاربان atoms سان رد عمل پدارٿن ۾ موجود آهي، ته ان جي benzene ٺهيل آهي. ان کي ٽي ڊبل ھٿيار سان هڪ عطري منڊي ڇڏيو آهي.

decomposition سان لاڳاپيل عمل

alkanes جي تيز گرمي پد رد عمل هيٺ هڪ عجيب ڪاربان ھٿيار ۽ بنيادي قسم جي سرگرم ذات جي ٺهڻ سان نڪري سگهي ٿو. اهڙي عمل cracking يا pyrolysis طور حوالو ڏنو آهي.

500 ° س کان وڌيڪ گرمي پد جي reactants گرمي، مان انو جنهن ۾ alkyl-قسم radicals جي پيچيده شين جي ٺهيل آهن جو decomposition ۾ نتيجا.

هڪ ڪاربان سند رچيل ۽ unsaturated مرڪب حاصل ڪري ڊيگهه سان alkanes جي pyrolysis جي ڏاڍي گرمي هيٺ ٻاهر کڻي. اهو گرمل cracking سڏيو ويندو آهي. هن عمل جي وچ 20th صدي ايتري قدر استعمال ڪيو ويندو آهي.

هن drawback هڪ گهٽ octane نمبر (65 کان گهٽ) سان hydrocarbons حاصل ڪرڻ هو، پوء ان جي جاء تي ويو catalyst cracking. هن عمل کي هڪ aluminosilicate عاجلا ڇڏڻ هڪ جون شاخون جوڙجڪ گذارڻ alkanes جي حضور ۾ گرمي پد ته هيٺ 440 ° س آهي ۽ گهٽ کان 15 atmospheres جي pressures ۾ جاء وٺندو آهي. 2CH ₄ → ^{دبي °} س ₂ ح ₂ + 3H _2: هڪ مثال متيان جي pyrolysis _آهي. سنڌ جي رد عمل دوران acetylene ۽ molecular هائيڊروجن ٺهيل آهي.

هن آنو متيان تبديل ڪرڻ لاء تابع ڪري سگهجي ٿو. هن رد عمل کي پاڻي ۽ هڪ nickel catalyst جي ضرورت آهي. هن جي اوٽ ڪاربان مونو آڪسائيڊ ۽ هائيڊروجن جي آميزش آهي.

Oxidation عمل

جي ڪيميائي ردعمل ته برقيو اثر سان لاڳاپيل عام alkane آهن.

نه paraffins جي خود-oxidation آهي. اهو رچيل hydrocarbons جي oxidation جي هڪ آزاد بنيادي جيالا شامل. سنڌ جي رد عمل دوران، سيال مرحلي alkane hydroperoxide حاصل ڪري. شروعات ۾ paraffin آنو جي مختص سرگرم radicals ۾ آڪسيجن سان ملندو. اڳيون، alkyl particle ٻيو آنو اي _2، ∙ ROO حاصل interacts. هڪ وسي امل جي peroxy بنيادي کان وٺي alkane آنو رابطو، ۽ پوء hydroperoxide جاري آهي. هڪ مثال ethane جي autooxidation آهي:

س ₂ ايڇ ₆ + اي ₂ → ∙ س ₂ ح ₅ + HOO ∙،

∙ س ₅ ايڇ ₂ + اي ₂ → ∙ OOC ₂ ايڇ _5،

∙ OOC ₂ ايڇ ₅ + ج ₂ ايڇ ₆ → HOOC ₂ ايڇ ₅ + ∙ س ₂ ح _5.

alkane لاء combustion جو رد عمل آهي ته اهڙا ڪيميائي مال آهن جي characterized، ڪو ٻارڻ جي انشا determining ۾. → 4CO ₂ + 6H ₂ اي 2C ₂ ايڇ ₆ + 7O _2: اهي گرمي جي emission سان طبيعت ۾ oxidative آهن

عمل آڪسيجن جي هڪ ننڍي مقدار ۾ هتان آهي ته، آخر پيداوار هڪ divalent ڪاربان يا ڪاربان مونو آڪسائيڊ، جنهن اي ₂ جي ڪنسنٽريشن جي آڌار آهي ٿي سگهي _ٿو.

° س 200 تائين catalytic پدارٿن ۽ وتندو جي اثر هيٺ alkanes جي oxidation ۾ شراب آنو، aldehyde يا carboxylic امل حاصل ڪري رهيا آهن.

مثال طور ethane:

س ₂ ايڇ ₆ + اي ₂ → س ₂ ح ₅ آه (ethanol)،

س ₂ ايڇ ₆ + اي ₂ → چوڌري ₃ چو + ايڇ ₂ اي (ethanal ۽ پاڻي)

2C ₂ ايڇ ₆ + 3O ₂ → 2CH ₃ COOH + 2H ₂ اي (ethanoic امل ۽ پاڻي).

Alkanes trinomial cyclic peroxides جي عمل هيٺ oxidized ڪري سگهجي ٿو. اهي dimethyl dioxirane شامل آهن. جنهن جي نتيجي ۾ paraffins شراب آنو جي oxidation آهي.

نمائندن paraffins KMnO ₄ يا potassium permanganate جواب نه ٿا، ان سان گڏو گڏ bromine پاڻي.

isomerization

alkanes تي هڪ electrophilic جيالا سان راء قسم جي رد عمل characterized. هن جي ڪاربان زنجير جو حوالو ڏنو isomerization آهي. هن عمل جي المونيم chloride، جنهن هڪ رچيل paraffin سان reacted آهي Catalyzes. س ₄ ح ₁₀ → ج ₃ ايڇ ₇ چوڌري _3: هڪ مثال butane آنو جي isomerization، جنهن 2-methylpropane _آهي.

عمل flavoring

رچيل پدارٿن جنهن ۾ مکيه ڪاربان سند ڇهه يا وڌيڪ ڪاربان atoms تي مشتمل آهي، dehydrocyclization ڪرائڻ جي قابل. هن مختصر انو لاء هن رد عمل جي شئي نه آهن. جنهن جي نتيجي ۾ هميشه cyclohexane ۽ منجھانئس derivatives طور هڪ ڇهه-membered منڊي آهي.

رد عمل سریع جي حضور ۾، ۽ هڪ کان وڌيڪ مستحڪم benzene رنگ ۾ تبديل ڪرڻ جو وڌيڪ dehydrogenation گذري ٿو. اهو aromatics يا ميدان کي acyclic hydrocarbons تبديل ڪري وٺندي آهي. هڪ مثال hexane جي dehydrocyclization آهي:

ايڇ ₃ سي-چوڌري ₂ - چوڌري ₂ - چوڌري ₂ - چوڌري ₂ -CH ₃ → س ₆ ح ₁₂ (cyclohexane)

س ₆ ايڇ ₁₂ → س ₆ ايڇ ₆ + 3H ₂ (benzene).