§7. Получение, свойства и применение алканов - cтраница 28
1. Как расположены электроны по энергетическим уровням и подуровням в атоме углерода? Почему в атоме углерода возможно распаривание 2s-электронов и какова у них форма электронных облаков?
Строение электронной оболочки атома углерода 1s22s22р2. У атома углерода 4 валентных электрона, из них только 2 неспаренных электрона на 2р-орбиталях.
На второй электронной оболочке есть еще свободная 2р-орбиталь, на которую может перейти один из электронов с 2s-орбитали. При этом у атома углерода становится четыре неспаренных электрона:
Так, атом углерода может образовывать 4 ковалентные связи, причем происходит гибридизация орбиталей: образуются 4 одинаковые орбитали, каждая из которых имеет форму вытянутой восьмерки, направленной к вершинам тетраэдра.
2. Изобразите электронные формулы метана и этана. Поясните, как образуются химические связи в молекулах этих веществ при перекрывании соответствующих электронных облаков.
Электронные формулы метана и этана:
Метан
Этан
В молекуле метана образуется четыре химические связи при перекрывании четырех гибридных sр3-орбиталей атома углерода с 1 s-орбиталями четырех атомов водорода.
В молекуле этана связь между атомами углерода образуется при перекрывании гибридных sр3-орбиталей двух атомов углерода. У каждого атома остается еще по три гибридных орбитали, и при перекрывании этих орбиталей с 1 s-орбиталями шести атомов водорода образуется шесть связей С-Н.
3. Опытным путем доказано, что у метана тетраэдрическая форма строения молекул. Как этот экспериментальный факт объясняет учение о формах электронных облаков и их гибридизации?
При гибридизации электронных облаков в атоме углерода из одной s-орбитали и трех р-орбиталей образуются четыре одинаковые гибридные sp3-орбитали. Гибридные орбитали направлены к вершинам тетраэдра, и при образовании ковалентных связей эти связи также оказываются направлены к вершинам тетраэдра. Поэтому молекула метана имеет тетраэдрическую форму.
4. Какие соединения называются предельными углеводородами? Приведите примеры.
Предельными называются углеводороды с общей формулой с2н2n+2. примеры: метан сн4, этан С2Н6, гексан С6Н14.
5. Алкан, молекула которого содержит семь атомов углерода, имеет формулу:
А. С7Н16
6. Формулы только алканов записаны в ряду:
2) С2Н6, С3Н8, С4Н10
7. Какие вещества называются гомологами? Приведите примеры
Гомологи – это органические соединения, отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп-СН2. Гомологами являются алканы: метан, этан, пропан и т.д.
8. Напишите формулы и названия радикалов, которые можно вывести из первых шести предельных углеводородов.
Метил
Этил
Пропил
Бутил
Пентил
Гексил
9. Составьте сокращенные структурные формулы и подпишите названия всех возможных изомеров гексана.
Гексан
2-метилпентан
3-метилпентан
2,3-диметилбутан
2,2-диметилбутан
10. Приведите названия предельных углеводородов, которые имеют следующие формулы:
а) бутан
б) 2,3-диметилбутан
в) 3,5-диметил-4-этилгептан
г) з-метил-5-этилгептан
11. Изобразите структурную формулу 2,2,4-триметилпентана
Метан – основная часть природного газа, также образуется при разложении растительных остатков. Др. алканы также входят в состав природного газа, углеводороды с большим числом атомов углерода входят в состав нефти.
13. При нагревании ацетата натрия с гидроксидом натрия образуется:
2) метан
14. При взаимодействии хлорметана с натрием образуется:
2) этан
15. Для алканов характерны реакции:
2) замещения
16. Как опытным путем можно отличить метан от водорода?
При горении метана образуется кроме воды СО2:
Если пропустить образующийся при сгорании метана газ через известковую воду, выпадает осадок:
17. При каких условиях происходит дегидрирование этана? Напишите уравнение реакции:
Дегидрирование этана происходит при нагревании в присутствии катализатора, при этом образуется этилен:
18. На примере хлорэтана на основе современных представлений раскройте сущность взаимного влияния атомов в молекуле.
В молекуле хлорэтана электронная плотность смещена к хлору. За счет неравномерного распределения электронной плотности идет разность потенциалов, что влияет на физико-химические свойства молекулы. Она становится полярной. Например, хлорэтан, в отличие от этана, растворим в спиртах и эфирах.
19. Как в промышленности из угля и метана получают так называемый синтез-газ? Составьте уравнения соответствующих химических реакций.
20. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
1.
2. На свету образуется хлорметан:
3.
4. На свету
(прим. Вместо = ставим →)
21. Составьте конспект ответа, характеризующего метан и этан, заполнив таблицу.
Сохраните или поделитесь с одноклассниками: