Sprawdzian Z Dzialu Zwiazki Wegla Z Wodorem

Witajcie! Przygotowujemy się do sprawdzianu z działu "Związki Węgla z Wodorem". Nie martwcie się, damy radę!

Węglowodory - Podstawy

Czym są węglowodory? To związki organiczne, które składają się tylko i wyłącznie z atomów węgla (C) i wodoru (H).

Dzielimy je na różne grupy. Podział zależy od rodzaju wiązań między atomami węgla.

Podział Węglowodorów

Mamy węglowodory:

• Alifatyczne (łańcuchowe)
• Alicykliczne (pierścieniowe)
• Aromatyczne (zawierające pierścień benzenowy)

Węglowodory alifatyczne dzielimy dalej na:

• Nasycone (alkany) - posiadają tylko wiązania pojedyncze.
• Nienasycone (alkeny, alkini) - posiadają wiązania podwójne lub potrójne.

Zapamiętajcie te podziały! To bardzo ważne.

Alkany - Węglowodory Nasycone

Alkany mają wzór ogólny C_nH_2n+2.

Są to węglowodory nasycone, czyli między atomami węgla występują tylko wiązania pojedyncze (σ).

Przykłady alkanów:

• Metan (CH₄)
• Etan (C₂H₆)
• Propan (C₃H₈)
• Butan (C₄H₁₀)

Nazewnictwo alkanów: Nazwa składa się z przedrostka (oznaczającego liczbę atomów węgla) i końcówki "-an".

Izomeria alkanów: Związki o tym samym wzorze sumarycznym, ale różnej budowie.

Np. Butan (C₄H₁₀) ma dwa izomery: n-butan i izobutan.

Właściwości alkanów:

• Niska reaktywność
• Zwykle gazy lub ciecze (w zależności od długości łańcucha węglowego)
• Bezwonne i bezbarwne

Reakcje charakterystyczne dla alkanów:

• Spalanie: Całkowite (do CO₂ i H₂O), niecałkowite (do CO lub C i H₂O)
• Substytucja (podstawianie): Reakcja z halogenami (np. chlorowanie, bromowanie) w obecności światła UV.

Alkeny - Węglowodory Nienasycone

Alkeny mają wzór ogólny C_nH_2n.

Posiadają jedno wiązanie podwójne (σ i π) między atomami węgla.

Przykłady alkenów:

• Eten (etylen) (C₂H₄)
• Propen (propylen) (C₃H₆)
• Buten (C₄H₈)

Nazewnictwo alkenów: Nazwa składa się z przedrostka (oznaczającego liczbę atomów węgla), w nazwie występuje "-en". Ważne jest podanie numeru atomu węgla, od którego zaczyna się wiązanie podwójne (np. but-1-en).

Izomeria alkenów: Oprócz izomerii szkieletowej (jak w alkanach), występuje także izomeria położenia wiązania podwójnego i izomeria geometryczna (cis i trans).

Właściwości alkenów:

• Wyższa reaktywność niż alkany (dzięki wiązaniu π)
• Gazy lub ciecze (w zależności od długości łańcucha węglowego)

Reakcje charakterystyczne dla alkenów:

• Addycja (przyłączanie):
  • Addycja wodoru (uwodornienie, reakcja z H₂, kat. Ni, Pt, Pd)
  • Addycja halogenów (np. chlorowanie, bromowanie)
  • Addycja wody (hydratacja, reakcja z H₂O, kat. H⁺)
  • Addycja halogenowodorów (np. HCl, HBr) - zgodnie z regułą Markownikowa
• Polimeryzacja: Tworzenie polimerów (dużych cząsteczek) z monomerów (małych cząsteczek). Np. polietylen (PE) z etenu.
• Spalanie: Całkowite i niecałkowite (jak w alkanach).

Alkini - Węglowodory Nienasycone

Alkini mają wzór ogólny C_nH_2n-2.

Posiadają jedno wiązanie potrójne (σ i 2π) między atomami węgla.

Przykłady alkinów:

• Etyn (acetylen) (C₂H₂)
• Propyn (C₃H₄)
• Butyn (C₄H₆)

Nazewnictwo alkinów: Nazwa składa się z przedrostka (oznaczającego liczbę atomów węgla), w nazwie występuje "-in". Ważne jest podanie numeru atomu węgla, od którego zaczyna się wiązanie potrójne (np. but-1-yn).

Izomeria alkinów: Podobna do izomerii alkenów (szkieletowa, położenia wiązania).

Właściwości alkinów:

• Bardzo wysoka reaktywność (dzięki dwóm wiązaniom π)

Reakcje charakterystyczne dla alkinów:

• Addycja (przyłączanie): Podobna do addycji alkenów (wodoru, halogenów, halogenowodorów, wody). Może zachodzić dwuetapowo.
• Polimeryzacja: Np. trimeryzacja acetylenu do benzenu.
• Spalanie: Całkowite i niecałkowite (jak w alkanach i alkenach).

Węglowodory Cykliczne

Węglowodory cykliczne (alicykliczne) to węglowodory, w których atomy węgla tworzą pierścień.

Mogą być nasycone (cykloalkany) lub nienasycone (cykloalkeny).

Przykłady:

• Cykloheksan (C₆H₁₂)
• Cykloheksen (C₆H₁₀)

Nazewnictwo: Dodajemy przedrostek "cyklo-" do nazwy odpowiedniego węglowodoru łańcuchowego.

Węglowodory Aromatyczne

Węglowodory aromatyczne zawierają pierścień benzenowy (C₆H₆).

Benzen charakteryzuje się szczególną stabilnością (dzięki delokalizacji elektronów π).

Reakcje charakterystyczne dla benzenu:

• Substytucja elektrofilowa: Reakcje z elektrofilami (cząsteczkami poszukującymi elektronów). Np. nitrowanie, sulfonowanie, chlorowanie, bromowanie.

Podsumowanie

Pamiętajcie:

• Węglowodory to związki C i H.
• Podział na alifatyczne, alicykliczne i aromatyczne.
• Alkany (nasycone), alkeny i alkini (nienasycone).
• Wzory ogólne i nazewnictwo!
• Reakcje charakterystyczne dla każdej grupy.

Powodzenia na sprawdzianie!