Ankan là một nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng trong chương trình hóa học lớp 11. Ankan có nhiều tính chất, ứng dụng và cách điều chế đa dạng.
Trong bài viết này, hãy cùng huanluyenantoanlaodong tìm hiểu về ankan và kiến thức liên quan đến nhóm hợp chất này, đông thời giải đáp cho bài tập “định nghĩa nào sau đây đúng về ankan”
Câu hỏi: định nghĩa nào sau đây đúng về ankan
A. Ankan là những hidrocacbon no có mạch vòng.
B. Ankan là những hidrocacbon no không có mạch vòng.
C. Ankan là những hidrocacbon chỉ có chứa liên kết đơn.
D. Ankan là những hợp chất hữu cơ chỉ có chứa liên kết đơn
Đáp án đúng là B. Nhận định “Ankan là những hidrocacbon no không có mạch vòng” là nhận định sai về ankan.
Ankan là gì?
Ankan là hydrocarbon mạch hở, tức là các phân tử ankan chỉ chứa các liên kết C – C và C – H. Điều này có nghĩa Ankan là các hydrocarbon không tạo mạch vòng, trong đó mỗi phân tử chứa số nguyên tử hydro cực đại và không chứa các liên kết đôi. Các ankan có tính chất hóa học tương đối ổn định và thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và thương mại.
Ankan được ứng dụng nhiều trong thực tế đời sống như làm dung môi, dầu bôi trơn, nhiên liệu hàn xì cắt kim loại như CH4. Metan CH4 chính là một trong những chất nằm trong dãy Ankan hidrocacbon no.
Ví dụ về một số ankan bao gồm: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12) và hexan (C6H14).
Công thức tổng quát của Ankan là CnH2n+2 với n là số nguyên dương. Hợp chất trong dãy Ankan có công thức hoá học đơn giản nhất chính là Metan: CH4. Tiếp theo là Êtan có công thức C2H6.
Đặc điểm cấu tạo của ankan
– Đồng phân
Các nguyên tử cacbon trong các alkan có chứa hơn 3 nguyên tử cacbon (bắt đầu từ C4H10) có thể sắp xếp theo nhiều cách khác nhau, tạo ra các đồng phân khác nhau. Alkan “thông thường” có cấu trúc thẳng, không phân nhánh. Số lượng các đồng phân tăng nhanh theo số lượng nguyên tử cacbon
– Danh pháp
+ Các ankan mạch thẳng (không phân nhánh)
Các alkan chứa 5 hoặc nhiều hơn nguyên tử cacbon được đặt tên bằng cách bổ sung thêm hậu tố -an vào quy ước chính xác của IUPAC để đọc các số. Do đó, C5H12-pentan; C6H14-hexan; C7H16-heptan; C8H18-octan;…
Mười phân tử đầu tiên của dãy (theo số lượng nguyên tử cacbon) được đặt tên như sau: methan – CH4; etan – C2H6; propan – C3H8; butan – C4H10; pentan – C5H12; hexan – C6H14; heptan – C7H16; octan – C8H18; nonan – C9H20; đecan – C10H22
+ Các ankan mạch nhánh
Các alkan mạch nhánh được đặt tên như sau: Xác định mạch các nguyên tử cacbon dài nhất; Đánh số các nguyên tử cacbon trong mạch này, bắt đầu từ 1 tại đầu gần nhánh hơn và tiếp tục đếm cho đến khi gặp nguyên tử cacbon cuối cùng của mạch đó ở đầu kia.
Kiểm tra các mạch nhánh theo trật tự. Các tiền tố di-, tri-, tetra- v.v nếu có nhiều nhánh trong mạch, hoặc không có gì nếu nhánh được đính vào chỉ một chỗ duy nhất.
Dãy đồng đẳng, đồng phân và danh pháp của ankan
Dãy đồng đẳng của ankan là dãy các hợp chất có công thức tổng quát CnH2n+2 (n ≥ 1), trong đó n tăng dần từ 1. Các thành viên trong dãy đồng đẳng có tính chất vật lý và hóa học tương tự nhau.
Đồng phân của ankan là các hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về công thức cấu tạo. Đồng phân của ankan có thể do mạch cacbon không phân nhánh hoặc có phân nhánh.
Danh pháp của ankan là cách gọi tên các hợp chất theo quy tắc IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Danh pháp của ankan bao gồm các bước sau:
- Chọn mạch cacbon dài nhất và nhiều nhánh nhất làm mạch chính.
- Đánh số thứ tự các nguyên tử cacbon mạch chính từ phía gần nhánh hơn.
- Gọi tên mạch nhánh (nhóm ankyl) theo thứ tự vần chữ cái cùng số chỉ vị trí của nó, sau đó đến tên ankan tương ứng với mạch chính.
- Nếu có nhiều mạch nhánh giống nhau, dùng tiền tố di-, tri-, tetra-… để chỉ số lượng và dùng dấu phẩy để ngăn cách các số chỉ vị trí.
Ví dụ: CH3-CH(CH3)-CH2-CH(CH3)-CH3 có tên là 2,4-dimetyl-pentan.
Tính chất vật lý của ankan
Tính chất vật lý của ankan bao gồm:
- Ở điều kiện thường, 4 ankan đầu trong dãy đồng đẳng từ CH4 đến C4H10 có dạng khí. Các ankan tiếp theo ở dạng lỏng, từ C18H38 trở đi là ở dạng rắn.
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cũng như khối lượng riêng của các ankan tăng dần theo chiều tăng của phân tử khối. Khối lượng riêng của ankan nhẹ hơn nước.
- Đa số các ankan không tan trong nước mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ.
Tính chất hóa học của ankan
Tính chất hóa học của ankan bao gồm:
- Phản ứng thế:
Ankan có thể tham gia phản ứng thế với các chất như halogen, axit sunfuric đặc nóng, axit nitric đặc nóng… để tạo ra các sản phẩm có nhóm thế khác nhau. Phản ứng thế của ankan tuân theo quy tắc Markovnikov.
- Phản ứng tách (cracking ankan):
Ankan có thể bị tách thành các hợp chất hữu cơ nhỏ hơn khi có xúc tác hoặc nhiệt độ cao. Phản ứng tách của ankan có thể tạo ra các sản phẩm là ankan, anken, ankin, hidro hoặc các hợp chất khác.
- Phản ứng oxi hóa:
Ankan có thể bị oxi hóa hoàn toàn bởi oxi không khí để tạo ra nước và khí cacbonic. Phản ứng oxi hóa của ankan là phản ứng đốt cháy.
Cách điều chế ankan
Ankan có thể được điều chế bằng nhiều cách khác nhau, trong phòng thí nghiệm hoặc trong công nghiệp. Một số cách điều chế ankan phổ biến là:
- Trong phòng thí nghiệm:
- Điều chế metan bằng cách cho dung dịch natri hiđroxit tác dụng với nhôm.
- Điều chế etan bằng cách cho dung dịch kali hiđroxit tác dụng với etyl bromua.
- Điều chế ankan bằng cách cho các halogenua của ankan tác dụng với kẽm trong dung dịch axit.
- Trong công nghiệp:
- Điều chế ankan bằng cách khử các hidrocacbon không no bằng hiđro trong môi trường xúc tác.
- Điều chế ankan bằng cách khử các este của axit cacboxylic bằng hiđro trong môi trường xúc tác.
- Điều chế ankan bằng cách khử các ankyl halogenua bằng hiđro trong môi trường xúc tác.
Ứng dụng của ankan
Ankan có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và công nghiệp, chẳng hạn như:
- Ankan được sử dụng làm nhiên liệu đốt cho các máy móc, xe cộ, máy bay… Ví dụ: metan, etan, propan, butan…
- Ankan được sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác như nhựa, cao su, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu…
- Ankan được sử dụng làm dung môi hữu cơ để hòa tan các chất khác. Ví dụ: hexan, heptan…
- Ankan được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm. Ví dụ: propan được sử dụng để bảo quản sữa.
Trên đây là thông tin giải đáp cho câu hỏi Định Nghĩa Nào Sau Đây Đúng Về Ankan? Huanluyenantoanlaodong hi vọng bài viết này đã giúp bạn có thêm kiến thức về ankan và kiến thức liên quan. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này.
