Различать классы углеводородов и записывать их характерные реакции.
Классы углеводородов и их свойства
Углеводороды: от алканов до аренов
Углеводороды делятся на предельные (насыщенные) и непредельные. Алканы (общая формула CₙH₂ₙ₊₂) содержат только одинарные σ-связи C–C и C–H; углерод в состоянии sp³-гибридизации. Типичные реакции алканов — замещение (галогенирование на свету: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl) и крекинг (разрыв C–C при нагревании).
Алкены (CₙH₂ₙ) содержат двойную связь C=C (одна σ + одна π), углерод в sp²-гибридизации. Алкины (CₙH₂ₙ₋₂) — тройную связь (одна σ + две π), sp-гибридизация. Алкадиены тоже имеют формулу CₙH₂ₙ₋₂. Непредельные углеводороды вступают в реакции присоединения (HBr, H₂O, H₂, Br₂). По правилу Марковникова при присоединении HX к несимметричному алкену атом H присоединяется к более гидрогенизированному углероду: CH₃–CH=CH₂ + HBr → CH₃–CHBr–CH₃.
Циклоалканы также имеют формулу CₙH₂ₙ — совпадают с алкенами, но ведут себя как предельные соединения (реакции замещения, а не присоединения — кроме малых циклов).
Арены (бензол и его гомологи, CₙH₂ₙ₋₆) — ароматические соединения с делокализованной π-системой. Бензол не обесцвечивает бромную воду (нет реакции присоединения в обычных условиях) и не обесцвечивает KMnO₄, но вступает в реакции замещения в кольце (нитрование, галогенирование с катализатором AlCl₃). Ключевое отличие непредельных от предельных: Br₂/H₂O и KMnO₄ обесцвечиваются алкенами/алкинами, но не алканами и бензолом.
Lesson notes
Углеводороды: от алканов до аренов
Углеводороды делятся на предельные (насыщенные) и непредельные. Алканы (общая формула CₙH₂ₙ₊₂) содержат только одинарные σ-связи C–C и C–H; углерод в состоянии sp³-гибридизации. Типичные реакции алканов — замещение (галогенирование на свету: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl) и крекинг (разрыв C–C при нагревании).
Алкены (CₙH₂ₙ) содержат двойную связь C=C (одна σ + одна π), углерод в sp²-гибридизации. Алкины (CₙH₂ₙ₋₂) — тройную связь (одна σ + две π), sp-гибридизация. Алкадиены тоже имеют формулу CₙH₂ₙ₋₂. Непредельные углеводороды вступают в реакции присоединения (HBr, H₂O, H₂, Br₂). По правилу Марковникова при присоединении HX к несимметричному алкену атом H присоединяется к более гидрогенизированному углероду: CH₃–CH=CH₂ + HBr → CH₃–CHBr–CH₃.
Циклоалканы также имеют формулу CₙH₂ₙ — совпадают с алкенами, но ведут себя как предельные соединения (реакции замещения, а не присоединения — кроме малых циклов).
Арены (бензол и его гомологи, CₙH₂ₙ₋₆) — ароматические соединения с делокализованной π-системой. Бензол не обесцвечивает бромную воду (нет реакции присоединения в обычных условиях) и не обесцвечивает KMnO₄, но вступает в реакции замещения в кольце (нитрование, галогенирование с катализатором AlCl₃). Ключевое отличие непредельных от предельных: Br₂/H₂O и KMnO₄ обесцвечиваются алкенами/алкинами, но не алканами и бензолом.