Định nghĩa Ankan là gì? Dãy đồng đẳng, đồng phân và danh pháp ankan

Dãy đồng đẳng ankan

CH4 và các chất có công thức phân tử như C2H6, C3H8, C4H10, C5H12,… được gọi là dãy đồng đẳng ankan với công thức tổng quát của ankan là CnH2n+2 (n ≥ 1).

Đồng phân

Từ C4H10 trở đi, mỗi công thức phân tử sẽ ứng với các công thức cấu tạo mạch cacbon không phân nhánh và có phân nhánh của các đồng phân mạch cacbon. Chẳng hạn, công thức phân tử C2H5 sẽ ứng với các chất đồng phân cấu tạo như sau:

Danh pháp của ankan

Một số ankan mạch cacbon không phân nhánh với danh pháp khác nhau được giới thiệu trong bảng dưới đây:Tên gọi của ankan mạch thẳng = Tên mạch cacbon + anVí dụ: CH4: MetanC2H6: EtanC3H8: PropanC4H10: ButanTên gọi của ankan mạch nhánh = Vị trí mạch nhánh - tên nhánh + tên mạch chính + an. Trong đó: Với trường hợp chỉ có 1 nhánh CH3 ở nguyên tử C số 2, ta thêm tiền tố iso ở cuối.Với trường hợp có 2 nhánh CH3 ở nguyên tử C số 2, ta thêm tiền tố neo.

Tên gọi của ankan mạch thẳng

Tên gọi của ankan mạch nhánh

Tên thông thường của ankan

Dưới đây là bảng tồng hợp các tên thông thường của ankan: XÂY DỰNG NỀN TẢNG TOÁN HỌC VỮNG CHẮC CHO TRẺ TỪ NHỎ VỚI ĐA PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TÍCH CỰC, CHI PHÍ CỰC RẺ CHƯA ĐẾN 2K/NGÀY CÙNG MONKEY MATH.

Tính chất vật lý của ankan

Dưới đây là các tính chất vật lý ankan mà bạn cần biết:

Tính chất hóa học của ankan

Trong nhiệt độ thường, các ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và các chất oxi hóa. Nhưng khi được đun nóng hoặc chiếu sáng, các ankan dễ dàng tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách hidro và phản ứng cháy. Cùng tìm hiểu tính chất hoá học ankan thông qua 3 loại phản ứng điển hình nhất. Dưới đây là các phản ứng của ankan điển hình:

Phản ứng thế bởi halogen

Đây là một tính chất hóa học ankan đặc trưng, cụ thể như:Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan:Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự metan: Đối với ankan có mạch cacbon từ 3 C trở lên, clo và brom sẽ ưu tiên thế H ở các cacbon có bậc cao tạo thành sản phẩm chính.Vì ankan có phản ứng mãnh liệt với flo nên sẽ bị phân hủy thành C và HF: CnH2n+2 + (n+1)F2 → nC + (2n+2)HFAnkan không phản ứng thế với Iot. Khả năng phản ứng của dãy halogen với ankan giảm theo thứ tự: F2 > Cl2 > Br2> I2.Nhận xét:

Phản ứng tách

Dưới tác dụng của nhiệt và những chất xúc tác thích hợp, các ankan có phân tử khối nhỏ sẽ bị tách hiđro thành hiđrocacbon không no tương ứng.Ví dụ: CH3 - CH3 → CH2=CH2 + H2 (500 độ C, chất xúc tác)Phương trình tổng quát: CnH(2n+2) → CnH2n + H2 (nhiệt độ, Fe)Ở nhiệt độ cao và chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hiđro, các ankan còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.Lưu ý:

Phản ứng oxi hóa

Khi bị đốt, các ankan đều cháy và tỏa ra nhiều nhiệt theo công thức chung: CnH2n+2 + (3n+1/2) O2 → nCO2 + (n+1) H2ONếu thiếu oxi, phản ứng cháy của ankan xảy ra không hoàn toàn: Sản phẩm cháy còn có C, CO,.. ngoài CO2 và nước. Nhận xét:

Cách xác định sản phẩm chính của ankan

Để xác định sản phẩm chính của ankan, ta cần dựa vào các nguyên tắc sau:Ví dụ: Khi ankan tác dụng với halogen, sản phẩm chính là đồng phân ankyl halogen có bậc cao hơn. Ví dụ, khi metan tác dụng với clo, sản phẩm chính là CH3Cl, không phải CH2Cl2 hoặc CCl4.

Điều chế ankan trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

Đâu là cách ankan được tạo ra? Cùng Monkey tìm hiểu cách điều chế của hợp chất này trong 2 môi trường: Phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.

Điều chế ankan trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, metan được điều chế bằng cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút theo phương trình: CH3COONa + NaOH → CH4↑ + Na2CO3 (ĐK: CaO, nhiệt độ)

Điều chế ankan trong công nghiệp

Người ta tìm thấy một lượng lớn ankan (CH4, C2H6, C3H8, C4H10 …) trong dầu mỏ, khí dầu mỏ, khí thiên nhiên,… Thông qua phương pháp chưng cất phân đoạn, ankan trong công nghiệp thu được ở những phân đoạn chưng cất khác nhau.

Những ứng dụng của ankan phổ biến

Với những tính chất vật lý và hóa học trên, ankan mang lại những ứng dụng đa dạng và khác nhau trong thực tiễn đời sống. Điển hình các ứng dụng ankan là:

So sánh ankan, anken, ankin

Từ đặc điểm cấu tạo và tính chất, ta có bảng so sánh ankan, anken và ankin như sau: Xem thêm:

Bài tập về ankan SGK Hóa học 11 kèm lời giải chi tiết

Để nắm được những kiến thức trọng tâm đầy đủ nhất về ankan, cùng Monkey vận dụng lý thuyết đã học để thực hành một số bài tập cơ bản trong SGK Hóa học 11 dưới đây.

Bài 1 (trang 115 SGK Hóa 11)

Thế nào là hidrocacbon no, ankan, xicloankan?Gợi ý đáp án: Hiđrocacbon no là hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ có liên kết đơn. hiđrocacbon no được chia thành hai loại:Hiđrocacbon no là nguồn nhiên liệu chính và là nguồn nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp hóa học.

Bài 2 (trang 115 SGK Hóa 11)

Viết công thức phân tử của các hidrocacbon tương ứng với các gốc ankyl sau: -CH3 ; -C3H7; -C6H13Gợi ý đáp án:

Bài 4 (trang 116 SGK Hóa 11)

Các hidrocacbon no được dùng làm nhiên liệu do nguyên nhân nào sau đây?A. Hiđrocacbon no có phản ứng thế .B. Hiđrocacbon no có nhiều trong tự nhiên.C. Hiđrocacbon no là chất nhẹ hơn nước.D. Hiđrocacbon no cháy tỏa nhiều nhiệt và có nhiều trong tự nhiênLời giải: Đáp án D.

Bài 5 (trang 116 SGK Hóa 11)

Hãy giải thích:a) Tại sao không được để các bình chứa xăng, dầu (gồm các ankan) gần lửa, trong khi đó người ta có thể nấu chảy nhựa đường để làm giao thông.b) Không dùng nước để dập các đám cháy xăng, dầu mà phải dùng cát hoặc bình chứa khí cacbonic.Gợi...

Bài 7 (trang 116 SGK Hóa 11)

Khi đốt cháy hoàn toàn 3,6g ankan X thu được 5,6 lít khí CO2 (đktc). Công thức phân tử của X là:A. C3H8 ; B. C5H10C. C5H12 ; D. C4H10Gợi ý đáp án: Gọi công thức phân tử của ankan là: CnH2n+2⇒ n = 5 ⇒ ankan là C5H12Vậy đáp án đúng là C.

Bài tập áp dụng tính chất hóa học của ankan để học sinh tự luyện

Ngoài những bài tập trong SGK chương trình hóa học 10, dưới đây là một số bài tập liên quan để các em cùng luyện tập:Câu 1: Hợp chất hữu cơ X có tên gọi là: 2 - Clo - 3 - metylpentan. Công thức cấu tạo của X là:A. CH3CH2CH(Cl)CH(CH3)2B. CH3CH(Cl)CH(CH3)CH2CH3C. CH3CH2CH(CH3)CH...