Въпреки това, въртенето на една метилова група спрямо другата не е напълно свободно. потенциална енергия минимум за молекула инхибира структура II, по време на въртенето на метиловата група, се увеличава и достига максимум за zaslononnoy конформация I. zaslononnoy излишната енергия конформация в сравнение с инхибира енергия, наречена усукване стрес. За молекули на етан тази енергия е 13 х 10 3 J / мол (фиг. 1.1).
Смята се, че повече енергия възниква от отблъскване на електрона облаци въглерод-водородни връзки в момента, когато те преминават взаимно. Тъй като при стайна температура енергията на колизия на някои молекули може да достигне 86 х 10 3 J / мол, преградата 13 х 10 3 J / мол лесно се преодолее. Ротация в етан се третира като свободна.
Фиг. 1.1. Профилът на енергия на въртене на СН3 групи в молекулата етан около връзка въглерод-въглерод
На конформации, съответстващи на енергия минимуми, посочени като конформационни изомери или конформери. В по-сложни молекули, броят на конформатори може да бъде доста голям.
Физични свойства на алкани се определят от тяхната структура. Ковалентни връзки в алкани неполярен (С-С) или слабо полярен (P-Н). Тези връзки са симетрични, тяхната полярност се изключват взаимно, така неполярен алкан молекула. Междумолекулните атракция сили са относително слаби. Това причинява малките стойности на плътност, точка на кипене и топене.
въглеводород молекула общо диполен момент е нула. Въпреки това, разпределението на електронната плътност по всяко време варира, и има малък дипол. Това кратко ток дипол ще повлияе на разпределението на електронната плътност на съседните молекули, като по този начин миг дипол на една молекула предизвиква срещуположно ориентирани дипол в съседната молекулата. В резултат на това, молекулите, които имат сила на привличане, наречени дисперсия. Дисперсионни сили, действащи върху много малко разстояние между повърхността на молекулата. Може да се очаква, че по-голям е молекула, и по-голямата си повърхност, толкова по-големи междумолекулни сили.
точки на кипене, точка на топене, и увеличаване на плътността с увеличаване на молекулното тегло (фиг. 1.2). Алкани С1. С4 - газове С5. С16 - течност, след това - твърдо кристално вещество. Освен ниски алкани, температурата на кипене се увеличава с 20 - 30 ° C с увеличаване на въглеродната верига от един въглероден атом. Такава промяна модел температура на кипене характеристика на други класове хомоложна серия от съединения.
Фиг. 1.2. Зависимостта на температурите на кипене на топене и плътност алкан с права верига броя на въглеродните атоми (п)
Разклонена верига изомер има по-ниска точка на кипене от тази на нормалната структура изомер.
Намаляването на температурата на кипене на изомери имат вид на разклоняване и увеличаване на техния брой се дължи на факта, че с увеличаване на верига разклоняване молекула има тенденция да образуват сферични, т.е. намалява повърхността, и следователно междумолекулни сили на привличане. Такава връзка между формата на молекулата и точка на кипене, наблюдавани за други класове съединения.
Процесът на топене изисква преодоляване на междумолекулните сили в твърдото вещество. Междумолекулни сили в кристала зависят не само от размера на молекулите, но също и за това как те са опаковани в кристалната решетка. Въглеводород на линейна верига от п -пентан се топи при температура от минус 130 ° С, и негов изомер неопентан, чиито молекули имат сферична форма и по-гъсто опаковани в кристалната решетка, се топи при висока температура минус 17 ° С
Алкани, неполярни съединения са разтворими в неполярни разтворители (бензен, тетрахлорметан), но неразтворими в полярни разтворители.
Алкани - диелектрици с ниска диелектрична константа (е @ 2) и по-малък коефициент на пречупване в сравнение с коефициента на пречупване на въглеводороди с множество връзки. Индексът на пречупване показва способността на молекулите на веществото да поляризират под въздействието на външно електрическо поле (променлив електромагнитно поле на светлинния лъч, електрическото поле на йон реагент, разтворител). Това свойство на материята се нарича поляризуемост. Малките стойности на коефициентите на пречупване на алкани показват ниско поляризуемост на тези съединения.
Инфрачервеният спектър на абсорбция алкани ленти на разтягане вибрации NC-H в региона 2800 - 3000 cm-1.
В молекулите на алкани и ниски полярни ковалентни връзки slabopolyarizuemye. Следователно, те са чувствителни към йонни реагенти, инертен към киселини, основи, оксиданти. За да взаимодействат с реагентите, необходими йонни достатъчно високи полярност нападнати химични връзки осигуряване електростатично привличане на противоположно заредени активни места и / или способността за целенасочена комуникация поляризира под влияние на заряда на йон реагент. Алкани незначителна степен е и да притежава други качества.
Сравнете енергия хетеролитична (а) и homolytic (б) разгражда С-Н връзки в метан:
Най-характерната имота е свободни радикали заместване алкани незаредени под влиянието на свободни радикали водород атом незаредени реактиви атоми на хлор и бром в халогенирането, NO2 · нитриране т.н.
Свързани статии