Propriedades químicas de alcanos (hidrocarbonetos alifáticos saturados)
Os alcanos têm todos os seus átomos de carbono conectados por ligações simples, o que os torna estruturalmente estáveis. Eles sofrem principalmente as seguintes reações:
Reações de substituição: Sob a luz, os átomos de hidrogênio nos alcanos podem ser substituídos por halogênios, produzindo haloalcanos e haletos de hidrogênio. A reação de substituição entre metano e cloro é um exemplo típico, procedendo passo a passo para produzir produtos de substituição múltipla.
Reação de oxidação (combustão): Alcanos são combustíveis e a combustão completa produz dióxido de carbono e água. A fórmula geral é: CnH2n + 2 + 3n + 1 2 O2= = = (ignição) nCO 2 + (n + 1)H2OC nCO 2 + (n+1)H2O. O metano queima com uma chama azul clara e não reage com a solução ácida de permanganato de potássio à temperatura ambiente (nenhum fenômeno óbvio).
Reação de crack: Em altas temperaturas, os alcanos sofrem quebra de cadeia e desidrogenação para produzir alcanos e alcenos com números de carbono mais baixos. Esta é uma reação central na produção petroquímica. 1. Ciclagem de desidrogenação: alcanos de cadeia reta C6-C8-podem sofrer ciclização de desidrogenação para formar hidrocarbonetos aromáticos à base de benzeno.
Propriedades químicas de alcenos (contendo ligações duplas de carbono-carbono, hidrocarbonetos alifáticos insaturados)
As estruturas de ligação dupla são altamente reativas e podem sofrer vários tipos de reações:
Reações de oxidação: Combustível, produzindo chama brilhante com fumaça preta; a ligação dupla pode ser oxidada pelo permanganato de potássio ácido, causando a descoloração da solução ácida de permanganato de potássio.
Reações de adição: Átomos de carbono insaturados podem combinar-se diretamente com outros átomos/grupos para formar novos compostos. As reações típicas incluem:
Adição com bromo: Descolora água de bromo/bromo em solução de tetracloreto de carbono. A fórmula da reação é:
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br−CH₂ =CH₂ + Br₂ →CH₂Br−CH₂ Br reage com hidrogênio para formar alcanos, com cloreto de hidrogênio para formar hidrocarbonetos clorados e com água para formar álcoois (um método industrial para produzir etanol).
Polimerização por adição: Sob a ação de um catalisador, as ligações duplas se abrem, resultando na polimerização para formar compostos de alto peso molecular, como a polimerização do etileno para formar o polietileno:
n CH2=CH2===catalisador
[− CH2− CH2−]
nnCH2 =CH2
=== catalisador
[−CH2−CH2−]
n
Adição especial de dienos: Dienos como o 1,3-butadieno exibem produtos de adição 1,2 e de adição 1,4.
Propriedades químicas de alcinos (contendo uma ligação tripla carbono-carbono, hidrocarbonetos alifáticos insaturados)
A estrutura da ligação tripla é mais reativa que a ligação dupla e suas características de reação são semelhantes às dos alcenos:
Reações de oxidação: Combustível, produzindo chama muito brilhante e fumaça preta densa; a ligação tripla pode ser oxidada pelo permanganato de potássio ácido, causando a descoloração da solução ácida de permanganato de potássio.
Reações de adição: Podem sofrer adição gradual; 1 mol de ligação tripla pode reagir com no máximo 2 mol de aditivo. Por exemplo, o acetileno é adicionado a uma pequena quantidade de água de bromo para formar CHBr=CHBr, e adicionado ao excesso de água de bromo para formar CHBr2−CHBr2−CHBr2; também pode sofrer reações de adição com hidrogênio, cloreto de hidrogênio, água, etc. Polimerização por adição: Sob a ação de um catalisador, os polímeros podem formar compostos de alto peso molecular. Por exemplo, o acetileno polimeriza para formar poliacetileno:
n CH≡ CH====catalisador
[− CH= CH−]
nnCH≡CH
=== catalisador
[−CH=CH−]
n