Lý thuyết ôn tập về Ankan Hóa học 11

LÝ THUYẾT ÔN TẬP VỀ ANKAN HÓA 11

I. KHÁI NIỆM, ĐỒNG ĐẲNG, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP

- Định nghĩa: ankan (parafin) là những hiđrocacbon no, mạch hở.

- Công thức chung: C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

- Tên gọi:

+ Tên thay thế:

Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + an

+ Tên thường:

Nếu chỉ có một nhánh duy nhất CH₃ ở nguyên tử C số 2 thì thêm tiền tố iso, nếu có 2 nhánh CH₃ ở C số 2 thì thêm tiền tố neo. Chú ý phân biệt isoankan với isoankyl và neoankan với neoankyl. Isooctan là 2,2,4 – trimetylpentan.

- Đồng phân: mạch C.

Một số ankan đơn giản thường gặp

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Ở nhiệt độ thường, các ankan từ C1 đến C4 ở trạng thái khí; từ C5 đến khoảng C18 ở trạng thái lỏng; từ khoảng C18 trở lên ở trạng thái rắn.

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của ankan nói chung đều tăng theo số nguyên tử C trong phân tử tức là tăng theo phân tử khối. Ankan nhẹ hơn nước.

- Ankan không tan trong nước và đều là những chất không màu.

III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1. Phản ứng thế (Cl₂/as hoặc Br₂/t⁰)

C_nH_2n+2 + xX₂ → C_nH_2n+2-xX_x + xHX

- Về nguyên tắc các nguyên tử H trong phân tử ankan có thể bị thay thế lần lượt từ 1 đến hết.

- Khả năng phản ứng: Cl₂ > Br₂ > I₂ và C_{bậc 3}> C_{bậc 2} > C_{bậc 1}. Sản phẩm chính là sản phẩm ưu tiên thế X vào H của C bậc cao (C 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:                                  

X₂ → 2X^.

+ Phát triển mạch:                             

X^. + C_nH_2n+2 → C_nH_2n+1^. + HX

C_nH_2n+1^. + X₂ → C_nH_2n+1X + X^.

+ Tắt mạch:                                       

2X^. → X₂

X^. + C_nH_2n+1^. → C_nH_2n+1X

C_nH_2n+1^. + C_nH_2n+1^. → C_2nH_4n+2

Lưu ý: Số sản phẩm thế 1 lần (monohalogen) cũng chính là số gốc ankyl mà các đồng phân tạo ra = số loại nguyên tử H tương đương = số loại nguyên tử C tương đương (trừ C bậc 4).

2. Các phản ứng xảy ra do tác dụng của nhiệt

a. Phản ứng tách H₂ (phản ứng đề hiđro hóa)

C_nH_2n+2 → C_nH_2n + H₂ (Fe, t⁰)

                   Anken

Chú ý:

- Chỉ những ankan trong phân tử có từ 2 nguyên tử C trở lên mới có khả năng tham gia phản ứng tách H₂.

- Trong phản ứng tách H₂, 2 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.

CH₃-CH₂-CH₃ → CH₂=CH-CH₃ + H₂

- Một số trường hợp riêng khác:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ → 2H₂ + CH₂=CH-CH=CH_2­

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ → CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂ + 2H₂

n-C₆H₁₄ → 4H₂ + C₆H₆ (benzen)

n-C₇H₁₆ → 4H₂ + C₆H₅CH₃ (toluen)

b. Phản ứng phân hủy

- Phản ứng phân hủy bởi nhiệt:                           

C_nH_2n+2 → nC + (n + 1)H₂ (t⁰)

- Phản ứng phân hủy bởi halogen (Cl₂ hoặc F₂):     

C_nH_2n+2 + nCl₂ → C_nCl_2n+2 + (n + 1)H₂ (t⁰)

c. Phản ứng crăcking (n≥ 3)

C_nH_2n+2 → C_xH_2x+2 + C_yH_2y (t⁰, p, xt)

Chú ý:

+ Ankan thẳng C_nH_2n+2 khi crăcking có thể xảy ra theo (n - 2) hướng khác nhau tạo ra 2(n-2) sản phẩm.

+ Nếu hiệu suất phản ứng crăcking là 100% và không có quá trình cracking thứ cấp thì tổng số mol sản phẩm tăng gấp đôi so với các chất tham gia nên KLPTTB giảm đi một nửa.

+ Số mol ankan sau phản ứng luôn bằng số mol ankan ban đầu dù quá trình cracking có nhiều giai đoạn.

...

Trên đây là phần trích dẫn Lý thuyết ôn tập về Ankan Hóa học 11, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy. 

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!