Ханасан нүүрсустөрөгч (парафин) нь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд энгийн (ганц) холбоо байдаг ханасан алифат нүүрсустөрөгчид юм.
Бусад бүх валент нь устөрөгчийн атомаар бүрэн ханасан байна.
Гомологийн цуврал
Хамгийн дээд ханасан нүүрсустөрөгчид ерөнхий томьёо SpH2p+2 байна. Хэвийн нөхцөлд энэ ангийн төлөөлөгчид сул реактив шинж чанартай байдаг тул тэдгээрийг "парафин" гэж нэрлэдэг. Ханасан нүүрсустөрөгч нь CH4 молекулын томьёотой метанаас эхэлдэг.
Метаны жишээн дээрх бүтцийн онцлог
Энэ органик бодис нь үнэргүй, өнгөгүй, хий нь агаараас бараг хоёр дахин хөнгөн. Байгалийн хувьд энэ нь амьтан, ургамлын организмын задралын явцад үүсдэг боловч зөвхөн агаарт нэвтрэх боломжгүй үед үүсдэг. Энэ нь нүүрсний уурхай, намгархаг усан сангаас олддог. Бага хэмжээгээр метан нь байгалийн хийн нэг хэсэг бөгөөд одоогийн байдлаар үйлдвэрлэлд, өдөр тутмын амьдралд түлш болгон ашиглаж байна.
Алкануудын ангилалд хамаарах энэхүү ханасан нүүрсустөрөгч нь ковалент туйлын холбоотой. Тетраэдр бүтцийг sp3-ээр тайлбарлавнүүрстөрөгчийн атомын эрлийзжилт, бондын өнцөг нь 109°28'.
Парафины нэршил
Ханасан нүүрсустөрөгчийг системчилсэн нэршлийн дагуу нэрлэж болно. Ханасан нүүрсустөрөгчийн молекулд агуулагдах бүх салбарыг анхаарч үзэх боломжийг олгодог тодорхой журам байдаг. Эхлээд та хамгийн урт нүүрстөрөгчийн гинжийг тодорхойлж, дараа нь нүүрстөрөгчийн атомуудыг дугаарлах хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд молекулын хамгийн их салаалсан хэсгийг (илүү олон тооны радикал) сонгоно. Хэрэв алканд хэд хэдэн ижил радикалууд байгаа бол угтваруудыг нэрээр нь зааж өгнө: ди-, три-, тетра. Нүүрсустөрөгчийн молекул дахь идэвхтэй хэсгүүдийн байрлалыг тодруулахын тулд тоонуудыг ашигладаг. Парафиныг нэрлэх эцсийн алхам бол нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээг өөрөө зааж, -an дагавар залгах явдал юм.
Ханасан нүүрсустөрөгч нь нэгтгэх төлөвөөрөө ялгаатай. Энэхүү кассын эхний дөрвөн төлөөлөгч нь хийн нэгдлүүд (метанаас бутан хүртэл) юм. Харьцангуй молекулын жин нэмэгдэхийн хэрээр шингэн рүү, дараа нь нэгтгэх хатуу төлөвт шилжинэ.
Ханасан ба ханаагүй нүүрсустөрөгч нь усанд уусдаггүй, харин органик уусгагчийн молекулд уусдаг.
Изомеризмын онцлог
Ханасан нүүрсустөрөгчид ямар төрлийн изомеризмтэй байдаг вэ? Бутанаас эхлээд энэ ангийн төлөөлөгчдийн бүтцийн жишээг харуулж байнанүүрстөрөгчийн араг ясны изомеризм байгаа эсэх.
Ковалентын туйлын холбооноос үүссэн нүүрстөрөгчийн гинж зигзаг хэлбэртэй байна. Энэ нь сансар огторгуй дахь үндсэн гинжин хэлхээний өөрчлөлт, өөрөөр хэлбэл бүтцийн изомеруудын оршин тогтнох шалтгаан юм. Жишээлбэл, бутан молекул дахь атомуудын байрлалыг өөрчлөхөд түүний изомер үүсдэг - 2метилпропан.
Химийн шинж чанар
Ханасан нүүрсустөрөгчийн үндсэн химийн шинж чанарыг авч үзье. Энэ ангиллын нүүрсустөрөгчийн төлөөлөгчдийн хувьд молекул дахь бүх холбоо нь дан (ханасан) байдаг тул нэмэлт урвал нь онцлог шинж чанартай байдаггүй. Алканууд нь устөрөгчийн атомыг галоген (галогенжилт), нитро бүлэг (нитрат) -аар солихтой холбоотой харилцан үйлчлэлд ордог. Хэрэв ханасан нүүрсустөрөгчийн томъёо нь SpH2n + 2 хэлбэртэй байвал орлуулсны дараа CnH2n + 1CL найрлагатай бодис, мөн CnH2n + 1NO2 үүснэ.
Орлуулах үйл явц нь чөлөөт радикал механизмтай. Нэгдүгээрт, идэвхтэй тоосонцор (радикалууд) үүсч, дараа нь шинэ органик бодис үүсэх нь ажиглагддаг. Бүх алканууд үелэх системийн долоо дахь бүлгийн (үндсэн дэд бүлэг) төлөөлөгчидтэй урвалд ордог боловч процесс нь зөвхөн өндөр температурт эсвэл гэрлийн квант байгаа нөхцөлд л явагддаг.
Мөн метаны цувралын бүх төлөөлөгчид агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцдэг онцлогтой. Шаталтын үед нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба усны уур нь урвалын бүтээгдэхүүн болж ажилладаг. Урвал нь их хэмжээний дулаан үүсэх дагалддаг.
Метан нь агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэх үеддэлбэрэлт боломжтой. Үүнтэй төстэй нөлөө нь ханасан нүүрсустөрөгчийн ангийн бусад төлөөлөгчдөд тохиолддог. Тийм ч учраас бутаныг пропан, этан, метантай холих нь аюултай. Жишээлбэл, ийм хуримтлал нь нүүрсний уурхай, үйлдвэрлэлийн цехүүдийн хувьд ердийн зүйл юм. Хэрэв ханасан нүүрсустөрөгчийг 1000 ° C-аас дээш халаавал энэ нь задардаг. Илүү өндөр температур нь ханаагүй нүүрсустөрөгчийн үйлдвэрлэл, түүнчлэн устөрөгчийн хий үүсэхэд хүргэдэг. Усгүйжүүлэх процесс нь үйлдвэрлэлийн чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь олон төрлийн органик бодисыг авах боломжийг олгодог.
Метан цувралын нүүрсустөрөгчийн хувьд бутанаас эхлээд изомержих шинж чанартай байдаг. Үүний мөн чанар нь нүүрстөрөгчийн араг ясыг өөрчилж, ханасан салаалсан нүүрсустөрөгчийг олж авахад оршдог.
Програмын онцлогууд
Байгалийн хий болох метаныг түлш болгон ашигладаг. Метаны хлорын деривативууд нь практик ач холбогдолтой. Жишээлбэл, хлороформ (трихлорометан), иодоформ (трийодметан) -ийг анагаах ухаанд ашигладаг бөгөөд дөрвөн хлорт нүүрстөрөгч нь ууршилтын явцад агаар мандлын хүчилтөрөгч нэвтрэхийг зогсоодог тул галыг унтраахад ашигладаг.
Нүүрс устөрөгчийн илчлэгийн үнэ цэнэ өндөр учир үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд төдийгүй ахуйн хэрэгцээнд түлш болгон ашигладаг.
"Шингэрүүлсэн хий" гэж нэрлэгддэг пропан ба бутаны холимог нь байгалийн хий байхгүй газруудад онцгой хамааралтай.
Сонирхолтой баримтууд
Шингэн төлөвт байгаа нүүрсустөрөгчийн төлөөлөгчид нь автомашины дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн түлш (бензин) юм. Нэмж дурдахад метан нь химийн янз бүрийн үйлдвэрлэлийн түүхий эд юм.
Тухайлбал, метан задрах, шатах урвалыг үйлдвэрийн аргаар хэвлэх бэх үйлдвэрлэх, түүнчлэн резинээс төрөл бүрийн резинэн бүтээгдэхүүний нийлэгжилтэнд шаардлагатай хөө тортог үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Үүний тулд ийм хэмжээний агаарыг зууханд метантай хамт нийлүүлдэг бөгөөд ингэснээр ханасан нүүрсустөрөгчийн хэсэгчилсэн шаталт үүсдэг. Температур өсөх тусам метаны зарим хэсэг задарч нарийн тортог үүсгэнэ.
Парафинаас устөрөгч үүсэх
Метан нь аммиакийн нийлэгжилтэнд ашиглагддаг үйлдвэрийн устөрөгчийн гол эх үүсвэр юм. Усгүйжүүлэхийн тулд метаныг ууртай холино.
Энэ процесс нь ойролцоогоор 400 °C температурт явагддаг, ойролцоогоор 2-3 МПа даралттай, хөнгөн цагаан, никель катализаторыг ашигладаг. Зарим синтезийн хувьд энэ процесст үүсдэг хийн хольцыг ашигладаг. Хэрэв дараагийн хувиргалт нь цэвэр устөрөгчийн хэрэглээтэй холбоотой бол нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг усны уураар катализатороор исэлдүүлнэ.
Хлоржуулах нь метан хлорын деривативуудын холимогийг үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн өргөн хэрэглээтэй байдаг. Жишээлбэл, хлорметан нь дулааныг шингээх чадвартай тул орчин үеийн хөргөлтийн системд хөргөгч болгон ашигладаг.
Дихлорметан нь органик бодисыг сайн уусгагч бөгөөд химийн нийлэгжилтэнд ашигладаг.
Усанд ууссаны дараа радикал галогенжих процесст үүссэн устөрөгчийн хлорид нь давсны хүчил болдог. Одоогоор ацетиленийг мөн химийн үнэт түүхий эд болох метанаас гаргаж авдаг.
Дүгнэлт
Метан гомологийн цувралын төлөөлөгчид байгальд өргөн тархсан байдаг нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн олон салбарт түгээмэл бодис болж байна. Метан гомологуудаас янз бүрийн ангиллын органик бодисын нийлэгжилтэд шаардлагатай салаалсан нүүрсустөрөгчийг гаргаж авах боломжтой. Алкануудын ангийн хамгийн өндөр төлөөлөл бол синтетик угаалгын нунтаг үйлдвэрлэх түүхий эд юм.
Парафинаас гадна циклопарафин гэж нэрлэгддэг алканууд, циклоалканууд бас практикт сонирхолтой байдаг. Тэдний молекулууд нь энгийн холбоог агуулдаг боловч энэ ангийн төлөөлөгчдийн онцлог нь мөчлөгт бүтэцтэй байдаг. Алкан ба циклоаканыг хоёуланг нь хийн түлш болгон их хэмжээгээр ашигладаг, учир нь процесс нь их хэмжээний дулаан ялгаруулах (экзотермик нөлөө) дагалддаг. Одоогоор алканууд, циклоалканууд нь хамгийн үнэ цэнэтэй химийн түүхий эд гэж тооцогддог тул тэдгээрийн практик хэрэглээ нь ердийн шаталтын урвалаар хязгаарлагдахгүй.
