Граничними вуглеводнями, або парафинами,називаються такі біосоедіненія, в молекулах яких атоми вуглецю з'єднані простий (одинарної) зв'язком, а всі інші одиниці валентності насичені атомами водню.
Алкани: фізичні властивості
Перші представники гомологічного ряду метану- гази, від С5Н12 до С15Н32 - рідини, починаючи з С16Н34 - тверді речовини. Із зростанням кількості атомів вуглецю в молекулі алканів закономірно збільшуються точки їх плавлення і кипіння.
Температура кипіння вуглеводнів з розгалуженоюланцюгом набагато нижче в порівнянні з температурою кипіння їх ізомерів. Метан і етан не мають запаху, летючі рідкі вуглеводні мають запах бензину (пентан і гексан) і гасу, вищі гомологи метану такого не мають. Граничні вуглеводні легше води і практично не розчиняються в ній. Насичені вуглеводні добре розчинні в органічних розчинниках, а рідкі алкани самі є відмінними розчинниками.
Алкани: хімічні властивості
Для цих біосоедіненій характерна малареакційна здатність. Вони інертні, що відображається в їх назві - парафіни. Це пояснюється тим, що в структурі їх молекул атоми С і Н пов'язані між собою сигма-зв'язками. Хімічна інертність зазначених речовин обумовлена особливостями будови їх молекул. Для того щоб розірвати сигма-зв'язку, необхідно витратити багато енергії. Основні хім. властивості алканів, тобто реакції, в які вони вступають, це реакції нітрування, галогенування, сульфування, сульфохлорування, крекінг. Радикальні реакції алканів ініціюють радикали, УФ-або гамма-випромінювання, пероксиди, нагрівання. У зв'язку з цим для них характерні два типи реакцій: заміщення водню з розривом зв'язку «вуглець-водень» і розщеплення молекули з розривом зв'язків С-С або С-Н.
Алкани: хімічні властивості. Реакція радикального галогенування
Дану реакцію іноді називають металепсії.Вона може ініціюватися сонячним світлом. У темряві при 250-400 ° С або при наявності каталізаторів (хлорид міді, хлорид олова) атоми галогенів послідовно заміщають атоми водню в молекулах алканів.
Алкани: хімічні властивості. реакція нітрування
Нітрогрупа легко заміщає водень в теоретичних,важче у вторинних і дуже важко в первинних атомах вуглецю. Зараз в промисловому масштабі нітрування алканів проводять в газовій фазі при 150-490 ° С оксидом азоту або парами нітратної кислоти.
Алкани: хімічні властивості. реакція сульфохлорування
На граничні вуглеводні впливають сумішшюдіоксиду сірки та хлору. Каталізаторами найчастіше бувають пероксиди або УФ-випромінювання. Цю реакцію використовують для отримання синтетичних миючих засобів (детергентів). На алкілсульфохлоріди діють лугами, що призводить до утворення лужних солей сульфокислот, структурних компонентів миючих засобів (пасти, порошки).
Насичені вуглеводні - це сировина для синтезу різноманітних органічних речовин. Передумовою для синтезу багатьох з них є отримання з алканів алкенов, або ненасичених вуглеводнів.
Відщеплення водню від молекули алкана, абодегидрирование, в присутності каталізаторів і при нагріванні (до 460 ° С) дозволяє отримати необхідні алкени. Розроблено методи окислення алканів при невисоких температурах у присутності каталізаторів (солей магнію). Це дозволяє направлено впливати на хід реакції і отримувати необхідні продукти окислення в процесі хімічного синтезу. Наприклад, при окисленні вищих алканів отримують різноманітні вищі спирти або вищі жирні кислоти.
Розщеплення алканів також відбувається і в іншихумовах (горіння, крекінг). Насичені вуглеводні горять синім полум'ям з виділенням великої кількості тепла. Ці властивості дозволяють використовувати їх в якості висококалорійного палива як в побуті, так і в промисловості.
