No artigo consideraremos a preparação dos cicloalcanos e as características de sua estrutura. Vamos tentar explicar as propriedades características dessas substâncias, com base nas características de sua estrutura.
Estrutura
Para começar, vamos analisar a estrutura da classe nomeada de hidrocarbonetos orgânicos. Todos os compostos cíclicos são divididos em espécies heterocíclicas e carbocíclicas.
O segundo grupo tem três átomos de carbono dentro do ciclo fechado. Os compostos heterocíclicos, além do carbono, também contêm átomos de enxofre, oxigênio, fósforo e nitrogênio em suas moléculas.
Há uma divisão dos compostos carbocíclicos em substâncias aromáticas e alicíclicas.
Substâncias alicíclicas
Incluem cicloalcanos. As propriedades químicas e a produção dessas substâncias são determinadas precisamente pela estrutura fechada dessa classe de hidrocarbonetos.
Substâncias alicíclicas são aquelas que possuem um ou mais ciclos não aromáticos. A preparação e uso de cicloalcanos são considerados em termos de sua relação com compostos alicíclicos.
Classificação
O representante mais simples desta classehidrocarboneto é o ciclopropano. Possui apenas três átomos de carbono em sua estrutura. Representantes desta série homóloga também são chamados de parafinas. Em termos de suas propriedades químicas e físicas, eles são semelhantes aos hidrocarbonetos saturados. As moléculas contêm ligações simples formadas por orbitais híbridos. Nos cicloalcanos, o tipo de hibridização é sp3.
A composição total da classe é expressa pela fórmula СНН2н. Esses compostos são isômeros interclasses de hidrocarbonetos de etileno.
De acordo com a nomenclatura internacional moderna de substituição, ao nomear representantes desta classe, o prefixo "ciclo" é adicionado ao hidrocarboneto correspondente em termos de número de átomos. Neste caso, por exemplo, são obtidos ciclohexano, ciclopentano. A nomenclatura racional fornece nomes de acordo com o número de grupos metileno fechados CH2. Devido a isso, o ciclopropano será chamado de trimetileno e o ciclobutano - tetrametileno.
Esta classe de substâncias orgânicas é caracterizada por isomerismo estrutural em relação ao número de átomos de carbono no ciclo, bem como isomerismo óptico.
Opções de educação
Agora vamos ver como funciona o recebimento. Os cicloalcanos podem ser obtidos de várias maneiras, dependendo do material de partida escolhido para realizar a transformação química. Analisaremos as principais opções para a síntese de parafinas.
Então, como é obtê-los? Os cicloalcanos são formados pela ciclização de derivados diahalogênicos de hidrocarbonetos saturados. De maneira química semelhante,ciclos de quatro e três membros. Por exemplo, ciclopropano. Consideremos sua preparação com mais detalhes - os cicloalcanos, que são os primeiros representantes desta série homóloga, são formados pela ação do magnésio metálico ou do zinco sobre o derivado dihalogênico do alcano correspondente.
E como os compostos cíclicos de cinco e seis membros podem ser formados, como eles são obtidos? É bastante difícil criar cicloalcanos com tal número de átomos de carbono na estrutura, pois devido à conformação haverá um problema com a ciclização da molécula. Este fenômeno é explicado pela rotação livre na ligação C-C, o que reduz significativamente a probabilidade de obter um composto cíclico. Para a formação desses representantes de cicloalcanos, 1, 2- ou 1, 3-dihalogênio derivados do alcano correspondente atuam como materiais de partida.
Entre os métodos de síntese de parafinas, destacamos também o processo de descarboxilação de ácidos e sais dicarboxílicos. Os cicloalcanos de cinco e seis membros são obtidos por condensação intermolecular.
E entre os métodos especiais de sua formação, notamos a reação entre alcenos e carbenos, a redução de derivados contendo oxigênio de ciclocompostos.
Propriedades Químicas
Todas as formas possíveis de obtenção de cicloalcanos e suas interações são determinadas pelas peculiaridades da estrutura química. Dada a presença de uma estrutura cíclica, dentre as principais propriedades químicas dos cicloalcanos, destacamos as reações de adição de hidrogênio (hidrogenação), sua eliminação (desidrogenação).
Para reaçõesum catalisador é usado, no papel de que platina, paládio pode atuar. A interação é realizada a uma temperatura elevada, seu valor depende do tamanho do ciclo. Quando uma molécula de hidrocarboneto cíclico é exposta à radiação UV, uma reação de cloração (adição de cloro) pode ser realizada.
Como todos os representantes de compostos orgânicos, o cicloalcano é capaz de entrar em uma reação de combustão, formando após a interação dióxido de carbono, vapor de água. Esta reação refere-se a processos exotérmicos, pois é acompanhada pela liberação de uma quantidade suficiente de calor.
Conclusão
Parafinas são compostos de hidrocarbonetos fechados formados a partir de alcanos dihalogenados ou outros compostos orgânicos. As características de sua estrutura determinam as propriedades químicas básicas dos cicloalcanos e suas áreas de aplicação. Eles são usados principalmente em síntese orgânica para obter substâncias orgânicas contendo oxigênio.
