Tìm kiếm khái niệm hóa học

Hãy nhập vào khái niệm bất kỳ để bắt đầu tìm kiếm

Xicloankan | Khái niệm hoá học

Xicloankan là những hidrocacbon no mạch vòng. Phân tử xicloankan có thể có một vòng hoặc nhiều vòng. Tuy là hidrocacbon no nhưng thành phần phân tử của xicloankan thì cứ mỗi khi có một vòng lại giảm đi 2 nguyên tử H so với ankan có cùng số nguyên tử cacbon. Xicloankan có một vòng gọi là monoxicloankan hoặc xiclan. Công thức chung của xiclan là CnH2n (n lớn hơn hoặc 3). Các xicloankan có từ 2 vòng trở lên gọi chung là polixicloankan.


1. Tính chất vật lí thông thường

Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các xiclan biến đổi theo quy luật, nhìn chung tăng theo số nguyên tử C trong phân tử. Điểm đặc biệt là nhiệt độ sôi và nhất là nhiệt độ nóng chảy của chúng cao hơn nhiều so với ankan tương ứng (cùng số nguyên tử C). Sở dĩ như vậy là vì phân tử xiclan có hình dạng gọn gàng hơn nên sắp xếp được khít khao hơn làm cho lựt hút Van de Van giữa các phân tử lớn hơn.

Nhiệt độ nóng chảy cao bất thường của xiclohexan, của cuban và pentaprisman cũng là do hình dạng gọn gàng của chúng gây nên.

Các xiclan và các xicloankan nói chung đều nhẹ hơn nước, và đều nặng hơn các ankan có cùng số nguyên tử C. Điều đó chứng tỏ khoảng cách trung bình giữa các phân tử xicloankan nhỏ hơn so với ankan.

Tính tan của xicloankan tương tự tính tan của ankan. Xicloankan thuộc loại lipophin (ưa dầu mỡ) và hidrophobic (kị nước), chúng hòa tan các hợp chất mạch vòng tốt hơn so với ankan.

2. Tính chất hóa học

Xicloankan và ankan đều là hidrocacbon no, vì thế tính chất hóa học của chúng tương tự nhau. Chẳng hạn, xicloankan cũng bị halogen hóa, nitro hóa và sunfoclo hóa trong những điều kiện giống như ankan.

a. Phản ứng cộng mở vòng 3,4 cạnh

Xiclopropan tham gia phản ứng cộng giống như anken, khi đó vòng bị mở ra thành hợp chất mạch hở:

hinh-anh-xicloankan-197-0

Xiclobutan có phản ứng cộng chỉ với H2 ở nhiệt độ cao hơn so với xiclopropan

hinh-anh-xicloankan-197-1

Các vòng từ 5 cạnh trở lên không có những phản ứng cộng như trên, chúng chỉ bị hidro hóa mở vòng ở nhiệt độ cao (>500oC) khi có mặt xúc tác (trong những quá trình hidrocracking).

b. Phản ứng nhiệt phân

Ở nhiệt độ cao (>500oC) và có mặt xúc tác (Pt, Ni...) xicloankan bị dehidro hóa thành hidrocacbon thơm. Phản ứng này được sử dụng trong phương pháp refoming nhằm tăng chỉ số octan của xăng hoặc để sản xuất hidrocacbon thơm như benzen, toluen và xilen.

hinh-anh-xicloankan-197-2

Khi có nhôm clorua hoặc bromua xúc tác, xiclopropan bị đồng phân hóa thành propen, các xicloankan khác đồng phân hóa thành vòng 6 cạnh bền hơn

hinh-anh-xicloankan-197-3c. Phản ứng oxi hóa

Các xicloankan cháy hoàn toàn tạo thành CO2, H2O và tỏa nhiệt

hinh-anh-xicloankan-197-4

3. Ứng dụng

Hidrocacbon naphtenic là thành phần rất quan trọng trong nhiên liệu động cơ và dầu nhờn. Các monoxicloankan mạch nhánh ngắn do có chỉ số octan cao hơn n-ankan nên làm tăng chất lượng của xăng. Các monoxicloankan với mạch nhánh dài (Do khó bị đông đặc hơn) nên giữ được tính linh động của nhiên liệu ở nhiệt độ thấp. Chúng có độ nhớt cao và ít bị thay đổi theo nhiệt độ, vì vậy được dùng để sản xuất dầu nhờn. 

Xicloankan có trong dầu mỏ là nguồn nguyên liệu quý cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ. Chẳng hạn, xiclohexen tách từ phân đoạn sôi 60-90oC, hoặc thu được nhờ đồng phân hóa mrtylxiclopentan được dùng làm nguyên liệu sản xuất 2 loại tơ poliamit quan trọng là nilon 6 và nilon 6,6

hinh-anh-xicloankan-197-5

Xiclohexen và đồng đẳng được dùng để sản xuất benzen, toluen, xilen. Ngoài ra xiclohexen và decalin còn được dùng làm dung môi cho những chất ít phân cực.

4. Điều chế

a. Trong công nghiệp

Xicloankan có trong dầu mỏ (từ 30-60%) dưới dạng vòng 5 hoặc 6 cạnh với các mạch nhánh từ 1 đến hàng chục nguyên tử C, ngoài ra còn có các polixicloankan 2,3,4 hoặc 5 vòng. Chúng được gọi chung là hidrocacbon naphtenic hay naphten. Nhiều xicloankan được tách biệt từ dầu mỏ trước khi tổng hợp được chúng. Thí dụ: một số ankylxiclohexan tách được vào năm 1800, một số ankylxiclopentan tách được vào nawm1801... adamantan vào năm 1933. Khi chưng cất dầu mỏ, người ta thu được nhiều xicloankan vòng 5,6 cạnh ở phân đoạn sôi 60-90oC. Từ phân đoạn này, tinh cất tiếp theo có thể thu được xiclohexan, metylxiclopentan.. dùng trong công nghiệp.

b. Trong phòng thí nghiệm

Để điều chế xicloankan, thông thường người ta dùng phản ứng đóng vòng các hợp chất không vòng như: 

Đóng vòng dẫn xuất dihalogen bằng Na, Zn 

hinh-anh-xicloankan-197-6

Phản ứng cho hiệu suất tốt khi n = 5,6 ; hiệu suất thấp khi n = 3, 4, ; rất thấp khi n>6

 

 

Tổng số đánh giá:

Xếp hạng: / 5 sao

Các khái niệm hoá học liên quan

Tơ bán tổng hợp

Tơ nhân tạo (tơ bán tổng hợp) là tơ có nguồn gốc polime thiên nhiên được đem chế hóa bằng phương pháp hóa học làm thay đổi cấu tạo của polime thiên nhiên, đồng thời làm xuất hiện những tính chất mới mà polime thiên nhiên không có.

Xem chi tiết

Độ hòa tan

Độ hòa tan là một đặc điểm hòa tan của chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí vào dung môi để tạo ra một dung dịch đồng nhất. Độ hòa tan của một chất phụ thuộc chủ yếu vào các tính chất vật lý và hóa học của chất tan và dung môi cũng như nhiệt độ, áp suất và pH của dung dịch.

Xem chi tiết

Không khí được tạo thành từ đâu?

Không khí tồn tại xung quanh chúng ta là một dạng vật chất quan trọng bảo đảm duy trì sự tồn tại cho các dạng vật chất có sự sống. Có thể bạn không cảm nhận được không khí đang tồn tại xung quanh chúng ta từng giờ, từng phút, từng giây vì trong điều kiện thường nó tồn tại dưới dạng không màu, không mùi vị.

Xem chi tiết

Enzim

Enzym còn gọi là men là chất xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là protein.Trong cuộc sống sinh vật xảy ra rất nhiều phản ứng hóa học, với một hiệu suất rất cao, mặc dù ở điều kiện bình thường về nhiệt độ, áp suất, pH. Sở dĩ như vậy vì nó có sự hiện diện của chất xúc tác sinh học được gọi chung là enzyme. Như vậy, enzym là các protein xúc tác các phản ứng hóa học. Trong các phản ứng này, các phân tử lúc bắt đầu của quá trình được gọi là cơ chất, enzym sẽ biến đổi chúng thành các phân tử khác nhau. Tất cả các quá trình trong tế bào đều cần enzym. Enzym có tính chọn lọc rất cao đối với cơ chất của nó. Hầu hết phản ứng được xúc tác bởi enzym đều có tốc độ cao hơn nhiều so với khi không được xúc tác. Có trên 4 000 phản ứng sinh hóa được xúc tác bởi enzym. Hoạt tính của enzym chịu tác động bởi nhiều yếu tố. Chất ức chế là các phân tử làm giảm hoạt tính của enzym, trong khi yếu tố hoạt hóa là những phân tử làm tăng hoạt tính của enzym.

Xem chi tiết

Chất kị nước

Trong hóa học, chất kị nước hay không ưa nước là chất mà các phân tử của chúng có xu hướng kết tụ lại, do bị các phân tử nước đẩy (thực tế không có lực đẩy mà là không xuất hiện lực hấp dẫn), tạo ra pha không tan trong nước. Các chất kị nước bao gồm các hidrocacbon, dầu mỡ, chất béo…. Các chất kị nước được ứng dụng để loại dầu khỏi nước, xử lý tràn dầu, tách các chất không phân cực khỏi hỗn hợp các chất phân cực

Xem chi tiết
Xem tất cả khái niệm hoá học

Một số định nghĩa cơ bản trong hoá học.

Mol là gì?

Trong hóa học, khái niệm mol được dùng để đo lượng chất có chứa 6,022.10²³ số hạt đơn vị nguyên tử hoặc phân tử chất đó. Số 6,02214129×10²³ - được gọi là hằng số Avogadro.

Xem thêm

Độ âm điện là gì?

Độ âm điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử hút electron (liên kết) về phía mình.

Xem thêm

Kim loại là gì?

Kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử.

Xem thêm

Nguyên tử là gì?

Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn được nữa về mặt hóa học.

Xem thêm

Phi kim là gì?

Phi kim là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron; ngoại trừ hiđrô, phi kim nằm bên phải bảng tuần hoàn.

Xem thêm

Những sự thật thú vị về hoá học có thể bạn chưa biết

Sự thật thú vị về Hidro

Hydro là nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể bao gồm một proton trong hạt nhân được quay quanh bởi một electron duy nhất. Hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong số các nguyên tố và là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.

Xem thêm

Sự thật thú vị về heli

Heli là một mặt hàng công nghiệp có nhiều công dụng quan trọng hơn bong bóng tiệc tùng và khiến giọng nói của bạn trở nên vui nhộn. Việc sử dụng nó là rất cần thiết trong y học, khí đốt cho máy bay, tên lửa điều áp và các tàu vũ trụ khác, nghiên cứu đông lạnh, laser, túi khí xe cộ, và làm chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân và nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Các đặc tính của heli khiến nó trở nên không thể thiếu và trong nhiều trường hợp không có chất nào thay thế được heli.

Xem thêm

Sự thật thú vị về Lithium

Lithium là kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học, là kim loại mềm nhất. Lithium là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong BigBang! Dưới đây là 20 sự thật thú vị về nguyên tố Lithium - một kim loại tuyệt vời!

Xem thêm

Sự thật thú vị về Berili

Berili (Be) có số nguyên tử là 4 và 4 proton trong hạt nhân của nó, nhưng nó cực kỳ hiếm cả trên Trái đất và trong vũ trụ. Kim loại kiềm thổ này chỉ xảy ra tự nhiên với các nguyên tố khác trong các hợp chất.

Xem thêm

Sự thật thú vị về Boron

Boron là nguyên tố thứ năm của bảng tuần hoàn, là một nguyên tố bán kim loại màu đen. Các hợp chất của nó đã được sử dụng hàng nghìn năm, nhưng bản thân nguyên tố này vẫn chưa bị cô lập cho đến đầu thế kỉ XIX.

Xem thêm

So sánh các chất hoá học phổ biến.

MgNH4PO4K2MnF6

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Ammonium magnesium phosphate và chất Potassium hexafluoromanganate

Xem thêm

MnF3KSbF6

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Manganese(III) fluoride và chất Potassium hexafluoroantimonate

Xem thêm

NaSCNCr(OH)SO4

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Sodium thiocyanate và chất Chromium hydroxide sulfate

Xem thêm

C6H11O7NaFePO4

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Gluconic acid sodium và chất Iron(III) phosphate

Xem thêm