Hidrocacbon no là gì? Hidrocacbon không no là gì? Lấy ví dụ?

1. Hidrocacbon là gì?

1.1. Khái niệm:

Hydrocacbon là hợp chất hữu cơ chỉ gồm hai nguyên tố là hydro (H) và cacbon (C). Tùy thuộc vào cấu trúc và sự sắp xếp của các nguyên tử cacbon và hydro mà công thức chung của hydrocacbon là:

Hidrocacbon no (Alkan):

CnH2n+2, trong đó n là nguyên tử cacbon. Ví dụ: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), v.v.

Hidrocacbon không no:

Anken: Công thức chung của CnH2n, trong đó n là nguyên tử cacbon. Ví dụ: ethene (C2H4), propene (C3H6), v.v.

Alkin: Công thức chung của CnH2n-2, trong đó n là nguyên tử cacbon. Ví dụ: ethine (C2H2), propine (C3H4), v.v.

Hidrocacbon vòng:

Cycloalkan: Công thức chung của CnH2n, trong đó n là nguyên tử cacbon. Ví dụ, cyclopropan (C3H6), cyclobutane (C4H8), v.v.

1.2. Tính chất hóa học:

Tính chất hóa học của hydrocarbon có thể thay đổi đáng kể dựa trên cấu trúc của chúng, nhưng đây là một số tính chất hóa học chung:

Phản ứng cháy: Tất cả các hiđrocacbon khi đốt cháy hoàn toàn trong không khí hoặc trong oxi sẽ tạo ra nước (H2O) và cacbon dioxit (CO2). Phản ứng này cũng sẽ tỏa nhiệt. Ví dụ: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Phản ứng cộng: Các hydrocacbon không bão hòa như anken và alkynes có thể thực hiện phản ứng cộng của pi liên kết. Điều này bao gồm phản ứng cộng của halogen, nước, v.v. Ví dụ: C2H4 + Br2 → C2H4Br2

Phản ứng thế: Các hydrocacbon bão hòa như ankan và các vòng hydrocacbon hữu cơ như benzen thường thực hiện các phản ứng thế. Trong các phản ứng này, một nguyên tử hydro hoặc nhóm nguyên tử hydro được thay thế bằng một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác. Một ví dụ là phản ứng halogen hóa (thay thế hydro bằng halogen). Ví dụ: CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

Phản ứng cắt: Đây là phản ứng trong đó hydrocarbon lớn hơn (thường là ankan chuỗi dài) bị phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn. Phản ứng này thường được thực hiện trong ngành hóa dầu để tạo ra các hợp chất hữu cơ nhỏ hơn từ dầu mỏ (còn được gọi là Phản ứng Cracking). Ví dụ: C12H26 → C8H18 + C4H8

2. Hidrocacbon no là gì?

2.1. Tìm hiểu về Ankan:

Ankan (còn được gọi là parafin) là một nhóm các chất hữu cơ hợp nhất chỉ chứa các liên kết đơn giữa các nguyên tử carbon và hydro.

Công thức tổng quát: Công thức tổng quát của ankan là CnH2n+2, nói chung n có thể là số nguyên dương bất kỳ.

Tên: Tên của Alkanes thường kết thúc bằng “-an”. Ví dụ: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10), v.v.

Tính chất vật lý: Ankan có tính cách điện tốt. Các ankan nhẹ (như metan, etan, propan và butan) là các chất khí ở nhiệt độ phòng và ứng dụng, trong khi các ankan có trọng lượng phân tử cao hơn (như hexan, heptan, octan, v.v.) lớn là chất rắn. Nhìn chung, ankan có độ hòa tan rất thấp trong nước nhưng hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ.

Tính chất hóa học: Ankan có khả năng chống lại nhiều phản ứng hóa học khá tốt vì chúng là hợp chất hữu cơ hòa tan. Tuy nhiên, chúng có thể tham gia vào các phản ứng như đốt cháy, halogen hóa và phản ứng cắt.

Điều chế: Ankan thường được biến tính từ dầu mỏ và khí tự nhiên, thông qua quá trình tinh chế và thu hồi. Chúng ta cũng có thể được tạo ra từ phản ứng giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau như alcancol và halogenua.

Ứng dụng: Ankan có nhiều ứng dụng công nghiệp. Chúng được sử dụng làm nhiên liệu (như xăng và dầu diesel), làm phương tiện truyền thông, làm chất biến tính trong sản xuất các chất hữu cơ khác và nhiều ứng dụng khác.

2.2.Tìm hiểu về Xicloankan:

Cycloalkan là một nhóm các chất hữu cơ hợp nhất trong đó các nguyên tử cacbon tạo thành một vòng chuỗi.

Công thức tổng quát: Công thức chung của xycloalkan là CnH2n, nói chung n là số nguyên dương bất kỳ từ 3 trở lên.

Tên: Tên của xycloalkane thường bắt đầu bằng “cyclo-” theo sau là tên của ankan tương ứng. Ví dụ: cyclopropan (C3H6), cyclobutane (C4H8), cyclopentan (C5H10), cyclohexane (C6H12), v.v.

Tính chất vật lý: Xycloalkan nhẹ là chất khí ở nhiệt độ phòng và ứng dụng, trong khi xicloalkan có trọng lượng phân tử cao hơn là chất thải và xicloalkan rất lớn là chất rắn. Cycloalkan cũng không tan trong nước nhưng tan trong môi trường hữu cơ.

Tính chất hóa học: Xycloalkan có tính chất hóa học tương tự như các ankan tuyến tính tương ứng của chúng, nhưng cũng có một số khác biệt do chủng có thể xảy ra của chúng. Chúng ta có thể tham gia vào các phản ứng như phản ứng đốt cháy, phản ứng halogen hóa và phản ứng cắt.

Điều chế: Xycloalkan thường được điều chế từ các chất hữu cơ mạch hở hợp nhất bằng nhiều phản ứng hóa học, bao gồm cả phản ứng tạo vòng.

Ứng dụng: Cycloalkan được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất, nơi chúng được sử dụng làm chế phẩm hoặc làm nguyên liệu để tạo ra các chất hữu cơ khác. Một số cycloalkan có thể gây ung thư ở một mức độ hạn chế như cyclohexane.

Ví dụ:

Xiclopropan     xiclobutan    

3. Hidrocacbon không no là gì?

3.1. Khái niệm:

Hydrocacbon không no là hydrocacbon chứa ít nhất một liên kết đôi trở lên trong cấu trúc phân tử của chúng nhưng không ở dạng tuần hoàn như hydrocacbon thơm mà chỉ ở dạng thẳng hoặc phân nhánh. Số lượng liên kết cộng hóa trị trong phân tử của nó gấp hai hoặc ba lần số lượng nguyên tử carbon.

Thuật ngữ “không no” có nghĩa là “không bão hòa” vì nhiều nguyên tử hydro có thể được thêm vào phân tử của nó để làm cho nó bão hòa (tức là bao gồm tất cả các liên kết đơn). Cấu hình của phân tử carbon không hòa tan có thể là chuỗi thẳng (như anken và alkynes), hoặc chuỗi phân nhánh hoặc các hợp chất thơm.

3.2. Phân loại:

Hydrocarbon không thể chia làm 4 loại chính: Alken, Alkyn Alkalines và hợp chất của 3 loại trên.

Anken: Đây là những hợp chất hydrocarbon chứa ít nhất một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon. Công thức chung của chúng là CnH2n, trong đó n là số nguyên dương. Ví dụ: ethene (C2H4), propene (C3H6), butene (C4H8), v.v.

Alkyn: Đây là hợp chất hydrocarbon chứa ít nhất một liên kết giữa hai nguyên tử carbon. Công thức chung của chúng là CnH2n-2, trong đó n là số dương. Ví dụ: ethine (C2H2), propine (C3H4), butine (C4H6), v.v.

Kiềm: Đây là hydrocacbon hữu cơ chứa 2 liên kết đôi và có công thức tổng hợp CnH2n-2 (có n ≥ 3). Ví dụ: 1,3-Butadien C4H6; Isopren (2-metyl-1,3-butadien): C5H8; Cloropren (2-clo-1,3-butadien): C4H5Cl…

3.3. Tính chất hóa học:

Phản ứng cộng: Hydrocarbon không thể tham gia vào các phản ứng cộng, trong đó một chất khác “thêm” vào liên kết đôi hoặc ba để tạo thành hợp chất mới. Ví dụ, propene (C3H6) có thể phản ứng với brom để tạo ra 1,2-dibrompropane (C3H6Br2).

Phản ứng oxy hóa: hiđrocacbon không có khả năng tham gia phản ứng oxy hóa. Trong phản ứng oxy hóa, các nguyên tử hydro ở liên kết đôi hoặc liên kết ba được thay thế bằng các nguyên tử khác như oxy hoặc halogen.

Ứng dụng đốt cháy: Giống như tất cả các hydrocacbon, hydrocacbon không bão hòa cũng có thể cháy trong không khí để tạo ra năng lượng, carbon dioxide và nước.

Phản ứng thay thế: Alkins, đặc biệt là axetylen, có thể tham gia vào các phản ứng thay thế trong đó một nguyên tử hydro được thay thế bằng một nguyên tử khác, thường là nhóm halogen hoặc nhóm hydroxyl.

3.4. Các họ hidrocacbon không no:

Anken có cùng công thức với CnH2n với n2

Ankađien có cùng công thức với CnH2n-2 với n 3, trong phân tử có 2 liên kết đôi

Alkynes có chung công thức CnH2n-2 với n ≥2, trong phân tử có ba liên kết.

Các loại mã độc của 3 loại trên

Một số hydrocacbon không chứa liên kết đôi nhưng có chất phân tích đồng cis-trans (đồng cấu hình). Vì hai nhóm ở mỗi phía của liên kết đôi khác nhau nên khi quay quanh mặt nạ chứa liên kết đôi, chúng trở thành các dạng khác nhau.

3.5. Các phản ứng của hidrocacbon không no:

Phản ứng của hydrocacbon không no, giống như nhiều chất hữu cơ khác, là phản ứng

Phản ứng với hydro tạo thành hydrocacbon bão hòa (nếu hydro hóa hoàn toàn)

Phản ứng với hiđro clorua tạo thành chất dẫn halogen

Phản ứng oxy hóa bao gồm đốt cháy, aldehyd, rượu hóa, v.v..

4. Bài tập ví dụ về Hidrocacbon:

Câu 1: Hãy cho biết hợp chất nào sau đây là một hidrocacbon không no?
A) CH4
B) C2H6
C) C2H4
D) C2H2

Đáp án: C) C2H4 – đây là một hidrocacbon không no (ethylen).

Câu 2: Hợp chất nào sau đây là một hidrocacbon thơm?
A) C3H8
B) C4H10
C) C6H6
D) C2H4

Đáp án:
C) C6H6 – đây là một hidrocacbon thơm (benzen).

Câu 3: Hợp chất nào sau đây là một ankadien?
A) C4H8
B) C4H6
C) C4H10
D) C3H6

Đáp án:
B) C4H6 – đây là một ankadien (buta-1,3-dien).

Câu 4: Phản ứng nào sau đây không phổ biến với hidrocacbon thơm?
A) Phản ứng thế
B) Phản ứng cộng
C) Phản ứng tách hydro
D) Tất cả các phản ứng trên

Đáp án: B) Phản ứng cộng – Hidrocacbon thơm thường không tham gia phản ứng cộng do hệ thống liên hợp ổn định.

Câu 5: Hidrocacbon thơm cộng với H2 tạo thành gì?
A) Một hidrocacbon không no khác
B) Một hidrocacbon no
C) Một hợp chất chứa oxy
D) Không phản ứng được

Đáp án: B) Một hidrocacbon no – Benzen cộng với H2 tạo thành xiclohexan, một hidrocacbon no.