G3
- Nhóm Tác Giả G3-

ALKANE

Nhà Xuất Bản Văn Học G3

11

G3
- Nhóm Tác Giả G3-

ALKANE

Nhà Xuất Bản Văn Học G3

11

1.TỔNG QUAN VỀ HYDROCARBON
– KHÁI NIỆM & ĐỒNG ĐẲNG VỀ
ALKANE
Công thức tổng quát hydrocarbon bất kì : CnH2n+2 -2k
⦁ với
Alkane (Paraffin) là các hydrocarbon no, mạch hở, có công
thức chung là : CnH2n+2 (n >= 1).
⦁ Trong phân tử alkane chỉ có các liên kết đơn (ơ) C – C và C
– H.

2.2. Cách viết đồng
phân

+ Bước 1 : Viết đồng phân mạch C thẳng (không
nhánh).
+ Bước 2 : Viết đồng phân mạch C phân nhánh :
⦁ Bẻ 1 C trên mạch chính làm mạch nhánh, gắn nhánh
vào các vị trí khác nhau trên mạch chính. Lưu ý không
gắn nhánh
vào vị trí C đầu mạch.
⦁ Khi bẻ 1C không còn đồng phân thì bẻ 2C. 2C đó có
thể cùng liên kết với 1 C hoặc 2 C khác nhau trên mạch
chính.
2.3.
Bậc
của
carbon
trong
⦁ Lần
lượt bẻ
tiếp các
C khác
cho đến khi
không bẻ
được nữa thì dừng lại.

alkane

⦁ Bậc của 1 nguyên tử carbon bằng số nguyên tử C liên
kết trực tiếp với nó.
⦁ Carbon có bậc cao nhất là IV và thấp nhất là bậc 0.
I

2.ĐỒNG PHÂN – DANH
PHÁP
2.1. Đồng
phân :

Cùng công thức phân tử nhưng khác công thức cấu tạo.
⦁ Các alkane từ C1 ⟶ C3 không có đồng phân. Từ C4 trở đi
có đồng phân mạch C ⟶ Công thức nhanh : 2n–4 + 1 (3 <
n < 7)
⦁ Số lượng các đồng phân :
C4 : 2 đồng phân C5 : 3 đồng phân C6 : 5 đồng phân C7 : 9
đồng phân

CH3

I

⦁ Ví dụ 1 CH
:
3

C

IV

III

II

CH3
I

I

CH3

I

CH3
III

II

I

CH2 CH CH3
I

II

⦁ Ví dụ 2 CH3 C CH2 CH Cl
:
OH
CH3
I

- HẾT PHẦN MỞ ĐẦU –
SAU ĐÂY LÀ PHẦN CHÍNH
MỌI NGƯỜI CỐ LÊN NHA !

2.4. “Tên IUPAC” = “Tên thay
thế” = “Tên quốc tế” = “Tên hệ
thống” của alkane

Từ tên gọi suy ra công thức cấu tạo :
⦁ Bước 1 : Viết mạch chính, ví dụ : Propane (mạch chính có
3C), Butane (mạch chính có 4C), Pentane (5C),….
⦁ Bước 2 : Viết nhánh dựa vào số chỉ vị trí và tên nhánh, ví
dụ : 2-methyl (có 1 nhóm CH3 ở vị trí C số 2),…
⦁ Ví dụ 1 : 2-methylbutane:

⦁ Bước 1 : Chọn mạch carbon chính dài nhất (nhiều C
nhất).
⦁ Bước 2 : Đánh số thứ tự carbon gần nhánh nhất sao cho
tổng số vị trí nhánh là nhỏ nhất.
⦁ Bước 3 : Phải nêu đầy đủ số chỉ vị trí của các nhánh.
Thêm tiền tố đi (2), tri (3), tetra (4) trước tên các nhánh
giống nhau.
⦁ Bước 4 : Giữa số và số phải có dấu “ , ” còn
Giữa số và chữ phải có dấu “ – “
⦁ Bước 5 : Nhóm thế cùng loại : Thứ tự đọc theo bảng chữ
cái a,b,c,….
Ví dụ trong phân tử có nhóm -CH3- và -C2H5 thì đọc ethyl
trước và methyl sau.
⦁ Bước 6 : Gọi tên theo công thức :
Tên Alkane = số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên
mạch chính + ane

1

2

3

2

3

4

CH3 CH CH CH3 hoặc (CH3)2-CH-CH2-CH3
CH3
⦁ Ví dụ 2 : 3-ethyl-2-methylpentane
1

5

4

CH3 CH CH CH2 CH3 hoặc (CH3)2CH-CH(CH2-CH3)-CH2-CH3
CH3 C2H5
⦁ Ví dụ 3 : 3-ethyl-2,2-dimethylpentan
CH3
1

2

CH3 C

3

4

5

CH CH2 CH3 hoặc (CH3)3-C-CH(C2H5)-CH2-CH3

CH3 C2H5
⦁ Ví dụ 4 : 3-chloro-3-ethyl-4-methylhexane
1

2

C2H5

3

CH3 CH2 C

4

5

6

CH CH2 CH3

Cl CH3

2.5. Tên các nhóm alkyl :
-H

Alkane (CnH2n+2) ⎯⎯→ Alkyl (CnH2n+1–)
a. Tên gốc alkyl mạch thẳng

b. Tên gốc alkyl mạch nhánh : Khi đọc
phải tính tất cả các C trong gốc alkyl
Iso : 1 nhóm –CH3 gắn vào C số 2
Neo : 2 nhóm –CH3 gắn vào C số 2

Sec– : Nhánh ở C bậc II (C đó phải ở
thứ 2)
Tert– : Nhánh ở C bậc III (C đó phải ở
thứ2)

3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ
-H

+ Ở điều kiện thường, alkane :
Trạng thái khí :
C1 ⟶ C4 và Neopentane.
Trạng thái lỏng :
C5 ⟶ C17 (trừ neopentane).
Trạng thái rắn :
C18 ⟶ ....+ Alkane không tan hoặc
ít tan trong nước và nhẹ hơn nước,
tan tốt trong dung môi hữu cơ.
+ So sánh nhiệt độ sôi các alkane :
⦁ Khác số C :
Số C càng cao ⟶ tos càng cao.
⦁ Cùng số C :
Càng gọn (ít nhánh) thì tos càng cao
và ngược lại càng cồng kềnh (nhiều
nhánh) thì tos càng thấp.

+ Khi số nguyên tử carbon tăng, phân
tử khối và tương tác Vander Waals
giữa các phân tử alkane tăng, dẫn
đến nhiệt độ sôi của các alkane cũng
tăng.
+ Alkane có cùng công thức phân tử,
các chất có nhánh sẽ gọn & tròn hơn,
các chất không nhánh sẽ dài & cồng
kềnh hơn vì vậy diện tích bề mặt chất
có nhánh sẽ hơn chất không nhánh
dẫn đến lực liên kết giữa các phân tử
có nhánh yếu hơn không nhánh⟶
nhánh
tos thấp
⦁ Chất
Ví dụcó
: So
sánhcó
chiều
tănghơn
dầnchất
nhiệt
không
nhánh.
độ
sôi các
chất sau : Methane,
propane, ethane,
n-C4H10 và i-C4H10.

CH3 CH CH3 < CH3 CH2 CH2 CH3
CH < C2H6 < C3H<
8

4
(Methane)

(Ethane)

(Propane)

CH3

(Butane)

(Isobutane)

Cùng là C4H10

4 TÍNH CHẤT HÓA HỌC :

Phản ứng thế halogen,
cracking & reforming, cháy
• Trong phân tử alkane chỉ có các liên
kết ở bền & kém phân cực ->phân tử
alkane hầu như không phân cực và ở
điều kiện thường alkane tương đối trơ
về mặt hóa học (không tác dụng với
acid, kiềm và 1 số chất oxi hóa như
dung dịch Brz, KMnO).
• Phản ứng xảy ra sẽ kèm theo việc
thay thế nguyên tử H hoặc bẻ gãy
mạch carbon.

Mô hình phân tử Methane và
Ethan

4.1. Phản ứng thế halogen (halogen
hóa) : Phản ứng đặc trưng của alkane
H
C

X-X

X : Br,
Cl

Ánh Sáng
to

X
H-X

C

Tổng quát : CnH2n + 2 + X2 → CnH2n

as

( sản phẩm thế mono ) + HX
1:1

+1

⦁ Ví dụ 1 : Trộn methane và chlorine với
ánh sáng tử ngoại :

⦁ Ví dụ 2: Trộn propane và chlorine với ánh
sáng tử ngoại :

4 TÍNH CHẤT HÓA HỌC :

Phản ứng thế halogen,
cracking & reforming, cháy
⦁ Các sản phẩm thế được gọi là dẫn xuất
halogen của hydrocarbon.
⦁ Quy tắc thế : Nguyên tử halogen ưu
tiên thế vào nguyên tử H của carbon
bậc cao (ít H)

⦁ Ví dụ 3: Trộn butane và bromine khan
với ánh sáng tử ngoại :

as
⦁ Ví dụ 4 : Xét công thức C5H12 + Cl2 ⎯⎯→
1:1
C5H11Cl + HCl thì C5H11Cl có 8 đồng
phân là
4.2. Phản ứng cracking Cracking là
phản ứng "bẻ gãy" các phân tử alkane
mạch dài thành những hydrocarbon
mạch ngắn hơn.
⦁ Ví dụ 1 : Xét phản ứng cracking của
propane CH3CH2CH3

Lưu ý : Hexane làm mất
màu nước bromine ở điều
kiện đun nóng hoặc có ánh
sáng.

4 TÍNH CHẤT HÓA HỌC :

Phản ứng thế halogen,
cracking & reforming, cháy
⦁ Ví dụ 2 : Thực hiện phản ứng cracking
nonane :

4.3. Phản ứng
reforming
Reforming là phản ứng biến đổi cấu trúc
alkane mach không phân nhánh thành
các alkane mạch phân nhánh & các
hydrocarbon mạch vòng nhưng không
làm thay đối số C trong phân tử và cũng
không làm thay đổi đáng kế nhiệt độ sôi
của chúng.

Ứng Dụng : Quá trình reforming
được ứng dụng trong công nghiệp
lọc dầu để làm tăng chỉ số xăng
octane của xăng & sản xuất các
arene (benzene, toluene, xylene)
làm nguyên liệu cho công nghiệp
tổng hợp hữu cơ.

4 TÍNH CHẤT HÓA HỌC :

Phản ứng thế halogen,
cracking & reforming, cháy
4.4. Phản ứng oxi
hóa

b) Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
Ở nhiệt độ cao, có mặt xúc tác, alkane
có bị oxi hóa, cắt mạch carbon bởi
oxygen tạo thành hỗn hợp carboxyic
acid:

a) Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)
Trong trường hợp thiếu oxygen, phản
ứng cháy xảy ra không hoàn toàn, tạo
CO và có thể có C, gây ô nhiễm môi
trường :

Khi tiếp xúc với oxygen và có tia lửa
khơi mào, alkane bị đốt cháy tạo thành
khí carbon dioxide, hơi nước và giải
phóng năng lượng, tỏa nhiều nhiệt nên
được dùng làm nhiên liệu để đun nấu,
sưởi ấm và cung cấp năng lượng cho
các ngành công nghiệp

Bạn đang học rất
chăm chỉ đó !

5 ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG
⦁ Khí thiên nhiên & dầu mỏ (CH4) là
nhiên liệu sạch.
⦁ LPG (Liquefied Petroleum Gas) chứa
C3H8 và C4H10.
⦁ Alkane lỏng : Làm nhiên liệu xăng,
diesel, nhiên liệu phản lực (jet fuel),...
⦁ Các alkane C6, C7, C8 : Sản xuất
benzene, toluen, xylene,...
⦁ C11 – C20 (vaseline): Làm kem dương
da, sáp nẻ, thuốc mỡ.
⦁ C20 – C35 (paraffin) : Dùng làm nến,
sáp
1)Điều chế akane ở thể khí trong công
nghiệp :

Lấy từ khí thiên nhiên & dầu mỏ ⟶
Loại bỏ tạp chất (H2S & CO2)⟶ Nén lại
ở dạng lỏng. Khí dầu mỏ hóa lỏng
(LPG) và khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG
: Liquefied natural gas)

2) Điều chế akane ở thể lỏng, rắn
trong công nghiệp :
Chưng cất phân đoạn dầu mỏ được các
alkane có chiều dài mạch C khác nhau ở
nhiệt độ sôi khác nhau sau đó tinh chế
rất phức tạp để thu được alkane. Khí
ngưng tụ chứa chủ yếu là alkane
C5 – C8 thu được khi khai thác dầu mỏ
được
chế biến thành xăng

- HẾT -

G3

Lời Nhắn :
Nhóm chúng tôi mong rằng thông qua
quyển sách này, mọi người sẽ nắm được
kiến thức cơ bản về Alkane trong hóa 11,
Xin tạm biệt và hẹn gặp lại các bạn trong
những tác phẩm tiếp theo.

“Chặng đường nào trải bước trên hoa
hồng – Bàn chân cũng thấm đau vì
những mũi gai”
- Our Shifu -

Tặng bạn một bó hoa

50.000 VND

G3

Lời Nhắn :
Nhóm chúng tôi mong rằng thông qua
quyển sách này, mọi người sẽ nắm được
kiến thức cơ bản về Alkane trong hóa 11,
Xin tạm biệt và hẹn gặp lại các bạn trong
những tác phẩm tiếp theo.

“Chặng đường nào trải bước trên hoa
hồng – Bàn chân cũng thấm đau vì
những mũi gai”
- Our Shifu -

Tặng bạn một bó hoa

50.000 VND