ALKANE, bụng no nên thay thế món H bằng món Halogene (Cl, Br)

Alkane, còn gọi là HydroCarbon mạch hở NO. Vì là no nê nên… phản ứng đặc trưng của alkane là phản ứng THẾ – cũng giống như cô gái ở hình trên!.

😬🍗🦪🍦🍠

⚠Trước khi vào phần rất vui này, bé buộc phải đọc bài Đồng phân ALKANE, tên gọi như Tây khiến netizen phát cuồng để

• biết cách vẽ đồng phân alkane
• biết cách gọi tên alkane

🐠🐧🐥🐢nhớ đọc với thái độ vui vẻ dễ thương…!!!

1. Alkane trong tự nhiên & cuộc sống

Bề mặt đầm lầy hoặc ống cống thường xuất hiện bong bóng khí, đó là khí methane (CH₄, ankane đơn giản nhất). Khí này sinh ra trong quá trình phân hủy xác động-thực vật.

Trong mỏ dầu, có một lượng lớn các khí ethane (C₂H₆), propane (C₃H₈) và butane (C₄H₁₀) được nén-tan trong lòng dầu thô và cũng có 1 lớp các khí này lơ lửng trên bề mặt dầu thô. Chúng được gọi là KHÍ ĐỒNG HÀNH (hay KHÍ MỎ DẦU).

Bản thân dầu mỏ cũng có thành phần chính là các alkane như C₅H₁₂, C₆H₁₄, C₇H₁₆.

Bình gas để mình đun nấu trong gia đình chứa các khí propane và butane đã được hóa lỏng.

---

2. Alkane có tính chất vật lý ra sao?

Ở điều kiện thường:

• alkane từ CH₄ đến C₄H₁₀ và Neopentan (C₅H₁₂): thể khí
• các alkane còn lại của C₅H₁₂ và các alkane từ C₆H₁₄ trở lên: thể lỏng hoặc rắn

Các alkane đều nhẹ hơn nước.

Các liên kết C—C, C—H trong alkane là không phân cực, do vậy:

• alkane không tan trong nước (do trong H₂O, liên kết H—O phân cực mạnh; khác hẳn bản chất của alkane – các liên kết không phân cực)
• alkane tan nhiều trong dung môi không phân cực
• dùng alkane thể lỏng là dung môi để hòa tan chất kém phân cực khác.

Khi số C tăng, t⁰_sôi và t⁰_{nóng chảy} nói chung tăng theo.

---

3. Alkane có tính chất hóa học thế nào?

3.1. Thế H bằng Halogene là phản ứng đặc trưng của Alkane

3.1.1. Bậc carbon

Bậc carbon của C₂H₆

Mỗi Carbon gắn trực tiếp với 1 carbon khác, và vì vậy…. bậc của chúng đều là bậc I.

Bậc carbon của C₃H₈

Carbon ở giữa gắn trực tiếp với 2 carbon trái phải, vì vậy nó là bậc II. Và đương nhiên, 2 carbon bìa đều là bậc I.

Bậc carbon của C₄H₁₀

Bậc carbon của C₅H₁₂

Bậc carbon của C₆H₁₄

Bậc carbon của C₇H₁₆

3.1.2. “Trục đối xứng”

“Trục đối xứng” ở đây chỉ là dùng để viết phản ứng thôi; hổng phải là Tính đối xứng thực tế của phân tử (cái này thì ghê lắm, mình cũng không biết luôn, nếu hào hứng thì bé có thể đọc thêm tại đây!).

Xem lại thông tin tổng quát về “Trục đối xứng” của vài dạng mạch carbon mạch hở tại đây. Tiếp tục đọc bên dưới, bé sẽ thấy “Trục đối xứng” cụ thể trong vài alkane.

Trục đối xứng của C₂H₆ và C₃H₈

Trục đối xứng của C₄H₁₀

Trục đối xứng của C₅H₁₂

Trục đối xứng của C₆H₁₄

Trục đối xứng của C₇H₁₆

3.1.3. Tổng quát

Đơn chất halogen bao gồm F₂, Cl₂, Br₂, I₂. Các nhà hóa học tìm thấy chúng cư xử thế này:

• F₂ phản ứng mãnh liệt và phân huỷ alkane thành C + HF nên hổng bàn nữa.
• I₂ phản ứng yếu quá nên nhà hóa học giận luôn, hổng thèm nghiên cứu nữa!
• chỉ xét với Cl₂ (thế H ở mọi Carbon); với Br₂ (hầu như chỉ thế H ở Carbon bậc cao). Nói chung sản phẩm chính là : thế H ở Carbon bậc cao nhất (hoặc tạo dẫn xuất halogene bậc cao nhất) 🎃🎃🎃. Điều kiện phản ứng là dùng “ánh sáng khuyếch tán!” ; viết tắt là askt.

3.1.4. Với methane CH₄,

… dễ dàng bé thấy CH₄ có 4 nguyên tử Hydrogen (H); phản ứng lần lượt thế từ 1 đến cả 4 nguyên tử H bằng 1 đến 4 nguyên tử Cl. Bé hãy xem các phản ứng dưới đây; không cần thắc mắc tại sao, nhà hóa học đã nghiên cứu và thực hiện được các phản ứng đó.

• CH₄ + Cl₂ —^askt→ CH₃Cl (clometan; methyl clorua) + HCl
• CH₃Cl + Cl₂ —^askt→ CH₂Cl₂ (điclometan; metylen clorua) + HCl
• CH₂Cl₂ + Cl₂ —^askt→ CHCl₃ (triclometan; chloroform) + HCl
• CHCl₃ + Cl₂ —^askt→ CCl₄ (tetraclometan; cacbon tetraclorua) + HCl

🦍 CHCl₃ là chất lỏng không màu, nhanh chóng bay hơi thành khí. Chất này có tác dụng gây mê (nhưng độc). Trong phim King Kong năm 2005, các nhà thám hiểm đã dùng CHCl₃ để đánh mê con King Kong khổng lồ, họ phải ném vài chai CHCl₃ ở lần thứ 2 thì King Kong mới đủ đô để ngủ (xem video bên dưới).

3.1.5. Với alkane khác trong chương trình phổ thông

… chúng mình chỉ học tỉ lệ mol 1:1; có nghĩa là

• thế 1 H bằng 1 nguyên tử halogene
• 1Alkane + 1X₂ —^askt→ Alkyl-X + HX

☘️ Alkane có trục đối xứng ⇒ thế H ở 1 một bên (và trên) trục đối xứng (điều này dễ hiểu thôi; vì hai bên trục đối xứng là hoàn toàn giống nhau – thế H bên này trục cũng chính là thế H bên kia trục mà!).

☘️ Alkane không có trục đối xứng ⇒ thế H từ đầu đến cuối luôn (cũng dễ hiểu luôn nếu bé hiểu điều bên trên👆).

khi đó, sẽ xuất hiện nhiều sản phẩm ⇒ theo chương trình phổ thông, sản phẩm chính bé xác định theo qui tắc 🎃🎃🎃 bên trên

Ethane C₂H₆

Đây là alkane có trục đối xứng như trên; bé thế 1 H bằng 1 Cl ở một bên của trục đối xứng thôi – chỗ đánh dấu mũi tên màu xanh lá cây á!

… và như vậy chỉ có một sản phẩm, phương trình hóa học viết như vầy nè:

CH₃-CH₃ + Cl₂ —^askt→ CH₃-CH₂-Cl + HCl

Propane C₃H₈

Đây là alkane có trục đối xứng như trên; bé thế 1 H bằng 1 Cl ở một bên (và trên) trục đối xứng – có đến 2 vị trí lận!

… và như vậy có hai sản phẩm khi thế H ở vị trí 1, 2. Phương trình hóa học viết như vầy nè:

CH₃-CH₂-CH₃ + Cl₂ —^as→

• ở 1) … CH₃-CH₂-CH₂-Cl + HCl
• ở 2) … CH₃-CHCl-CH₃ + HCl

Tìm sản phẩm chính (sinh ra nhiều) từ bậc carbon. Mình đã học ở trên:

• C ở vị trí 1) có bậc I
• C ở vị trí 2) có bậc II

Thế H ở C bậc cao hơn là sản phẩm chính. Vậy CH₃-CHCl-CH₃ là sản phẩm chính đó!.

Alkane C₄H₁₀

Có 2 alkane ứng với công thức phân tử C₄H₁₀; cả 2 đều có trục đối xứng, vì vậy bé cứ làm như trên là xong. Như vầy nè:

… kết quả có bốn sản phẩm khi thế H ở vị trí 1, 2, 3, 4. Phương trình hóa học viết như vầy nè:

Tìm sản phẩm chính (sinh ra nhiều) từ bậc carbon. Mình đã học ở trên:

• C ở vị trí 1) 3) có bậc I
• C ở vị trí 2) có bậc II
• C ở vị trí 4) có bậc III cao nhất; sẽ tạo sản phẩm chính.

Alkane C₅H₁₂

Có 3 alkane ứng với công thức phân tử C₅H₁₂; nếu

• alkane có trục đối xứng, bé làm như trên.
• alkane hổng có trục đối xứng, bé thế H ở tất cả Carbon.

Như vầy nè:

… kết quả có tám sản phẩm khi thế H ở vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8. Phương trình hóa học viết như vầy nè:

Tìm sản phẩm chính (sinh ra nhiều) từ bậc carbon. Mình đã học ở trên:

• C ở vị trí 1) 4) 7) 8) có bậc I
• C ở vị trí 2) 3) 5) có bậc II
• C ở vị trí 6) có bậc III cao nhất; sẽ tạo sản phẩm chính.

Đọc thêm vài phản ứng khác của alkane ở Page 2 nha bạn 🥶😵‍💫👇