Bài 25. Ankan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ánh Phương

Lớp: K10ĐHSP
Hóa học
Mã SV :1252010033
ANKAN
Điều chế và ứng dụng
Cấu trúc phân tử Ankan
Tính chất hóa học
Tính chất vật lí
Đồng đẳng đồng phân
BÀI 25: AnKan
1. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp
a, Đồng đẳng:
- Chất đầu dãy là metan CH4
- Công thức chung của các chất trong dãy đồng đẳng là CnH2n+2 ( n≥ 1)
b, Đồng phân: ba an kan đầu không có đồng phân
Từ đồng đẳng C4H10 trở đi, chúng sẽ có CTCT với mạch cacbon không phân nhánh và phân nhánh, do đó xuất hiên hiện tượng đồng phân về mặt cacbon

Thí dụ: C4 H10 có 2 đồng phân:
c) Bậc của cacbon
Bậc của nguyên tử cacbon ở phân tử ankan được xác định bằng số nguyên tử C khác liên kết trực tiếp với nó.
Bậc C được ghi bằng số La Mã. Mạch ankan không phân nhánh chỉ chứa C bậc I và C bậc II. Mạch ankan phân nhánh chứa C bậc III và IV.
d) Danh pháp
- Tên thông thường: Tất cả các chất đồng đẳng của ankan đều có đuôi an.

+ Nếu mạch C không phân nhánh, ghi thêm chữ n- vào trước tên gọi:
; n- pentan
+ Nếu một gốc CH3 – dính vào cacbon thứ 2, ghi thêm chữ iso-:
: iso- pentan.
+ Nếu có hai gốc CH3 – dính vào cacbon thứ hai, ghi thêm chữ neo-:
: neo- hexan
Tên theo IUPAC (Danh pháp quốc tế ): các ankan có mạch nhánh được gọi như sau:
Chọn mạch các bon dài nhất làm mạch chính, rồi đánh số các nguyên tử cacbon trong mạch đó từ phía gần nhất, sau đó gọi tên mạch nhánh cùng với số chỉ vị trí của nó, tiếp theo là tên mạch chính.

Thí dụ:
3-metyl hecxan
Nếu mạch các bon có 2, 3,4… nhánh giống nhau , ghi thêm các tiếp đầu ngữ đi (2) tri (3) tetra (4)… thay cho việc nhiều lần nhắc lại tên nhánh.

Thí dụ:
2,3 – đimetyl hecxan
2 Cấu trúc phân tử ankan
Các nguyên tử C trong phân tử ankan ở trạng thái lai hóa sp3 . Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm của tứ diện mà bốn đỉnh là các nguyên tử H hoặc C khác. Liên kết C-C cà liên kết C-H đều là liên kết σ. Các góc liên kết đều bằng 109,50 .

Cấu trúc không gian của ankan rất đa dạng. Nguyên nhân là do các nhóm nguyên tử liên kết với nhau bởi liên kết đơn C σ C có thể quay tương đối tự do quanh trục liên kết tạo ra vô số cấu dạng khác nhau, thuộc một trong hai loại: cấu dạng xen kẽ và cấu dạng che khuất.
3. Tính chất vật lý
Ở điều kiện bình thường, bốn ankan đầu (C1  C4 ) ;à chất khí, các ankan tiếp sau (C5 C19 ) là chất lỏng và từ C20 trở lên là chất rắn.
Tất cả các ankan đều nhẹ hơn nước và hầu như không tan trong nước , nhưng tan đực nhiều trong dung môi hữu cơ . Thí dụ : metan rất ít tan trong nước, nhưng lại dễ tan trong benzen , dầu hỏa, ete,…
Ankan đều là những chất không màu
4. Tính chất hóa học
- Do trong phân tử ankan chỉ có liên kết đơn  bền, nên các ankan tương đối trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ thường, chúng không phản ứng với axit, bazơ và các chất oxi hóa mạnh.
- Dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ và chất xúc tác, ankan tham gia vào các phản ứng thế, tách và oxi hóa.
1. Phản ứng thế:
Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế.VD
- Phản ứng: Halogen hóa.
- Sản phẩm: Dẫn xuất halogen.
 
Cơ chế phản ứng halogen hóa ankan:
- Bước khơi mào: Phân tử Cl2 hấp thụ ánh sáng bị phân cắt đồng li thành 2 nguyên tử Clo (gốc tự do).
- Bước phát triển dây chuyền: Gốc tự do Cl hoạt động, hút lấy nguyên tử H từ CH4 tạo thành HCl và gốc tự do CH3.
Gốc CH3 không bền, lại kết hợp nguyên tử Cl từ Cl2 thành CH3Cl và gốc tự do Cl ,… Quá trình này lặp đi, lặp lại rất nhiều lần như một dây chuyền phản ứng.
- Bước đứt dây chuyền: Các gốc tự do kết hợp với nhau thành các phân tử bền hơn.

 
2. Phản ứng tách: (bẻ gãy liên kết C–C và C–H)
Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr2O3, Fe, Pt…), các ankan không những bị tách hidro tạo thành các hidrocacbon không no mà các liên kết C–C có thể bị bẻ gãy tạo thành các phân tử nhỏ hơn.
3. Phản ứng oxi hóa:
Ankan cháy tỏa nhiệt, nên ứng dụng làm nhiên liệu.
Trường hợp không đủ oxi, phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi. VD:
H = –890 kJ
5. Điều chế và ứng dụng
a. Điều chế:
a.1. Trong công nghiệp:
Metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.
a.2. Trong phòng thí nghiệm:
- Từ Natri axetat:
- Từ nhôm cacbua
Thí nghiệm điều chế khí metan từ :
Hỗn hợp
CH3COONa,CaO,
NaOH
V
H2O
CH4
2. Ứng dụng:
Ankan được dùng làm nhiên liệu do tỏa nhiều nhiệt khi bị đốt cháy.
Ankan còn là nguyên liệu để điều chế các chất khác như: anken, ankin, andehit,…
Bài tập củng cố
Bài 1. công thức cấu tạo của etan là gì?
A. C2H4.
B. C2H6.
C. C2H2.
D. CH4.
Bài 2: Điền từ vào chỗ trống:
Công thức tổng quát của ankan là  
(với n là số nguyên dương); do đó ankan đơn giản
nhất là  . Tiếp theo là dãy này có
thể kéo dài vô tận. Mỗi một nguyên tử cacbon trong
ankan. Có cặp lai quỹ đạo là
(1)
(2)
(3)
(4)
A. metan
C. sp3
D.etan
B. CnH2n
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô