Propietats químiques dels alcans (hidrocarburs alifàtics saturats)
Els alcans tenen tots els seus àtoms de carboni connectats per enllaços senzills, cosa que els fa estructuralment estables. Principalment pateixen les següents reaccions:
Reaccions de substitució: sota la llum, els àtoms d'hidrogen dels alcans es poden substituir per halògens, produint haloalcans i halogenurs d'hidrogen. La reacció de substitució entre metà i clor és un exemple típic, que s'avança gradualment per produir múltiples productes de substitució.
Reacció d'oxidació (combustió): els alcans són combustibles i la combustió completa produeix diòxid de carboni i aigua. La fórmula general és: CnH2n + 2 + 3n + 1 2 O2= = = (encesa) nCO 2 + (n + 1)H2OC nCO 2 + (n+1)H2O. El metà crema amb una flama blava pàl·lida i no reacciona amb la solució àcida de permanganat de potassi a temperatura ambient (cap fenomen evident).
Reacció d'esquerdes: a altes temperatures, els alcans pateixen ruptura de cadena i deshidrogenació per produir alcans i alquens amb un nombre de carbonis més baix. Aquesta és una reacció bàsica en la producció petroquímica. 1. Cicle de deshidrogenació: els alcans de cadena recta-C6-C8 poden patir una ciclació de deshidrogenació per formar hidrocarburs aromàtics basats en benzè.
Propietats químiques dels alquens (que contenen dobles enllaços de carboni-carboni, hidrocarburs alifàtics insaturats)
Les estructures de doble enllaç són altament reactives i poden experimentar diversos tipus de reaccions:
Reaccions d'oxidació: Combustible, produint una flama brillant amb fum negre; el doble enllaç pot ser oxidat per permanganat de potassi àcid, fent que la solució àcida de permanganat de potassi es decolori.
Reaccions d'addició: els àtoms de carboni insaturats es poden combinar directament amb altres àtoms/grups per formar nous compostos. Les reaccions típiques inclouen:
Addició amb brom: decolora l'aigua de brom/brom en solució de tetraclorur de carboni. La fórmula de la reacció és:
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br−CH₂ =CH₂ + Br₂ →CH₂Br−CH₂ Br reacciona amb l'hidrogen per formar alcans, amb el clorur d'hidrogen per formar hidrocarburs clorats i amb l'aigua per formar alcohols (mètode industrial de producció d'etanol).
Polimerització addicional: Sota l'acció d'un catalitzador, s'obren dobles enllaços, donant lloc a una polimerització per formar compostos d'alt pes molecular, com ara la polimerització d'etilè per formar polietilè:
n catalitzador CH2=CH2== =
[− CH2− CH2−]
n nCH2 =CH2
=== catalitzador
[−CH2−CH2−]
n
Addició especial de diens: els diens com l'1,3-butadiè presenten tant productes d'addició 1,2 com d'addició 1,4.
Propietats químiques dels alquins (que contenen un triple enllaç de carboni-carboni, hidrocarburs alifàtics insaturats)
L'estructura d'enllaç triple és més reactiva que l'enllaç doble, i les seves característiques de reacció són similars a les dels alquens:
Reaccions d'oxidació: Combustible, produint una flama molt brillant i un dens fum negre; el triple enllaç es pot oxidar per permanganat de potassi àcid, fent que la solució àcida de permanganat de potassi es decolori.
Reaccions d'addició: es pot sotmetre a una addició gradual; 1 mol de triple enllaç pot reaccionar amb un màxim de 2 mol d'additiu. Per exemple, l'acetilè s'afegeix a una petita quantitat d'aigua amb brom per formar CHBr=CHBr, i s'afegeix a l'excés d'aigua amb brom per formar CHBr2-CHBr2-CHBr2; també pot experimentar reaccions d'addició amb hidrogen, clorur d'hidrogen, aigua, etc. Polimerització per addició: Sota l'acció d'un catalitzador, els polímers poden formar compostos d'alt pes molecular. Per exemple, l'acetilè es polimeritza per formar poliacetilè:
n CH≡ CH====catalitzador
[− CH= CH−]
n nCH≡CH
=== catalitzador
[−CH=CH−]
n