Xicloankan: Cấu tạo phân tử, tính chất, ứng dụng và cách điều chế

Trong hóa học hữu cơ, Xicloankan là hydrocarbon bão hòa mạch (một hoặc nhiều vòng). Trong bài viết này, Mầm non Cát Linh sẽ giúp bạn có kiến ​​thức đầy đủ nhất về Xicloankan như cấu trúc phân tử, tính chất, ứng dụng và sự chuẩn bị của nó.

Xem tất cả

Định nghĩa Xicloankan và cấu trúc phân tử

Xicloankan là hydrocarbon bão hòa mạch. Thông thường, chúng tôi chỉ tìm ra trường hợp của Xicloankan đơn.

• Công thức chung: CNH2N (N 3).

• Công thức cấu trúc:

Dưới đây là công thức cấu trúc và tên của một số Xicloankan đơn giản và phổ biến nhất mà bạn cần biết:

• Tên thay thế:

Xicloankan đơn lẻ đơn lẻ được gọi bằng cách ghép từ Xiclo vào tên của alkana không có được với cùng số lượng nguyên tử carbon.

Số lượng vị trí mạch nhánh (nếu có nhiều nhánh) + tên nhánh + xiclo + tên mạch chính + an

Ví dụ: Viết đồng tương ứng với công thức C6H12, chúng ta có:

• Homomolysis: Xicloankan đồng phân bao gồm 5 loại: đồng phân alkenic; Calmum trên độ lớn của vòng (n ≥ 4), vị trí nhánh trên vòng (n ≥ 5), đồng phân trong cấu trúc nhánh (n ≥ 6) và phần hình học với vòng 3 được xử lý.

Tính chất vật lý Xicloankan

Xicloankan tương tự như các ankan trong các tính chất vật lý nói chung, nhưng chúng có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và mật độ cao hơn ankan.

Trong điều kiện bình thường, Xiclopropane và Xiclobutan tồn tại trong khí; Xiclopentan và Xiclohexan tồn tại ở dạng lỏng. Xicloankan nhẹ hơn nước, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong dung môi hữu cơ. Họ có khả năng hòa tan nhiều chất hữu cơ khác.

Các tính chất vật lý của một số Xicloankan điển hình được hiển thị trong bảng dưới đây:

Alkane	Công thức hóa học	Điểm sôi [°C]	Điểm nóng nóng chảy [°C]	Mật độ của chất lỏng [g·cm−3] (Ở 20 ° C)
Cyclopropane	C3H6	33	−128
Cyclobutane	C4H8	44693	«91	0,720
Cyclopentane	C5H10	49.2	93,9	0,751
Cyclohexane	C6H12	80,7	44687	0,778
Cycloheptane	C7H14	118.4	−12	0,811
Cyclooctan	C8H16	149	44726	0,834
Cyclononane	C9H18	169	44875	0,8534
Cyclodecane	C10H20	201	44843	0,871

Nguồn: EN.Wikipedia.org

Tính chất hóa học của Xicloankan

Giống như Xiclopropan và Xiclobutan, Xicloankan có khả năng tham gia vào phản ứng tương tự như Ankan. Ngoài ra, chúng rất dễ tham gia vào phản ứng mở. Xicloankan có vòng lớn hơn (5 hoặc 6 cạnh) với các đặc tính hóa học tương tự như các ankan với hai phản ứng hóa học điển hình: phản ứng và phản ứng tách.

Sự phản ứng lại

Các nguyên tử Hidro trong các phân tử Xicloankan có thể được thay thế bằng halogen trong điều kiện chiếu sáng hoặc sưởi ấm.

Ví dụ:

Mở phản ứng tròn

Xiclopropan, Xiclobutan và Xicloankan không ổn định (vòng 3 hoặc 4) có thể tham gia vào phản ứng mở với H2 khi được làm nóng bằng chất xúc tác niken. Phản ứng đã phá vỡ một trong các liên kết CC của vòng và hai nguyên tử hydro cộng với hai đầu của liên kết hình thành alkane tương ứng:

Bên cạnh đó:

• Xicloankan và Xiclopropan Vòng 3 có khả năng làm mất màu dung dịch brom, vì vậy đây được coi là một đặc điểm được sử dụng để xác định.

• Các vòng lớn của Xicloankan gồm 5 mặt, 6 mặt không tham gia vào phản ứng mở.

• Xicloankan vòng 4 chỉ tham gia vào phản ứng cộng để mở với H2.

Phản ứng tách

Giống như các ankan, Xicloankan cũng được phân tách hydro, còn được gọi là khử trùng.

Phản ứng oxy hóa

Tương tự như Ankan, Xicloankan khi bị cháy sẽ tỏa nhiệt theo công thức:

CNH2N + (3N/2) O2 → N (CO2) + N (H2O) (nhiệt độ)

Ví dụ: 2C3H6 + 9O2 → 6CO2 + 6CO2 (nhiệt độ)

Làm thế nào để chuẩn bị Xicloankan?

Xicloankan được chuẩn bị chủ yếu từ quá trình chưng cất dầu. Ngoài ra, chúng cũng được chuẩn bị bởi:

• Chia H2 từ các ankan tương ứng:

CH3 (CH2) 4CH3 → H2 + C6H12

• BR2 riêng biệt với các dẫn xuất 1, n – dibromankan (với n> 2)

CNH2NBR2 + Zn → CNH2N + ZnBr2

Ví dụ:

Các ứng dụng quan trọng của Xicloankan

Xicloankan có một ứng dụng quan trọng trong sản xuất nhiên liệu, dung môi hữu cơ hoặc là nguyên liệu thô để chuẩn bị các chất khác.

Xem thêm:

• Alkan: Định nghĩa, Thuộc tính, Ứng dụng và Điều chế
• Anken là gì? Cấu trúc phân tử, thuộc tính, ứng dụng và cách chuẩn bị Anken

Tập thể dục trên Sách giáo khoa Xicloankan 11 với các giải pháp chi tiết

Sau khi nắm bắt được kiến ​​thức cơ bản về Xicloankan, và khỉ tham khảo một số bài tập trong sách giáo khoa hóa học 11 về chủ đề này. Hy vọng rằng giải pháp chi tiết, dễ hiểu dưới đây sẽ giúp người đọc hiểu rõ hơn về bài học này.

Bài 1 (trang 120 Sách giáo khoa Hóa học 11)

Điều nào sau đây là đúng?

A. Xicloankan chỉ có khả năng tham gia vào phản ứng mở.

B. Xicloankan chỉ có khả năng tham gia vào phản ứng.

C. Tất cả Xicloankan có khả năng tham gia vào phản ứng và phản ứng bổ sung.

D. Một số Xicloankan có khả năng tham gia vào phản ứng mở.

Giải pháp chi tiết: Trả lời D

Ví dụ, một số Xicloankan (như Xiclopropan, Xiclobutan) cho một phản ứng mở

Bài 2 (trang 120 SGK Hóa học 11)

Khi sục khí Xicloankan được sục khí thành dung dịch brom, hiện tượng nào sau đây?

A. Màu dung dịch màu là không đổi.

B. Màu sắc của dung dịch là tối.

C. Màu sắc của dung dịch bị phai màu.

D. Màu dung dịch không màu chuyển sang màu nâu đỏ.

Vui lòng chọn câu trả lời đúng

Giải pháp chi tiết: Trả lời C

Vì Xicloankan phản ứng với BR2, màu của dung dịch BR2 bị phai màu

Bài 3 (trang 121 SGK Hóa học 11):

Viết các phương trình hóa học của phản ứng khi:

Một. Sục khí của xiclopropane vào dung dịch brom.

b. Dẫn đầu Xiclopropan, Xiclopentan và Hidro hỗn hợp vào ống với bột niken, được làm nóng.

c. Nhiệt Xiclohexan với brom theo tỷ lệ 1: 1.

Giải pháp chi tiết:

Bài 4 (trang 121 Hóa học SGK 11):

Trình bày các phương pháp hóa học phân biệt hai khí không màu và không màu Xiclopropan có trong các mạch riêng biệt.

Giải pháp chi tiết:

Đối với hai loại khí không màu hoạt động với dung dịch brom, bất kỳ dung dịch brom nhẹ nào là Xiclopropan, không tạo ra dung dịch nước brom nhẹ, đó là propan.

Bài 5 (trang 121 SGK Hóa học 11):

Vòng X Xicloankan đơn có mật độ nitơ bằng 2.0. Công thức phân tử của X. Viết một phương trình hóa học (dưới dạng công thức cấu trúc) minh họa các tính chất hóa học của X, biết rằng X hoạt động với H2 (XT NI) để chỉ tạo ra một sản phẩm.

Giải pháp chi tiết:

Gọi CTPT của Xicloankan Single Vòng X để tìm C2H2N+2 (n 3)

MCNH2N = 2MN2 = 2.28 = 56 ⇒ 14N = 56 ⇒ n = 4 ⇒ C4H8

Vì X hoạt động với H2 (Ni Catalyst) chỉ tạo ra một sản phẩm, CTCT của X là:

PTHH minh họa các tính chất hóa học của X:

Do đó, bài viết này đã cung cấp cho độc giả những kiến ​​thức cơ bản quan trọng về Xicloankan. Khỉ hy vọng rằng thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Xicloankan và có thể áp dụng kiến ​​thức bạn đã học để giải quyết các bài tập có liên quan. Nhấp vào “Nhận cập nhật” lên đầu trang để không bỏ lỡ những bài học thú vị về hóa học khác!

Tài liệu tham khảo

Cycloalkane – vào ngày 15 tháng 8 năm 2022

https://en.wikipedia.org/wiki/cycloalkane

Cycloalkanes – vào ngày 15 tháng 8 năm 2022

https://byjus.com/chemology/cycloalkanes/