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|列兵
烷烴的物理性質(zhì)
有機(jī)化合物的物理性質(zhì)通常包括化合物的狀態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比重、折光率、溶解度、旋光度,這些物理常數(shù)是用物理方法測定出來的,可以從化學(xué)和物理手冊中查出來。
烷烴的化學(xué)性質(zhì)
烷烴的化學(xué)大多涉及自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),這些反應(yīng)要在很劇烈的條件下才能發(fā)生,并通常得到的是混合的產(chǎn)物。需要有一個(gè)活潑的質(zhì)點(diǎn)--典型的是一個(gè)原子或自由基--來對烷烴分子發(fā)起進(jìn)攻。產(chǎn)生活潑的質(zhì)點(diǎn)需要?jiǎng)×业臈l件:例如把鹵素分子離解為原子,或者甚至把烷烴分子本身離解。
活潑質(zhì)點(diǎn)進(jìn)攻時(shí),從烷烴中奪取氫,于是烷烴就轉(zhuǎn)變成一個(gè)活潑的質(zhì)點(diǎn),該質(zhì)點(diǎn)又把反應(yīng)過程繼續(xù)下去,也就是使鏈連續(xù)下去。但是一個(gè)烷烴分子含有許多氫原子,因此最終所得到的產(chǎn)物將取決于這些氫原子中哪一個(gè)被奪取。雖然進(jìn)攻的質(zhì)點(diǎn)可能表現(xiàn)出某種選擇性,但是它能從分子的任何部分奪取氫原子,因而導(dǎo)致形成許多異構(gòu)產(chǎn)物。
1.物質(zhì)狀態(tài):在室溫和一個(gè)大氣壓下,C1-C4是氣體,C5-C16是液體,C17以上是固體。
2.沸點(diǎn):正烷烴的沸點(diǎn)是隨著分子量的增加而有規(guī)律升高。液體沸點(diǎn)的高低決定了分子間引力的大小,分子間引力愈大,使之沸騰就必須提供更多的能量,所以沸點(diǎn)就愈高。而分子間引力的大小取決了分子結(jié)構(gòu)。
分子間的引力稱為范德華引力(靜電引力,誘導(dǎo)力和色散力)。
正烷烴的偶極距都等于零。是非極性分子。引力是由于色散力所產(chǎn)生的,分子量越大,即碳原子數(shù)越多,電子數(shù)也越多。分子間接觸面增大,色散力當(dāng)然也就越大沸點(diǎn)就越高。
色散力只有近距離內(nèi)才能有效地產(chǎn)生作用,隨著距離的增大而減弱。在分子量相同的烷烴中,含支鏈的分子中由于支鏈的阻礙,使分子間靠近接觸的程度不如正烷烴。所以正烷烴的沸點(diǎn)高于它的異構(gòu)體。
正戊烷 b.p. 36.10C 新戊烷 b.p. 9.50C
3.熔點(diǎn);正烷烴的熔點(diǎn),同系列C1-C3不那么規(guī)則,但C4以上的是隨著碳原子數(shù)的增加而升高。不過,其中偶數(shù)的升高多一些,以至含奇數(shù)和含偶數(shù)的碳原子的烷烴各構(gòu)成一條熔點(diǎn)曲線,偶數(shù)在上,奇數(shù)在下。
解釋:在晶體中,分子間的作用力不僅取決于分子的大小,而且取決于警惕中碳鏈的空間排布情況。排列緊密(分子間的色散力就大)熔點(diǎn)就高。
在共價(jià)化合物晶格中的質(zhì)點(diǎn)是分子,偶數(shù)碳的烷烴具有較高的對稱性,使碳鏈之間的排列比奇數(shù)的緊密(分子間的色散力大)。所以。含偶數(shù)的烷烴的熔點(diǎn)比奇數(shù)的升高就多一些。
正戊烷 m.p. –1290C 新戊烷 m.p. –16.60C
4.比重正烷烴的比重是隨著碳原子的數(shù)目增加逐漸有所增大,二十烷以下的按近于0.78。這也與分子間引力有關(guān),分子間引力增大,分子間的距離相應(yīng)減小,比重則增大。
5.溶解度:烷烴不容與水,能溶于某些有機(jī)溶劑,尤其是烴類中。“相似相溶”,結(jié)構(gòu)相似,分子間的引力相似,就能很好溶解。烷烴的化學(xué)性質(zhì)
烷烴的化學(xué)大多涉及自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),這些反應(yīng)要在很劇烈的條件下才能發(fā)生,并通常得到的是混合的產(chǎn)物。需要有一個(gè)活潑的質(zhì)點(diǎn)--典型的是一個(gè)原子或自由基--來對烷烴分子發(fā)起進(jìn)攻。產(chǎn)生活潑的質(zhì)點(diǎn)需要?jiǎng)×业臈l件:例如把鹵素分子離解為原子,或者甚至把烷烴分子本身離解。
活潑質(zhì)點(diǎn)進(jìn)攻時(shí),從烷烴中奪取氫,于是烷烴就轉(zhuǎn)變成一個(gè)活潑的質(zhì)點(diǎn),該質(zhì)點(diǎn)又把反應(yīng)過程繼續(xù)下去,也就是使鏈連續(xù)下去。但是一個(gè)烷烴分子含有許多氫原子,因此最終所得到的產(chǎn)物將取決于這些氫原子中哪一個(gè)被奪取。雖然進(jìn)攻的質(zhì)點(diǎn)可能表現(xiàn)出某種選擇性,但是它能從分子的任何部分奪取氫原子,因而導(dǎo)致形成許多異構(gòu)產(chǎn)物。
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