Гомологический ряд алканов, изомерия, горение, галогенирование и алгоритм нахождения формулы.
Углеводороды 9 класс органика теория
Алканы — насыщенные углеводороды с одинарными связями C–C. Это первый и самый важный гомологический ряд в органической химии для ОГЭ.
1. Гомологический ряд алканов
Общая формула: CnH2n+2
| n | Название | Формула | Структурная формула (упрощённо) |
|---|---|---|---|
| 1 | Метан | CH₄ | CH₄ |
| 2 | Этан | C₂H₆ | CH₃–CH₃ |
| 3 | Пропан | C₃H₈ | CH₃–CH₂–CH₃ |
| 4 | Бутан | C₄H₁₀ | н-C₄H₁₀ или изомер |
| 5 | Пентан | C₅H₁₂ | 3 изомера |
2. Изомерия алканов
2.1. С какого алкана появляется изомерия?
С бутана (C₄H₁₀): н-бутан и изобутан (2-метилпропан).
2.2. Изомеры пентана (C₅H₁₂)
- н-пентан — CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃
- изопентан — 2-метилбутан
- неопентан — 2,2-дimetилпропан
3. Химические свойства алканов
3.1. Горение
CₙH₂ₙ₊₂ + O₂ → CO₂ + H₂O (полное горение)
Пример: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
3.2. Галогенирование (радикальный механизм)
При свете или нагревании — поочерёдное замещение H на Cl или Br:
CH₄ + Cl₂ →[hν] CH₃Cl + HCl
На ОГЭ достаточно знать, что продукт — галогенпроизводное алкана.
4. Определение молекулярной формулы по элементному составу
Алгоритм (часто в №16–№17):
- Найти n(C), n(H), n(O) через n = m/M
- Разделить все n на минимальное → простейшая формула
- Если дана молярная масса M — умножить простейшую формулу на k = M/Mпрост
Пример
Вещество содержит 75% C и 25% H, M = 16 г/моль. Простейшая CH₄, M(CH₄) = 16 → молекулярная формула CH₄ (метан).
5. Физические свойства
- C1–C4 — газы; C5–C17 — жидкости; выше — твёрдые
- Нерастворимы в воде, растворимы в органических растворителях
- Температура кипения растёт с длиной цепи
6. Итоги и самопроверка
На экзамене обязательно проверяйте, что сумма валентностей углерода = 4 в структурной формуле.
- Сколько изомеров у C₅H₁₂? (3)
- Запишите уравнение горения пропана
- Определите формулу при ω(C)=85,7%, ω(H)=14,3%, M=28 (C₂H₄ — алкен! проверка: это уже не алкан)