Tìm hiểu về Ankan và các phản ứng đặc trưng của Ankan

Hướng dẫn giải

Tìm hiểu về Ankan và các phản ứng đặc trưng của Ankan

Một trong những bài học đầu tiên về chất hóa học hữu cơ mà các bạn sẽ được tìm hiểu chính là Ankan. Để biết thêm và tham khảo các bài tập về ankan có lời giải mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây!

I. Định nghĩa về Ankan

    1. Ankan là gì?

Ankan (với tên gọi khác là parafin) là chất hóa học hữu cơ chứa hiđrocacbon no và mạch hở.

CTTQ của ankan là \(C_nH_{2n+2}\) (với n là số nguyên dương).

        2. Cách gọi tên Ankan

    • Đối với hidrocacbon no mạch hở:

    Ta gọi bằng cách ghép tổ hợp tiền tố cơ bản về đội bội với hậu tố -an. Ví dụ: CH4 -  met(a) +an.

    • Đối với hidrocacbon không no mạch nhánh

    Ta gọi tên = tên của các nhánh cùng với "locant"+ tên của hidrua nền.

    - Hidrua nền ở mạch chính chính là các các bon dài nhất và lựa chọn mạch có nhiều nhánh nhất cũng như locant là nhỏ nhất.

    \(1---2---3---4---5---6---7\\<--------------------->\\CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH-CH_3\\---------------------|\\--------------------CH_3\)

    - Đánh dấu các nguyên tử C theo số thứ tự trên mạch chính sao cho đầu gần mạch nhánh cho số locant là nhỏ nhất.

    \(6---5---4---3---2---1\\CH_3-CH-CH_2-CH-CH-CH_3\\------|------|----|\\------CH_3-----CH_3-CH_3\)

    - Tìm tên gọi riêng của từng mạch nhát, sau đó sắp xếp chúng theo trình tự được quy định và cho thêm tiền tố chỉ bội số C phù hợp, đối với các chất có từ hai nhánh giống nhau.

    II. Các phản ứng đặc trưng của Ankan

    • Phản ứng thế (\(Cl_2 \ hoặc \ Br_2(t^0)\)): phản ứng đặc trưng của Ankan

    \(C_nH_{2n+2} + xX_2 → C_nH_{2n+2}-xX_x + xHX\)

    - Cơ chế tác động: các nguyên tử hidro có trong liên kết của phân tử ankan có thể bị thay thế lần lượt từ 1 đến hết.

    - Thứ tự xảy ra phản ứng: \(Cl_2 > Br_2 > I_2 \ và \ C \ bậc \ 3> C \ bậc \ 2 > C \ bậc \ 1\). Kết thúc phản ứng ta sẽ thu được sản phẩm ưu tiên thế X vào H của C bậc cao (Ankan sẽ có ít H hơn). C bậc a là C liên kết với a nguyên tử C khác.

    - Phản ứng thế xảy ra theo cơ chế gốc tự do - dây chuyền gồm 3 giai đoạn:

    + Khơi mào phản ứng: \(X_2 → 2X.\)

    + Phát triển mạch:

    \(X + C_nH_{2n+2} → C_nH_{2n+1} + HX\\C_nH_{2n+1} + X_2 → C_nH_{2n+1}X + X.\)

    + Tắt mạch: \(2X → X_2\)

    \(X + C_nH_{2n+1} → C_nH_{2n+1}X\\C_nH_{2n+1} + C_nH_{2n+1} → C_{2n}H_{4n+2}\)

    • Phản ứng tách H2 (phản ứng đề hiđro hóa)

    \(C_nH_{2n+2} → C_nH_{2n} + H_2 (Fe, t^0)\)

    Chú ý:

    - Hai nguyên tử H gắn với 2 nguyên tử C nằm cạnh nhau tách ra cùng nhau và ưu tiên tách H ở C bậc cao.

    \(CH_3-CH_2-CH_3 → CH_2=CH-CH_3 + H_2\)

    - Một số trường hợp riêng khác:

    \(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 → 2H_2 + CH_2=CH-CH=CH_2­\)

    \(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3 → CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2 + 2H_2\)

    \(n-C_6H_{14} → 4H_2 + C_6H_6 (benzen)\)

    \(n-C_7H_{16} → 4H_2 + C_6H_5CH_3 (toluen)\)

    • Phản ứng phân hủy

    - Phản ứng phân hủy bởi nhiệt:                           

    \(C_nH_{2n+2} → nC + (n + 1)H_2 (t^0)\)

    - Phản ứng phân hủy bởi halogen (\(Cl_2 \ hoặc \ F_2\)):     

    \(C_nH_{2n+2} + nCl_2 → C_nCl_{2n+2} + (n + 1)H_2 (t^0)\)

    • Phản ứng crăcking (n≥ 3)

    \(C_nH_{2n+2} → C_xH_{2x+2} + C_yH_{2y} (t^0, p, \ xúc \ tác)\)

    Công thức liên quan:

    III. Ứng dụng của Ankan

    Ankan là một chất hữu cơ quan trọng, có ứng dụng lớn trong khoa học kỹ thuật có thể kể đến như:

    • Dùng làm nhiên liệu (Metan là chất được sử dụng rộng rãi trong hàn cắt kim loại).
    •  Dùng làm dầu bôi trơn.
    •  Dùng làm dung môi trong nhiều phản ứng.
    •  Chất giúp tái tạo nên các chất khác: \(CH_3Cl, CH_2Cl_2, CCl_4, CF_2Cl_2,…\)
    •  Đặc biệt khí metan điều chế được nhiều chất khác nhau có thể kể đến như: \(hỗn \ hợp \ CO + H_2,\) CH ≡ CH, amoniac, rượu metylic,...

    Luyện tậpBài tập về ankan có lời giải

    Với những kiến thức tổng hợp trên hy vọng rằng bạn đã có câu trả lời cho câu hỏi "Ankan là gì?" hay "Tính chất hóa học cũng như ứng dụng của ankan trong đời sống". Chúng tôi luôn hy vọng chúng sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình học. Chúc các bạn thành công!

    Có thể bạn quan tâm