हाइड्रोकार्बन के लिए विशिष्ट प्रतिक्रियाओं क्या हैं

रासायनिक यौगिकों के प्रत्येक वर्ग उनके इलेक्ट्रॉनिक संरचना की वजह से गुणों का प्रदर्शन कर सकते हैं। हाइड्रोकार्बन ठेठ प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया, दरार या आणविक ऑक्सीकरण के लिए। सभी रासायनिक प्रक्रियाओं को अपने स्वयं के विशेष प्रवाह है, जो आगे चर्चा की जाएगी है।

हाइड्रोकार्बन क्या है

यह संतृप्त हाइड्रोकार्बन यौगिकों, जो तेल के रूप में जाना जाता है। इन अणुओं, केवल कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं से मिलकर बनता है रेखीय या शाखायुक्त अचक्रीय श्रृंखला है, जिसमें केवल एक ही यौगिक है देखते हैं। यह देखते हुए कक्षा की विशेषताओं, आप हाइड्रोकार्बन की क्या प्रतिक्रिया विशेषता गणना कर सकते हैं। वे पूरी कक्षा के लिए सूत्र का पालन करना: एच _{2n + 2} सी _एन।

रासायनिक संरचना

पैराफिन अणु का प्रदर्शन करते एसपी ³ संकरण कार्बन परमाणुओं शामिल हैं। वे सभी चार संयोजक कक्षाओं अंतरिक्ष में एक ही आकार, ऊर्जा और दिशा की है। 109 ° और 28 'की ऊर्जा के स्तर के बीच कोण के आकार।

अणुओं में एक बांड की उपस्थिति निर्धारित करता है क्या प्रतिक्रियाओं हाइड्रोकार्बन के लक्षण हैं। वे σ-यौगिक होते हैं। कार्बन के बीच संचार अध्रुवीय और दुर्बलता से polarizable है, यह सी-एच की तुलना में थोड़ा अधिक है। इसके अलावा, एक कार्बन परमाणु के लिए एक बदलाव के इलेक्ट्रॉन घनत्व सबसे ऋणात्मक है। जिसके परिणामस्वरूप यौगिक सी एच कम polarity की विशेषता है।

प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया

पदार्थ वर्ग पैराफिन एक कम रासायनिक गतिविधि है। यह सी-सी और सी-एच, जो गैर polarity की वजह से तोड़ने के लिए मुश्किल है के बीच बांड की ताकत से समझाया जा सकता। उनके विनाश के आधार homolytic तंत्र, जिसमें मुक्त कणों प्रकार शामिल है। यही कारण है कि हाइड्रोकार्बन की विशेषता है है एक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया। ऐसे पदार्थों पानी के अणुओं या प्रभारी वाहकों के आयनों के साथ बातचीत करने में सक्षम हैं।

वे मुक्त कणों प्रतिस्थापन जिसमें हाइड्रोजन परमाणुओं हलोजन तत्व या अन्य सक्रिय समूह ने ले ली है रैंक। इन प्रतिक्रियाओं halogenation, sulfochlorination और नाइट्रीकरण से संबंधित प्रक्रियाओं में शामिल हैं। ये एल्केन डेरिवेटिव की तैयारी के लिए सीसा। एक मुक्त कणों तंत्र के माध्यम से अंतर्निहित प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं तीन चरणों की मुख्य प्रकार हैं:

1. प्रक्रिया एक केंद्रक दीक्षा या श्रृंखला है, जिसमें मुक्त कण बनते हैं साथ शुरू होता है। उत्प्रेरक पराबैंगनी प्रकाश और हीटिंग के स्रोत हैं।
2. तब श्रृंखला है, जिसमें लगातार सक्रिय कणों निष्क्रिय अणुओं के साथ बातचीत किए विकसित करता है। अणुओं और कण, क्रमशः में उनके रूपांतरण है।
3. अंतिम चरण श्रृंखला टूट जाएगा। वहाँ पुनर्संयोजन या सक्रिय कणों के लापता होने के। इस प्रकार एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के विकास के समाप्त हो गया।

halogenation की प्रक्रिया

यह कट्टरपंथी प्रकार के तंत्र पर आधारित है। एल्केन halogenation प्रतिक्रिया पराबैंगनी प्रकाश और हैलोजन और हाइड्रोकार्बन के मिश्रण से हीटिंग के साथ विकिरण द्वारा जगह लेता है।

प्रक्रिया के सभी चरणों नियम है कि Markovnikov कहा जा सकता है। इसमें कहा गया है हलोजन, विशेष रूप से से प्रतिस्थापन की प्रक्रिया से गुजरता है कि हाइड्रोजन, जो हाइड्रोजनीकृत कार्बन के अंतर्गत आता है। Halogenation निम्न क्रम में जगह लेता है: एक प्राथमिक से एक तृतीयक कार्बन परमाणु के लिए।

प्रक्रिया लंबे समय से मुख्य हाइड्रोकार्बन श्रृंखला के साथ एल्केन अणुओं में बेहतर जगह लेता है। यह इस दिशा में आयनीकरण ऊर्जा की कमी, मादक द्रव्यों के आसान cleaved इलेक्ट्रॉन के कारण है।

एक उदाहरण मीथेन अणुओं के क्लोरीनीकरण है। पराबैंगनी विकिरण की कार्रवाई एक बंटवारे क्लोरीन कट्टरपंथी प्रजातियों कि एल्केन पर एक हमले के बाहर ले जाने के कारण बनता है। पृथक्करण होता है और परमाणु हाइड्रोजन एच ₃ सी के गठन · या एक मिथाइल कट्टरपंथी। इस तरह के एक कण, बारी में, आणविक क्लोरीन पर हमला, इसकी संरचना और एक नए रासायनिक के गठन के विनाश के लिए अग्रणी।

प्रत्येक स्तर पर प्रतिस्थापन प्रक्रिया केवल एक हाइड्रोजन परमाणु किया जाता है। हाइड्रोकार्बन की halogenation प्रतिक्रिया hlormetanovoy, क्लोराइड, और trihlormetanovoy tetrahlormetanovoy अणु की क्रमिक गठन की ओर जाता।

रेखाचित्र के रूप में, इस प्रक्रिया इस प्रकार है:

एच ₄ सी + क्लोरीन: क्लोरीन → एच ₃ सीसीएल + एचसीएल,

एच ₃ सीसीएल + क्लोरीन: क्लोरीन → एच ₂ सीसीएल ₂ + एचसीएल,

एच ₂ सीसीएल ₂ + क्लोरीन: क्लोरीन → HCCl ₃ + एचसीएल,

HCCl ₃ + क्लोरीन: क्लोरीन → सीसीएल ₄ + एचसीएल।

विशेषता अन्य हाइड्रोकार्बन के साथ इस तरह के एक प्रक्रिया को ले जाने मीथेन अणुओं के क्लोरीनीकरण के विपरीत प्राप्त हाइड्रोजन प्रतिस्थापन होने पदार्थों एक कार्बन परमाणु नहीं है, और कुछ में। उनकी मात्रात्मक अनुपात तापमान संकेतक के साथ जुड़े। ठंड की स्थिति में, तृतीयक माध्यमिक और प्राथमिक संरचना के साथ डेरिवेटिव के गठन की दर में कमी।

ऐसे यौगिकों के गठन के तापमान में वृद्धि के लक्ष्य गति के साथ समतल किया जाता है। halogenation प्रक्रिया में स्थिर कारक है जो कार्बन परमाणु के साथ कट्टरपंथी की टक्कर का एक अलग संभावना इंगित करता है के प्रभाव है।

आयोडीन के साथ प्रक्रिया halogenation सामान्य परिस्थितियों में नहीं होती है। यह विशेष परिस्थितियों के निर्माण के लिए आवश्यक है। जब मीथेन के संपर्क में हलोजन घटना हाइड्रोजन आयोडाइड अनुसार होता है। यह मिथाइल आयोडाइड पर एक प्रभाव एक परिणाम के रूप प्रारंभिक अभिकारकों मीथेन और आयोडीन बाहर खड़े है। इस तरह की एक प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती माना जाता है।

हाइड्रोकार्बन की Wurtz प्रतिक्रिया

यह संतृप्त सममित संरचना के साथ हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के लिए एक विधि है। अभिकारकों सोडियम धातु, एल्काइल समन्वय से युक्त या एल्काइल क्लोराइड उपयोग किया जाता है के रूप में। उनकी बातचीत तैयार सोडियम halide और वृद्धि की हाइड्रोकार्बन श्रृंखला है जो दो हाइड्रोकार्बन कण का योग है के साथ। रेखाचित्र के रूप में, संश्लेषण इस प्रकार है: आर-क्लोरीन + क्लोरीन-आर + 2NA → आर आर + 2NaCl।

हाइड्रोकार्बन की Wurtz प्रतिक्रिया केवल तभी संभव है उनके अणुओं में हैलोजन प्राथमिक कार्बन परमाणु पर हैं। जैसे, सीएच ₃ -ch ₂ -ch ₂ Br।

का गठन उत्पाद तीन अलग-अलग श्रृंखला के संक्षेपण में दो यौगिकों के galogenuglevodorododnaya मिश्रण का खेल, के दौरान है। इस प्रतिक्रिया का एक उदाहरण chloromethanes और hloretanom साथ सोडियम एल्केन बातचीत के रूप में काम कर सकते हैं। उत्पादन शामिल ब्यूटेन, प्रोपेन और ईथेन एक मिश्रण है।

सोडियम इसके अलावा, संभव अन्य क्षारीय धातुओं, जो लिथियम या पोटेशियम शामिल उपयोग करने के लिए।

प्रक्रिया sulfochlorination

यह भी रीड प्रतिक्रिया कहा जाता है। यह नि: शुल्क बदलने के सिद्धांत पर चलता है। प्रतिक्रिया इस प्रकार का पराबैंगनी विकिरण की उपस्थिति में सल्फर डाइऑक्साइड और आणविक क्लोरीन का एक मिश्रण की कार्रवाई करने के लिए हाइड्रोकार्बन की खासियत है।

प्रक्रिया श्रृंखला तंत्र की दीक्षा, जिसमें क्लोरीन दो कण से प्राप्त के साथ शुरू होता है। एक हमले एल्केन कि एक एल्काइल कणों और हाइड्रोजन क्लोराइड के अणुओं को जन्म देता है। हाइड्रोकार्बन तक कट्टरपंथी सल्फर डाइऑक्साइड जटिल कणों के रूप में संलग्न। कब्जा स्थिर करने के लिए एक और अणु से एक क्लोरीन परमाणु होता है। अंतिम सामग्री एक एल्केन Sulfonyl क्लोराइड है, यह सतह सक्रिय यौगिकों के संश्लेषण में प्रयोग किया जाता है।

रेखाचित्र के रूप में, इस प्रक्रिया को इस तरह दिखता है:

CLCL → ^एचवी ∙ क्लोरीन + ∙ क्लोरीन,

मानव संसाधन + ∙ क्लोरीन → आर ∙ + एचसीएल,

आर ∙ + OSO → ∙ RSO _2,

∙ RSO ₂ + ClCl → RSO ₂ क्लोरीन + ∙ क्लोरीन।

नाइट्रीकरण के साथ जुड़े प्रक्रियाओं

Alkanes एक समाधान 10% में और एक गैसीय अवस्था में tetravalent नाइट्रोजन ऑक्साइड के साथ नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया। इसकी घटना की स्थितियां उच्च और निम्न दबाव मान (140 डिग्री सेल्सियस) तापमान के मूल्यों है। उत्पादन का उत्पादन किया nitroalkanes पर।

मुक्त कट्टरपंथी Konovalov वैज्ञानिक के नाम पर रखा प्रकार, की प्रक्रिया नाइट्रीकरण संश्लेषण खोला: सीएच ₄ + HNO ₃ → सीएच ₃ नं ₂ + H ₂ ओ

दरार की व्यवस्था

ठेठ एल्केन निर्जलीकरण और खुर के लिए। मीथेन अणु एक पूरा थर्मल अपघटन से होकर गुजरती है।

ऊपर प्रतिक्रियाओं के बुनियादी तंत्र को हाइड्रोकार्बन से परमाणुओं की दरार है।

निर्जलीकरण प्रक्रिया

जब पैराफिन की कार्बन कंकाल पर हाइड्रोजन परमाणुओं को अलग करने, मीथेन को छोड़कर असंतृप्त यौगिकों प्राप्त कर रहे हैं। उच्च तापमान (400 से 600 डिग्री सेल्सियस) और प्लैटिनम, निकल, के रूप में कार्रवाई त्वरक के तहत परीक्षण किया हाइड्रोकार्बन के इस तरह के रासायनिक प्रतिक्रियाओं क्रोमियम आक्साइड और एल्यूमीनियम।

यदि ईथेन या प्रोपेन अणुओं की प्रतिक्रिया में भाग लेने के लिए, तो अपने उत्पादों ईथेन या एक डबल बांड के साथ propene होगा।

चार या पांच-कार्बन कंकाल की dehydrogenation diene यौगिक प्राप्त की। का गठन ब्यूटेन 1,3 butadiene और 1,2-butadiene से।

6 या अधिक कार्बन परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया पदार्थों में मौजूद हैं, बेंजीन ही बना है। यह तीन डबल बांड के साथ एक खुशबूदार अंगूठी है।

अपघटन के साथ जुड़े प्रक्रिया

उच्च तापमान के तहत हाइड्रोकार्बन की प्रतिक्रिया एक अंतर कार्बन बांड और कट्टरपंथी प्रकार के सक्रिय प्रजातियों के गठन के साथ पारित कर सकते हैं। इस तरह की प्रक्रियाओं खुर या पायरोलिसिस के रूप में भेजा जाता है।

500 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान के अभिकारकों तापन, अणुओं के अपघटन में परिणाम है, जिसमें एल्काइल प्रकार कण के जटिल मिश्रण बनते हैं।

एक कार्बन श्रृंखला संतृप्त और असंतृप्त यौगिकों प्राप्त करने के लिए कारण लंबाई के साथ हाइड्रोकार्बन के पायरोलिसिस की मजबूत हीटिंग के तहत बाहर ले जाने। यह थर्मल खुर कहा जाता है। इस प्रक्रिया के मध्य 20 वीं सदी तक किया जाता है।

दोष यह एक कम ओकटाइन संख्या (65 से कम) वाले हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के लिए किया गया था, तो यह बदल दिया गया था उत्प्रेरक खुर। प्रक्रिया एक aluminosilicate त्वरक रिलीज एक शाखायुक्त संरचना हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति में तापमान कि 440 डिग्री सेल्सियस से नीचे हैं, और कम से कम 15 वायुमंडल के दबाव में होता है,। 2CH ₄ → ^{टी डिग्री} सेल्सियस ₂ एच ₂ + 3 एच _2: एक उदाहरण मीथेन की पायरोलिसिस _है। प्रतिक्रिया के दौरान एसिटिलीन और आणविक हाइड्रोजन का गठन किया।

अणु मीथेन रूपांतरण के अधीन हो सकता है। इस प्रतिक्रिया के लिए पानी और एक निकल उत्प्रेरक की आवश्यकता है। उत्पादन कार्बन मोनोआक्साइड और हाइड्रोजन का एक मिश्रण है।

ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं

रासायनिक प्रतिक्रियाओं है कि इलेक्ट्रॉन प्रभाव के साथ जुड़े ठेठ एल्केन हैं।

वहाँ पैराफिन का स्वत: ऑक्सीकरण है। यह संतृप्त हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण की एक मुक्त कणों तंत्र शामिल है। प्रतिक्रिया के दौरान, तरल चरण एल्केन hydroperoxide प्राप्त की। प्रारंभ में तेल अणु आवंटित सक्रिय कण में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। इसके बाद, एल्काइल कण सूचना का आदान प्रदान एक और अणु हे _2, ∙ ROO प्राप्त की। एक फैटी एसिड की peroxy कट्टरपंथी के बाद से एल्केन अणु संपर्क है, और फिर hydroperoxide का विमोचन किया। एक उदाहरण ईथेन की autooxidation है:

सी ₂ एच ₆ + O ₂ → ∙ सी ₂ एच ₅ + HOO ∙,

∙ सी ₅ एच ₂ + O ₂ → ∙ OOC ₂ एच _5,

∙ OOC ₂ एच ₅ + सी ₂ एच ₆ → HOOC ₂ एच ₅ + ∙ सी ₂ एच _5।

दहन की प्रतिक्रिया है कि मुख्य रूप से रासायनिक गुणों कर रहे हैं, एक ईंधन की संरचना का निर्धारण करने में की विशेषता एल्केन के लिए। 2C ₂ एच ₆ + 7o ₂ → 4CO ₂ + 6H ₂ ओ: वे गर्मी के उत्सर्जन के साथ प्रकृति में ऑक्सीडेटिव हैं

प्रक्रिया ऑक्सीजन की एक छोटी राशि में मनाया जाता है, तो अंत उत्पाद एक द्विसंयोजक कार्बन या कार्बन मोनोऑक्साइड, जो हे ₂ एकाग्रता से निर्धारित होता है हो सकता _है।

उत्प्रेरक पदार्थों के प्रभाव और गर्म करने के लिए 200 डिग्री सेल्सियस के तहत हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण में शराब अणु, एल्डिहाइड या कार्बोक्जिलिक एसिड प्राप्त कर रहे हैं।

उदाहरण ईथेन:

सी ₂ एच ₆ + O ₂ → सी ₂ एच ₅ ओह (इथेनॉल),

सी ₂ एच ₆ + O ₂ → सीएच ₃ CHO + H ₂ ओ (ethanal और पानी)

2C ₂ एच ₆ + 3O ₂ → 2CH ₃ COOH + 2H ₂ ओ (इथेनोइक एसिड और पानी)।

Alkanes चक्रीय पेरोक्साइड त्रिनाम की कार्रवाई के तहत ऑक्सीकरण जा सकता है। ये डाइमिथाइल dioxirane शामिल हैं। परिणाम पैराफिन शराब अणु के ऑक्सीकरण है।

प्रतिनिधियों पैराफिन के रूप में KMnO ₄ या पोटेशियम परमैंगनेट का जवाब नहीं है, साथ ही ब्रोमीन पानी।

isomerization

हाइड्रोकार्बन पर एक इलेक्ट्रोफिलिक तंत्र के साथ प्रतिस्थापन प्रकार प्रतिक्रिया होती है। यह कार्बन श्रृंखला की isomerization जाना जाता है। इस प्रक्रिया एल्यूमीनियम क्लोराइड, जो एक संतृप्त तेल के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त कर रहा है उत्प्रेरित करता। एक उदाहरण ब्यूटेन अणु है, जो 2-methylpropane है की isomerization है: सी ₄ एच ₁₀ → सी ₃ एच ₇ सीएच _3।

प्रक्रिया स्वादिष्ट बनाने का मसाला

संतृप्त पदार्थ जिसमें मुख्य कार्बन श्रृंखला छह या अधिक कार्बन परमाणुओं होता है, dehydrocyclization का आयोजन करने में सक्षम। लघु अणुओं के लिए इस प्रतिक्रिया की विशेषता नहीं हैं। परिणाम हमेशा cyclohexane और उसके डेरिवेटिव के रूप में एक छह अंग अंगूठी है।

प्रतिक्रिया त्वरक की उपस्थिति, और में एक अधिक स्थिर बेंजीन रिंग में रूपांतरण के आगे निर्जलीकरण से गुजरता है। यह एरोमेटिक्स या क्षेत्र में अचक्रीय हाइड्रोकार्बन परिवर्तित होता है। एक उदाहरण हेक्सेन के dehydrocyclization है:

एच ₃ सी-CH ₂ - सीएच ₂ - सीएच ₂ - सीएच ₂ -ch ₃ → सी ₆ एच ₁₂ (cyclohexane)

सी ₆ एच ₁₂ → सी ₆ एच ₆ + 3 एच ₂ (बेंजीन)।