Метан и другие алканы

Простейшим представителем ряда алканов и, конечно, одним из простейших органических соединений является метан СН4. Это соединение будет рассмотрено очень подробно, поскольку почти все, что мы узнаем о его свойствах, можно распространить с незначительными изменениями на любой другой алкан. [c.39]

Чистый метан можно отделить от других компонентов природного газа (в основном других алканов) фракционной перегонкой. Однако большая его часть используется в качестве топлива без очистки. [c.41]

Из ЭТОЙ таблицы видно, что наибольшей упругостью паров обладает метан. При температуре жидкого воздуха упругость его паров в несколько тысяч раз выше упругости паров других, наиболее близких к нему по свойствам углеводородов. Отсюда следует, что если углеводородный газ, содержащий метан вместе с другими углеводо родами, охладить до температуры жидкого воздуха, то метан легко может быть отделен от остальных углеводородов путем откачки Аналогичным образом можно отделить и этан от других алканов [c.143]

Строение, понятие о гомологическом ряде, изомерия. Алканы — алифатические углеводороды, в молекуле которых атомы углерода связаны между собой простой о-связью, а остальные их валентности максимально (предельно) насыщены атомами водорода. Отсюда и другое название этих соединений — предельные или насыщенные углеводороды. Родоначальник всех алканов — метан СН4. В молекуле метана, как и в молекулах других алканов, атом углерода находится в состоянии 5р -гибридизации. [c.22]

В органической химии термины окисление и восстановление не столь легко определить. Для того чтобы решить вопрос о состояний окисления данного соединения, необходимо рассматривать его электронную плотность. Практически нет разницы в распределении электронов около атомов углерода в метане, этане или других алканах. У этилена расположение я-связи в пространстве таково, [c.302]

Антропогенные источники поступления в окружающую среду. Газовые и нефтяные скважины, каменноугольные шахты. На нефтехимических производствах Э. (наряду с метаном, пропаном, бутаном, изобутаном и пентаном) выделяется во внешнюю среду при термической и каталитической переработке нефти и ее пиролизе. Выделяется также из бензинов, синтетических масел и смол и ряда других полимерных материалов. В небольших количествах Э. (вместе с другими алканами) обнаруживается в составе продуктов горения некоторых синтетических материалов ( Вредное воздействие. .. ). [c.23]

Обратимся снова к молекуле метана. Метан - это первый представитель ряда углеводородов, известных под названием алканы,. которые мы сейчас рассматриваем. В алканах каждый углеродный атом образует ковалентную связь с четырьмя другими атомами. Алканы еще называют насыщенными углеводородами, потому что каждый атом углерода связан с максимальным числом других атомов (четыре). [c.188]

Природный газ представляет собой смесь газов, состав которой зависит от месторождения. Иногда это почти чистый метан, но обычный состав природного газа таков около 75% метана, 15% этана и 5% пропана, а также небольшие количества других примесей, прежде всего высших алканов, азота, диоксида углерода, а иногда и гелия. Природный газ используется как промышленное топливо, а содержащиеся в нем алканы, прежде всего метан, являются важным химическим сырьем (разд. 8.4.1.1). Большое значение имеет каталитическое разложение содержащегося в природном газе метана водяным паром при высоких температурах. При этом образуется смесь водорода и оксида углерода, так называемый синтез-газ [c.242]

Алканы являются простейшими углеводородами. Все атомы углерода в них связаны друг с другом простыми одинарными связями. Алканы называют также парафинами, предельными, или насыщенными, углеводородами. Простейшим алканом является метан СН или Н [c.157]

Тип связи, симметрия. В молекулах алканов атом углерода находится в состоянии 5/> -гибридизации (рис. 16.1). 5/ -Гибридные орбитали расположены под углом 109°28 друг к другу, поэтому углы между связями С— Н в метане, а также между связями С—С и С—И в его гомологах такие же. [c.242]

Метан и другие низшие алканы можно полз ать из каменного угля с помощью нескольких химических процессов. К сожалению, эти методы еще недостаточно совершенны, чтобы удовлетворить растущие потребности промышленности в алканах. [c.98]

Метан — бесцветный газ, в жидком состоянии его плотность меньше плотности воды (уд. вес. 0,4). В соответствии с правилом подобное растворяется в подобном он очень плохо растворим в воде, но хорошо растворим в органических жидкостях, таких, как бензин, эфир и спирт. Физические свойства метана сходны со свойствами других членов ряда алканов. [c.41]

Родоначальным углеводородом этого ряда является метан СН4. Все остальные углеводороды, относящиеся к алканам (или парафинам), — члены гомологического ряда метана, и, поскольку гомологи отличаются друг от друга ыа гомологическую разность СНд, состав любого алкана может быть выражен формулой С Н2 +2. Остатки, или радикалы (т. е. мысленно выделяемые части молекулы), образуемые зачеркиванием одного водородного атома в алканах, называются алкилами. Их общая формула С Н2 +1 Простейший алкил — метил СНд, как и все алкилы, — одновалентный остаток. От метана можно произвести также двухвалентный остаток метилен СН2 и трехвалентный — метин СН. [c.59]

Вследствие относительно большой разницы в температурах кипения низших членов гомологического ряда (см. табл. 2.3) метан, этан, пропан, н-бутан, изобутан и изомерные пентаны можно получить тщательной фракционной перегонкой природного газя или нефти. Хотя комбинированием физических методов можно получить из нефти и некоторые другие чистые алканы, все же, если требуется чистый алкан, он должен быть синтезирован из функционального производного. В настоящем разделе рассмотрены синтетические методы, которые широко применяются в лабораторной практике. Реакции изомеризации и алкилирования, которые могут быть использованы для получения некоторых алканов, рассмотрены в разд. 2.1.9.4. [c.130]

Самым простым алканом является метан СН4. Другие алканы можно рассматривать как образованные из метана введением одной или более метиленовых групп СНа между углеродным и водородными атомами метана. Общая формула алканов С Н2,1+2- [c.86]

При изучении механизма реакции галоидирования необходимо учитывать данные довольно длительных исследований. Атомы водорода, связанные с первичными атомами углерода, во всех простых алканах приблизительно в 100 раз более реакционноспособны, чем в метане. Атомы водорода, связанные со вторичными и третичными атомами углерода, еще в 4,3 и 7 раз более активны. Согласно экспериментальным данным, между С—Н-связями в других углеводородах существует гораздо большая разница в реакционной способности при хлорировании, чем между первичными и вторичными атомами водорода в одном и том л<е углероде. При галоидировании парафиновых углеводородов предложено два возможных механизма протекания реакции [30] [c.53]

Отдельные представители алканов. Применение предельных углеводородов. Простейший представитель алканов — метан (СН4). Другое название метана — болотный газ оно связано с его образованием при гниении растений на дне болот. Метан, встречающийся в угольных шахтах, где скопления его могут привести к взрывам, получил название рудничного газа. Это основной компонент природных газов, содержание его в нем может достигать 98—99 о, в значительных количествах метан присутствует в газах нефтепереработки. Он широко применяется как топливо в технике и быту и является важным сырьем в химической промышленности (схема 2). [c.33]

Соединения, состоящие из двух элементов —углерода и водорода — носят название углеводородов. Существует несколько типов такого рода соединений в зависимости от того, как соединены между собой атомы углерода. Углеводороды с открытой цепью, или ациклические углеводороды, которые не содержат двойных и тройных связей, носят название алканов (насыщенных, или парафиновых, углеводородов) и имеют общую формулу С Нг +2- Простейшим соединением ряда алканов является метан СН4. Другие типы углеводородов — это алкены, алкины, циклоалканы, циклоалкены и арены все эти типы соединений будут рассматриваться в последующих главах. Настоящая глава посвящена главным образом алканам. [c.80]

Метильный радикал в конечном итоге дает метан в результате переноса радикальной т епи. Последовательность протекающих при этом превращений легко проследить на модели реактщи штролиза н-нонана. Как и для других алканов, первоначально в результате гомолитического расщеиления С - С-связи образуются алкильные радикалы, например [c.372]

Строение, изомерия. Алканы - алифатические утлеводородь , в молекуле которых атомы углерода связаны между собой и с атомами водорода одинарной связью (о-связь). Осюда и другое их название - предельные, или насыщенные, углеводороды. Родоначальник и простейший представитель алканов - метан СН4. В молекуле метана, как и в молекулах других алканов, атом углерода находится в состоянии зр - гибридизац [c.17]

Предельные алифатические углеводороды. По систематической номенклатуре— алканы, старое тривиальное название — парафины. Состав соответствует общей формуле С, Н2,1+ . Родоначальником ряда алканов является метан СН<. Названия и важнейшие сво11-ства других представителей ряда алканов приведены в табл. 1П.4 Приложения. Об изомерии алканов см. 5. Алканы предстл -ляют собой бесцветные вещества — нри содержании до четырех атомов углерода при обычных условиях — газы, от пяти до пятнадцати атомов углерода—жидкости, а свы не шестнадцати атомов углерода — твердые тела. Изомеры с нормальной цепью киият нри более высокой температуре, чем с разветвленной цепью. [c.144]

В последнее время стала развиваться радиационная химия углеводородов и появились исследования радиол иза алканов, доложенные на симпозиуме по радиационной химии углеводородов в 1957 году [146]. Под влиянием облучения таза пучком электронов с энергией порядка 1,5 мэв при обыч-ной температуре могут свободно происходить процессы расщепления молекул алкана на радикалы и непосредственного отщепления молекул водорода и метана На основе изучения цримесей этилена и пропилена в качестве веществ, поглощающих атомы водорода и метил-радикалы, а также результатов изотопического исследования радиолиза смеси этана и полностью замещенного дейтероэтана на масспектрометре, было показано, что большая часть водорода образуется при радиолизе этана путем прямого отщепления его молекул от молекул этана в первичном процессе [146]. Изучение изото-лического распределения метана, образованного при радиолизе системы этан и дейтероэтан, дало доказательство того, что метан возникает путем непосредственного отщепления его молекулы от исходных молекул этана. Таким образом, процессы радиолиза алканов могут происходить под воздейст- вием больщой энергии облучения при обычных температурах по другому механизму, с отщеплением молекул в первичном акте, без участия радикалов. В этом отношении радиолиз несколько схож с высокотемпературным крекингом, при котором относительный вес радикально-цепных процессов снижается и возрастает роль процессов распада, проходящих по молекулярному механизму, что соответствует более высоким порядкам энергий в том и другом случаях. Интересно также, что в условиях радиолиза (25°) могут возникать горячие радикалы, энергия которых соответствует гораздо более высоким температурам, чем температура экспериментов, т. е. распределение по энергиям для таких радикалов не является Максвелл-Больцмановским. С другой стороны, при действии радиации на алканы возникают и радикалы, которые могут тшициировать процессы распада. В этих случаях важной характеристикой инициированного крекинга является общий выход радикалов, способных индуцировать крекинг, отнесенный к определенному количеству поглощенной энергии. Вследствие того, что ионизирующее излучение поглощается молекулами не избирательно, количество поглощенной энергии пропорционально общему числу электронов в единице объема и не зависит от химического строения алкана [147]. В то же время выход радикалов, отнесенный к одинаковой поглощенной энергии, весьма зависит от строения поглощающих молекул. С процессами образования радикалов конкурируют процессы спонтанной де.чактивации возбужденных молекул алканов, связанной с превращением энергии элект- [c.71]

В случае молекулы алкана значение Л-фактора заключено в весьма узком диапазоне 10 —10 л.моль -с- , а энергия активации этих реакций изменяется в интервале 22 4- 54 кДж-моль- , причем границы интервала соответствуют -факторам реакций водорода с метаном и бутаном. Для достаточно сложных молекул алканов нормального строения (начиная с СдН константы скорости реакций Н-отрыва с участием атома водорода имеют близкие значения 10 -4- 10 л-моль .с (298 К). При взаимодействии атома водорода с ненасыщенными молекулами углеводородов, гетеросоединениями и другими молекулами Л-факторы могут иметь более низкие значения и, следовательно, реакции стерически затруднены [c.141]

Первые сообщения о неростовом окислении н-алканов касаются газообразных углеводородов. В опытах культура Pseudomonas methani a интенсивно росла на метане и не развивалась на других газообразных углеводородах [46]. Но при наличии в среде метана и этана в. культуральной жидкости накапливается уксусная кислота, этанол и ацетальдегид, на смеси метана и пропана, пропанол, пропионовая кислота и ацетон, метана и бутана- н-масляная кислота и бутанок. [c.107]

В табл. 24.1 перечислен ряд простейших алканов. Многие из этих веществ находят широкое применение и поэтому хорошо всем известны. Метан является главной составной частью природного газа, идущего на отопление домов, приготовление пипш и другие бытовые нужды. Пропан используется в тех же целях в местностях, где нет сетевого газа его транспортируют и хранят в жидком виде в переносных баллонах. Бутан находит применение в газовых зажигалках и баллонах для приготовления пиида и освещения в походных условиях. Алканы с числом атомов углерода от пяти до двенадцати входят в состав бензина. В табл. 24.1 даны формулы алканов в варианте записи, называемом сокращенной структурной формулой. Эта запись указывает, каким образом атомы связаны друг с другом в молекуле, но не требует изображения всех [c.409]

В промышленности. Практически все алканы можно получить из нефти или природного газа. Природный газ состоит в основном из мстана СН (80-97%). Метан содержится наряду с другими газообразными алканами - этаном С Н , пропаном С,И,, бутаном С,Н в попутных нефтяных газах. Жидкие алканы содержатся в нефти. Из нефти их выдел.чют при помощи перегонки, [c.329]

Метан, этан и пропан — углеводороды, содержащие только 5/) -гибри-дизованные атомы углерода, — называются алканами и имеют общую формулу С Нгп+з- О представляют часть гомологического ряда,, поскольку ближайшие соседи отличаются друг от друга на одну метиленовую группу. Члены такого ряда называются гомологами . Этот термин был введен для сравнения этана с метаном и его можно с полным основанием применить к этану и пропану. [c.52]

Дегидрирующая активность фуллереновых катализаторов по отношению к алканам, в том числе к метану , проявляемая в диапазоне высоких температур, а также сходное с катализаторами на основе благородных металлов влияние водорода на протекание дегидрирования, позволяет рассматривать фуллереновые катализаторы как функциональные аналоги благородных металлов. Возможность широкого варьирования состава фуллеренсодержащих катализаторов и температуры их применения делает фуллереновые структуры перспективными катализаторами разнообразных процессов превращения предельных углеводородов, таких как риформинг, гидрокрекинг, дегидрирование и других, имеющих большое промышленное значение. [c.157]

Скорость депротонирования С—Н-кислоты (/ i в табл. 2.7.19 к- UIносится к обратной реакции) в определенных условиях мож> но использовать как меру кинетической кислотности данной кислоты и устойчивости карбаниона, принимая, что между структурой переходного состояния депротонирования и структурой образующегося карбаниона существует близкая аналогия. К реакциям, скорость которых определяется скоростью депротонирования, относятся катализируемое основаниями галогенирование и изотопный обмен водорода. Скорости подобных реакций действительно представляют собой количественную меру кинетической кислотности, если только внутренняя рекомбинация ионных пар, включающих карбанион, в исходную С—Н-кислоту не существенна и на скорость не влияют другие специальные факторы, например пространственные эффекты в переходном состоянии. Иногда кинетическая кислотность является единственным способом оценки устойчивости карбанионов, например в случае очень слабых С—Н-кислот типа бензола или алканов. Обычно для кинетической и термодинамической кислотностей наблюдается линейное соотношение свободных энергий, и поэтому скорость депротонирования можно использовать для предсказания термодинамической кислотности. Таким путем были определены приведенные ниже величины рКа циклогептатриен 36, бензол 37, циклопропан 39, метан 40, циклогексан 45. Стабилизованные нитрогруппами карбанионы в основном образуются при депротонировании медленнее, чем это можно бы ожидать на основании величин рКл. Обычно это приписывают большой перестройке распределения электронов между переходным состоянием депротонирования и образующимся анионом [56ж]. [c.547]

Основными источниками алканов в природе являются нефть и природный газ Нефть представляет собой сложную смесь органических соединений, состоящую в основном из алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов, алкены в нефти почти никогда не содержатся Ее состав сильно варьируется в зависимости от месторождения Например, алканы в очень большом количестве содержатся в пенсильванской (США), татаро-башкирской, грозненской (Россия) нефти, циклоалканы — в бакинской, в уральской нефти много ароматических углеводородов Природный газ содержит главным образом метан, а попутный нефтяной газ — в основном метан, а также другие летучие алканы — этан, пропан, бутан, изобутан [c.218]

В гл. П было указано, что возможные значения чисел валентности для атомов какого-либо элемента в разных рядах соединений, в которые он может входить, должно было по идее определяться В классической теории при исследовав НИИ состава и строения реально существующих химических частиц этих рядов соединений. Однако классическая химия имела возможность изучать не отдельные (изолированные) химические частицы, а только химические вещества (т. е. статистические совокупности частиц) и притом только такие химические вещества, которые оказывались стабильными при обычных условиях. Таким образом, вещество, состоящее из частиц СН42, т. е. метан, стабильное при обычных условиях, так же, как другие углеводороды класса алканов, попадало в число доступных изучению веществ и его частицы СН4, считались способными к существованию как единые устойчивые частицы. Отсюда для атома углерода устанавливалось как возможное значение числа валентности число четыре. [c.158]

В большинстве ранних исследований, например [108], в продуктах обнаруживали только бензол и пропилен. Однако вскоре появились сообщения о других продуктах — диизопропилбензоле, а также смеси алканов [109, ПО]. Ричардсону [111] удалось идентифицировать большое число различных продуктов при крекинге кумола на фожазите, содержащем катионы щелочноземельных металлов бензол, толуол, а-метилстирол, пропилен, ацетилен, этилен, метан, пропан, алифатические углеводороды С4—Се, этйлбен-зол. Недавние исследования [112] позволили идентифицировать продукты, образующиеся при крекинге кумола на цеолитных катализаторах типа LaY и HY [ИЗ] [c.99]

В промышленном катализе не всегда имеет смысл стремиться к предельной селективизации. Нередко это нереально потому, что исходным материалом, подвергающимся воздействию катализаторов, являются не индивидуальные вещества, а сложные смеси. В таких случаях полная селективизация катализа нереальна и для получения продуктов с повышенным содержанием определенных искомых веществ требуются дополнительные операции разделения и очистки. Там, где это необходимо, продукты реакции подвергаются дальнейшей обработке с выделением искомых индивидуальных веществ. Нечто подобное происходит и при осуществлении каталитических синтезов на основе смесей окиси углерода с водородом. На разных катализаторах из этих смесей можно получить преимущественно алканы (или преимущественно спирты и т. д.) в виде смесей большого числа членов определенных гомологических рядов. В одних случаях стремятся увеличить содержание высших алканов, получая твердые парафины с повышенной температурой плавления, в других случаях — жидкие парафины с выделением определенных фракций. Эти фракции иногда используют как целое. Чаще из них выделяют более узкие группы или даже индивидуальные соединения. С высокими выходами в виде индивидуальных первичных продуктов сразу удается получать только первые члены рядов, например метанол или метан [c.31]

Состав ПГ определяется наличием главным образом углеводородов ряда алканов (парафинов, предельных углеводородов). Наиболее широко в природе распространен метан, являюш ийся составной частью ПГ (примерно 90-98 об. %), попутных, газов нефтяных месторождений, а также искусственньж газов, выделяющихся при сухой перегонке дерева, каменного угля, торфа, а также крекише нефти. Метан может вьщеляться со дна болот и пластов угля в рудниках. Очень часто метан называют рудничным или болотным газом. В ПГ могут также содержаться этан, пропан, бутан, пентан и другие примеси. [c.247]