Alkány – sú to uhľovodíky v ktorých sú uhlíky viazane jednoduchou väzbou. Tvoria reťazce ktoré sa líšia o homologicky prírastok CH2. Všeobecný vzorec je CnH2n+2.
Podľa tvaru sú lineárne, rozvetvene alebo cyklické. Hybridizácia sp3.
Alkány majú primárne, sekundárne, tereciarne a kvartérne uhlík.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Fyzikálne : Vlastnosti súvisia s dĺžkou reťazca. Sú plynne kvapalne a tuhe.
Chemické: Sú to nepolárne zlúčeniny pretože hodnota elektronegativity medzi H a C je nízka. Sú nerozpustne vo vode ale samé môžu byt rozpúšťadlami. Väzby v alkánoch sú homoliticky stiepitelne na radikály.
Reakcie
Radikálova Substitúcia
Oxidácie– je to silne exotermická reakcia. V iniciácii treba dodať tepelnú energiu. Produktom úplnej oxdiacie je voda a oxid uhličitý a teplo.
Pri násobnej oxidácii
Eliminácia– reakcia pri ktorej sa násobnosť väzby zväčšuje, za pomoci katalyzátora Pt alebo Ni. Taktiež hovoríme aj o dehydrogenacii.
Cykloalkány – Sú to alkany ktorých najmenší je cyklopropan. Všeobecný vzorec je CnHn. Neposkytuje radikálove substitúcie lebo majú deformovane orbitaly. A reťazec sa otvára.
Použitie a vlastnosti alkánov:
Sú to plynne latky, Metán , propán , bután bezfarebne plyny bez zápachu horľavé. Použitie na pohonne hmoty alebo vykurovanie.
Zdrojom uhľovodíkov je ropa a dostáva sa to z nej frakčnou destiláciou.
Arény – Sú to uhľovodíky s aromatickým charakterom. Toto pomenovanie dostali podľa korenia a aromatickej vône. Pôvodom sú exotické krajiny.
Benzén obsahuje 3 sigma väzby a je v hybridizácii sp2. Uhly medzi uhlíkmi sú 120 stupňov.
Delokalizáciou PI elektrónov benzén získava väčšiu stabilitu a nižšiu energiu systému. Vznikajú aromatické uhľovodíky.
Arény sa delia na
Fyzikálne a chemické vlastnosti arenov
Fyzikálne: Benzén je to kvapalina hnusného zápachu. Sú nerozpustne vo vode. A arény skondenzovanými jadrami patria medzi tuhe latky. Sú toxické, treba dávať pozor na vdych.
Chemické: Charakteristické reakcie arenov sú elektrofilne substitúcie. Patri tam nitrácia, sulfonacia, halogenacia (chloracia, bromacia),alkylacie a acylacie.
Pri reakcii musí vzniknúť elektrofilna častica, potom vzniká PI komplex na základe elektrostatického pôsobenia. Potom vzniká Sigma komplex a odštiepi sa vodík a obnoví sa aromaticky charakter
Ovplyvňovanie elektrofilnej substitúcie na aromatickom jadre
Ak substituent ma +I a +M efekt tak vlastne zvyšuje elektrónovú hustotu v molekule benzénu. Orientuje do polohy orto a para. A vtedy sa reakcie zrýchľuje a je ľahšia.
Výnimka sú halogény +M ale –I reakcia je pomalšia
Patria sem : -NH2, -OH , -OR, -R
Ak substituent ma –I a –M tak orientuje do polohy meta.
Patria sem: -COOH,-COOR, -COR, – SO3H, -CN, -NO2
Adičné reakcie- sú to reakcie keď benzén stratí aromaticky charakter, číže sa väzby zrušia
Reakcie na bočnom reťazci prebiehajú klasicky ako substitúcie.