Công thức tổng quát của dãy đồng đẳng ankan đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và tính toán các chuỗi hợp chất hóa học. Bài viết này sẽ đưa chúng ta sâu vào thế giới phức tạp của dãy đồng đẳng ankan và mở đầu với công thức tổng quát, từ đó tìm hiểu về cấu trúc và tính chất của các hợp chất thuộc loại này
1. Ankan là gì?
Ankan là những hydrocacbon no, mạch hở, trong phân tử chỉ có các liên kết đơn C-C và C-H. Công thức chung của ankan là CnH2n+2.
Bạn đang xem: Công thức tổng quát của dãy đồng đẳng ankan là
Ankan là những chất khí, lỏng hoặc rắn ở nhiệt độ thường, tùy thuộc vào số lượng nguyên tử cacbon trong phân tử. Các ankan nhẹ hơn nước, không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ.
Ankan có tính chất hóa học tương đối trơ, ít phản ứng với các chất khác. Các phản ứng hóa học của ankan chủ yếu là phản ứng thế, như phản ứng thế halogen, phản ứng thế nitro, phản ứng thế ete,…
Một số ứng dụng của ankan:
- Dùng làm nhiên liệu, như xăng, dầu,…
- Dùng làm nguyên liệu cho sản xuất hóa chất, như etilen, propilen, butilen,…
- Dùng làm dung môi, như pentan, hexan,…
Một số ví dụ về ankan:
- Metan (CH4)
- Etan (C2H6)
- Propan (C3H8)
- Butan (C4H10)
- Pentan (C5H12)
Ankan là một nhóm hóa học quan trọng, có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.
2. Đồng phân và tên gọi của Ankan là gì?
2.1. Đồng phân
Ankan có số đồng phân tăng dần theo số nguyên tử cacbon trong phân tử.
Đối với ankan có số nguyên tử cacbon từ 1 đến 4, chỉ có 1 đồng phân.
Đối với ankan có số nguyên tử cacbon từ 5 đến 9, có 2 đồng phân.
Đối với ankan có số nguyên tử cacbon từ 10 đến 14, có 3 đồng phân.
…
Ví dụ:
- Ankan có 1 nguyên tử cacbon: metan (CH4)
- Ankan có 2 nguyên tử cacbon: etan (C2H6)
- Ankan có 3 nguyên tử cacbon: propan (C3H8)
- Ankan có 4 nguyên tử cacbon: butan (C4H10)
- Ankan có 5 nguyên tử cacbon: pentan (C5H12)
2.2. Tên gọi
Tên gọi của ankan được gọi theo quy tắc sau:
- Tên của ankan được bắt đầu bằng tiền tố “an”.
- Số nguyên tử cacbon trong phân tử được chỉ ra bằng các tiền tố “meth”, “eth”, “prop”, “but”, “pent”, “hex”, “hept”, “oct”, “non”, “dec”.
- Nếu phân tử có nhánh, thì nhánh được đặt tên theo quy tắc của các hợp chất hữu cơ.
Ví dụ:
- CH4: metan
- C2H6: etan
- C3H8: propan
- C4H10: butan
- C5H12: pentan
- C6H14: hexan
- C7H16: heptan
- C8H18: octane
- C9H20: nonan
- C10H22: decan
Một số lưu ý khi đặt tên ankan:
Nếu phân tử có nhiều nhánh, thì nhánh được xếp theo thứ tự ưu tiên sau:
- Các nhánh có gốc halogen được ưu tiên hơn các nhánh không có gốc halogen.
- Các nhánh có gốc chức được ưu tiên hơn các nhánh không có gốc chức.
- Các nhánh có số nguyên tử cacbon nhiều hơn được ưu tiên hơn các nhánh có số nguyên tử cacbon ít hơn.
- Nếu hai nhánh có cùng thứ tự ưu tiên, thì nhánh được đặt tên trước là nhánh có gốc cacbon thấp hơn.
Nếu phân tử có hai nhánh giống nhau, thì tên của nhánh được đặt trước tên của ankan và được lặp lại hai lần.
Nếu phân tử có hai nhánh khác nhau, thì tên của nhánh được đặt trước tên của ankan, theo thứ tự ưu tiên đã nêu ở trên.
Nếu phân tử có hai nhánh giống nhau và có nhánh khác, thì tên của nhánh giống nhau được đặt trước tên của ankan, theo thứ tự ưu tiên đã nêu ở trên.
3. Tính chất hóa học của Ankan là gì?
Ankan có tính chất hóa học tương đối trơ, ít phản ứng với các chất khác. Các phản ứng hóa học của ankan chủ yếu là phản ứng thế, như phản ứng thế halogen, phản ứng thế nitro, phản ứng thế ete,…
3.1. Phản ứng thế halogen
Ankan có thể phản ứng với halogen (Cl2, Br2, I2) trong điều kiện ánh sáng hoặc nhiệt độ cao, tạo thành các dẫn xuất halogen của ankan.
Chẳng hạn, metan (CH4) phản ứng với clo (Cl2) trong điều kiện ánh sáng tạo thành clometan (CH3Cl):
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
3.2. Phản ứng thế nitro
Ankan có thể phản ứng với axit nitric (HNO3) loãng, nguội tạo thành dẫn xuất nitro của ankan.
Chẳng hạn, metan (CH4) phản ứng với axit nitric (HNO3) loãng, nguội tạo thành nitrometan (CH3NO2):
Xem thêm : Bầu 3 tháng đầu ăn lươn được không? Cách nấu cháo lươn phải xem ngay mẹ ơi!
CH4 + HNO3 → CH3NO2 + H2O
3.3. Phản ứng thế ete
Ankan có thể phản ứng với oxit etylic (C2H5OH) tạo thành ete.
Chẳng hạn, metan (CH4) phản ứng với oxit etylic (C2H5OH) tạo thành metyl ete (CH3OCH3):
CH4 + C2H5OH → CH3OCH3 + H2O
Ngoài ra, ankan còn có thể tham gia các phản ứng hóa học khác, như phản ứng tách hidro, phản ứng cộng hợp,…
3.4. Ứng dụng của Ankan
Ankan có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất, như:
- Dùng làm nhiên liệu, như xăng, dầu,…
- Dùng làm nguyên liệu cho sản xuất hóa chất, như etilen, propilen, butilen,…
- Dùng làm dung môi, như pentan, hexan,…
Ankan là một nhóm hóa học quan trọng, có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.
4. Một số bài tập minh họa về Ankan
4.1. Bài tập 1
Viết công thức cấu tạo của các ankan có số nguyên tử cacbon từ 1 đến 10.
Giải:
Ankan có 1 nguyên tử cacbon: CH4 (metan)
Ankan có 2 nguyên tử cacbon: C2H6 (etan)
Ankan có 3 nguyên tử cacbon: C3H8 (propan)
Ankan có 4 nguyên tử cacbon: C4H10 (butan)
Ankan có 5 nguyên tử cacbon: C5H12 (pentan)
Ankan có 6 nguyên tử cacbon: C6H14 (hexan)
Ankan có 7 nguyên tử cacbon: C7H16 (heptan)
Ankan có 8 nguyên tử cacbon: C8H18 (octan)
Ankan có 9 nguyên tử cacbon: C9H20 (nonan)
Ankan có 10 nguyên tử cacbon: C10H22 (decan)
4.2. Bài tập 2
Cho biết số đồng phân của các ankan có số nguyên tử cacbon từ 1 đến 10.
Giải:
Ankan có 1 nguyên tử cacbon: 1 đồng phân
Ankan có 2 nguyên tử cacbon: 1 đồng phân
Ankan có 3 nguyên tử cacbon: 2 đồng phân
Ankan có 4 nguyên tử cacbon: 3 đồng phân
Ankan có 5 nguyên tử cacbon: 5 đồng phân
Ankan có 6 nguyên tử cacbon: 9 đồng phân
Xem thêm : Phân tích tác phẩm Ai đã đặt tên cho dòng sông- Hoàng Phủ Ngọc Tường
Ankan có 7 nguyên tử cacbon: 18 đồng phân
Ankan có 8 nguyên tử cacbon: 35 đồng phân
Ankan có 9 nguyên tử cacbon: 63 đồng phân
Ankan có 10 nguyên tử cacbon: 120 đồng phân
4.3. Bài tập 3
Viết tên của các ankan có công thức cấu tạo sau:
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
Giải:
CH4: metan
C2H6: etan
C3H8: propan
C4H10: butan
C5H12: pentan
4.4. Bài tập 4
Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa metan (CH4) với clo (Cl2) trong điều kiện ánh sáng.
Giải:
Phản ứng giữa metan (CH4) với clo (Cl2) trong điều kiện ánh sáng tạo thành clometan (CH3Cl):
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
Vậy sản phẩm của phản ứng là clometan (CH3Cl) và axit clohydric (HCl).
4.5. Bài tập 5
Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa metan (CH4) với axit nitric (HNO3) loãng, nguội.
Giải:
Phản ứng giữa metan (CH4) với axit nitric (HNO3) loãng, nguội tạo thành nitrometan (CH3NO2):
Xem thêm : Bầu 3 tháng đầu ăn lươn được không? Cách nấu cháo lươn phải xem ngay mẹ ơi!
CH4 + HNO3 → CH3NO2 + H2O
Vậy sản phẩm của phản ứng là nitrometan (CH3NO2) và nước (H2O).
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp