освітній портал

Атом вуглецю в молекулі метану знаходиться в стані sp3- гібрідізаціі.В результаті перекривання чотирьох гібридних орбіталей атома вуглецю з s-орбиталями атомів водоорда утворюється досить міцна молекула метану.

Метан-газ без кольору і запаху, легший за повітря, малорастворим в воде.Предельние вуглеводні здатні горіти, утворюючи оксид вуглецю (IV) і воду.Метан горить блідим синюватим полум'ям: CH4 + 2O2 = 2H2O

У суміші з повітрям (або з киснем, особливо в співвідношенні за обсягом 1: 2, що видно з рівняння реакції) метан утворює вибухові смесі.Поетому він небезпечний як в побуті (витік газу через крани), так і в шахтах.Прі неповному згорянні метану утворюється сажа.Так її отримують в промислових условіях.В присутності каталізаторів при окисленні метану отримують метиловий спирт і формальдегід

При сильному нагріванні метан розпадається по рівнянню: CH4 = C + 2H2

У печах спеціальної конструкції розпад метану може бути здійснений до проміжного продукту-ацітелена:

Для метану характерні реакції замещенія.На світла або звичайній температурі галогени-хлор і бром-поступово (по стадіях) витісняють з молекули метану водень, утворюючи так звані галогенопроізводние.Атоми хлору замещяют атоми водню в ній з утворенням суміші різних сполук:

CH3Cl-хлорметана (хлористого метилу), CH2Cl2-дихлорметана, CHCl3-тріхлорметан, CCl4-тетрахлорметана

З цієї # 9; суміші кожне з'єднання може бути виделено.Важное значення мають хлороформ ітетрахлорметан як розчинники смол, жирів, каучуку та інших органічних речовин.

Освіта галогенопроізводних метану протікають по ланцюговому свободнорадикальному механізму.Под дією світла молекули хлору розпадаються на неорганічні радикали: Cl2 = 2Cl

Неорганічний радикал Cl відриває від молекули метану атом водню з одним електроном, утворюючи HCl і вільний радикал CH3 H H

Вільний радикал взаємодіє з молекулою хлору Cl2, утворюючи галогенопроїзводниє і радикал хлору:

Метан при звичайній температурі володіє більшою стійкістю до кислот, лугів і багатьом окіслітелям.Однако він вступає в реакцію з азотною кислотою:

Метан не здатний до реакцій приєднання, оскільки в його молекулі всі валентності насичені.

Наведені реакції заміщення супроводжуються розривом зв'язків C-H.Однако відомі процеси, при яких відбувається не тільки розщеплення зв'язків C-H, але і розрив ланцюга вуглецевих атомів (у гомологів метану) Ці реакції протікають при високих температурах і в присутності каталізаторов.Напрімер:

C4H10 + H2-процес дегидрогенизации

Метан широко поширений в пріроде.Он є головною складовою частиною багатьох горючих газів як природних (90-98%), так і штучних, що виділяються при сухій перегонці дерева, торфу, кам'яного вугілля, а також при крекінгу нафти

Метан виділяється з дна боліт і з кам'яновугільних пластів в рудниках, де він утворюється при повільному розкладанні рослинних залишків без доступу повітря, Тому метан часто називають болотним газом або рудниковим газом

У лабораторних умов метан отримують при нагріванні смессі ацетату натрію з гідроксидом натрію:

CH3 | COONa + NaO | H = Na2CO3 + CH4 |

або при взаємодії карбіду алюмінію з водою:

Al4C3 + 12H2O = 4Al (OH) 3 + 3CH4 |

В останньому випадку метан виходить вельми чистим.

Метан може бути отриманий з простих речовин при нагріванні в присутності каталізатора: Ni

А також синтезом на основі водяного газу

Гомологи метану, як і метан, в лабораторних умовах отримують прожарювання солей відповідних органічних кислот з щелочамі.Другой спосіб-реакція Вюрца. тобто нагрівання моногалогенопохідних з металевим натрієм, наприклад

C2H5 | Br + 2Na + Br | C2H5 = C2H5-C2H5 + 2NaBr

В техніці для отримання синтетичного бензину (суміш вуглеводнів, що містять 6-10 атомів вуглецю) застосовують синтез з оксиду вуглецю (II) і водню в присутності каталізатора (з'єднання кобальту) і при підвищеному давленіі.Процесс можна виразити рівнянням:

Завдяки великій теплотворної здатності метан у великих кількостях витрачається в якості палива (в побуті-побутовий газ і в промешленності.Шіроко застосовуються одержувані з нього речовини: водень, ацітелен, сажа.Он служить вихідною сировиною для отримання формальдегіду, метилового спирту, а також різних синтетичних продуктів

Велике промислове значення має окислення вищих граничних вуглеводнів-парафінів з числом вуглецевих атомів 20-25.Етім шляхом отримують синтетичні жирні кислоти з різною довжиною ланцюга, які використовуються для виробництва мив, різних миючих засобів, мастильних матеріалів, лаків і емалей.

Рідкі вуглеводні використовуються як пальне (вони входять до складу бензину і гасу) .Алкани широко використовуються в органічному синтезі.