Состав формулы оксида фосфора 5 оксида азота 3 фторида натрия

P2O5(V), N2O3(III), NaF

 АЛКАНЫ И ЦИКЛОАЛКАНЫ – углеводороды, в которых все атомы углерода соединены друг с другом и с атомами водорода одинарными) связями. Алканы (синонимы – предельные углеводороды, насыщенные углеводороды, парафины) – углеводороды с общей формулой CnH2n+2, где n – число атомов углерода. Такую же формулу имеет и всем знакомый полиэтилен, только величина n у него очень велика и может достигать десятков тысяч. Кроме того, полиэтилен содержит молекулы разной длины. В циклоалканах атомы углерода образуют замкнутую цепь; если цикл один, формула циклоалкана CnH2n.

Алкан с самыми длинными молекулами был синтезирован английскими химиками в 1985. Это нонаконтатриктан С390Н782, содержащее цепочку из 390 углеродных атомов. Исследователей интересовало, как будут упаковываться такие длинные цепи при кристаллизации (гибкие углеводородные цепочки могут легко складываться).

Число изомеров алканов. Задача о теоретически возможном числе изомеров алканов впервые была решена английским математиком Артуром Кэли (1821–1895), одним из основоположников важного раздела математики – топологии (в 1879 он опубликовал первую статью по знаменитой «проблеме четырех цветов»: достаточно ли их для раскраски любой географической карты; эта проблема была решена лишь в 1976). Оказалось, что не существует формулы, по которой можно по числу атомов углерода в алкане СnH2n+2 рассчитать число его изомеров. Есть только так называемые рекуррентные формулы (от латинского recurrens – возвращающийся), которые позволяют рассчитать число изомеров n-го члена ряда, если уже известно число изомеров предыдущего члена. Поэтому расчеты для больших n были получены сравнительно недавно с компьютеров и доведены до углеводорода С400Н802; для него, с учетом изомеров, получено значение, трудно поддающееся воображению: 4,776·10199. А уже начиная с алкана С167Н336, число изомеров превышает число элементарных частиц в видимой части Вселенной, которое оценивается как 1080. Указанное в таблице число изомеров для большинства алканов значительно возрастет, если рассматривать также зеркально-симметричные молекулы – стереоизомеры (см. ОПТИЧЕСКАЯ ИЗОМЕРИЯ): для гептана – с 9 до 11, для декана – с 75 до 136, для эйкозана – с 366 319 до 3 396 844, для гектана – с 5,921·1039 до 1,373·1046 и т.д.

метан можно получить нагреванием ацетата натрия с твердой щелочью: CH3COONa + NaOH ® CH4 + Na2CO3, а также гидролизом некоторых карбидов: Al4C3 + 12H2O ® 3CH4 + 4Al(OH)3. Гомологи метана можно получить по реакции Вюрца, например: 2CH3Br + 2Na ® CH3–CH3 + 2NaBr. В случае дигалогеналканов получаются циклоалканы, например: Br–CH2–(CH2)4–CH2Br + 2Na ® цикло-C6H12 + 2NaBr. Алканы образуются также при декарбоксилировании карбоновых кислот и при электролизе их.

Применение алканов. Алканы в составе бензина, керосина, солярового масла, мазута используются в качестве топлива. Высшие алканы входят в состав смазочных масел, вазелина и парафина. Смесь изомерных пентанов и гексанов называется петролейным эфиром и применяется в качестве растворителя. Циклогексан также широко применяется в качестве растворителя и для синтеза полимеров (капрон, найлон). Циклопропан используется для наркоза. Сквалан – высококачественное смазочное масло, компонент фармацевтических и косметических препаратов, адсорбент в газожидкостной хроматографии.

Алканы служат сырьем для получения многих органических соединений, в том числе спиртов, альдегидов, кислот. Хлорпроизводные алканов используют как растворители, например, трихлорметан (хлороформ) CHCl3, тетрахлорметан CCl4. Смесь высших алканов – парафин нетоксичен и широко применяется в пищевой промышленности для пропитки тары и упаковочных материалов (например, пакетов для молока), при производстве жевательных резинок. Парафином пропитывают карандаши, верхнюю (вблизи головки) часть спичек для их лучшего горения. Разогретый парафин используют в лечебных целях (парафинолечение). Окисление парафина в контролируемых условиях в присутствии катализаторов (органические соли переходных металлов) приводит к получению кислородсодержащих продуктов, главным образом, органических кислот.

Оксиды

 

Простое вещество + кислород = оксид 
S + O2 = SO2
4P + 5O2 = 2P2O5
2Zn + O2 = 2ZnO

Разложение некоторых солей и нерастворимых оснований 
MgCO3 = MgO + CO2
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

 

Кислоты

 

Кислотный оксид + H2O = кислота (SiO2 с водой не реагирует)
Cl2O7 + H2O = 2HClO4
SO3 + H2O = H2SO4

H2 + простое вещество = 

Сильная кислота + соль слабой кислоты = слабая кислота + соль сильной кислоты 
2HNO3 + Na2SiO3 = H2SiO3 + 2NaNO3
H2SO4 + MgSO3 = H2SO3 (H2O + SO2) + MgSO4

 

Нерастворимые гидроксиды

 

Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание 
Ni(NO3)2 + 2KOH = 2KNO3 + Ni(OH)2
FeCl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Fe(OH)2

 

Щелочи

 

Основный оксид + вода = щелочь (в реакцию вступают оксиды щелочных и щелочноземельных металлов) 
BaO + H2O = Ba(OH)2
K2O + H2O = 2KOH

Активный металл + вода = щелочь + H2
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

 

Соли

 

Кислотный оксид + основный оксид = соль 
SO3 + CaO = CaSO4
N2O5 + K2O = 2KNO3

Кислотный оксид + щелочь = соль + вода 
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
Cl2O7 + 2KOH = 2KClO4 + H2O

Основный оксид + кислота = соль + вода 
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Fe2O3 + 6HBr = 2FeBr3 + 3H2O

Кислота + основание = соль + вода 
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O
3H2SO4 + 2Fe(OH)3 = Fe2(SO4)3 + 6H2O

Соль слабой кислоты + сильная кислота = соль сильной кислоты + слабая кислота 
K2SO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + SO2 (H2SO3)
NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl

Растворимая соль + растворимая соль = нерастворимая соль + соль 
CuCl2 + Na2S = CuS + 2NaCl
Ba(NO3)2 + K2SO4 = BaSO4 + 2KNO3

Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание 
Fe(NO3)3 + 3NaOH = 3NaNO3 + Fe(OH)3
MnCl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Mn(OH)2

Кислота + металл (находящийся в ряду напряжений левее водорода) = соль + водород 
2HCl + Fe = FeCl2 + H2
2H3PO4 + 6K = 2K3PO4 + 3H2
Важно: кислоты-окислители (HNO3, конц. H2SO4) реагируют с металлами по-другому.

Растворимая соль металла (*) + металл (**) = соль металла (**) + металл (*) 
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu
Ni + 2AgNO3 = Ni(NO3)2 + 2Ag
Важно: 1) металл (**) должен находиться в ряду напряжений левее металла (*), 2) металл (**) НЕ должен реагировать с водой.

Металл + неметалл = соль 
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Ca + Se = CaSe