Метан як представник насичених вуглеводнів

Переглянути відео

Вуглеводні — це органічні сполуки, що складаються з двох елементів — Карбону і Гідрогену. Загальну формулу вуглеводнів можна подати так: СxНy . До вуглеводнів належать гази метан СН4 та ацетилен С2Н2, рідини октан С8Н18 та бензен С6Н6, а також тверді речовини, наприклад парафін, що є сумішшю вуглеводнів.

2. Будова молекули метану.

Найпростішими органічними речовинами є насичені вуглеводні (алкани)., які складаються лише з двох атомів Карбону і Гідрогену. Загальна формула алканів CnH2n+2. Найпершим представником є метан.Молекулярна формула метану: СН4. Тобто до складу молекули входить 1 атом Карбону і 4 атома Гідрогену.

На: 1S – електрон та 3 Р – електрона. S електрони рухаються по кулеподібній орбіталі, а Р – електрони – по гантелеподібній орбіталі.

S – орбіталь та 3 Р- орбіталі

Отже валентність Карбону ІV. Дійсно атом Карбону в молекулі метану утворює 4 ковалентні полярні зв’зки з атомами Гідрогену. На моделі видно, що всі 4 зв’язки рівноцінні. Виникає питання: яким чином 1S-електрон і 3 Р-електрони утворюють рівноцінні зв’язки атомами Гідрогену?

Справа в тому, що електрони зовнішнього енергетичного рівня атома Карбону гібридизуються.

Гібридизація – вирівнювання різних орбіталей одного атома за формою та енергією.

Оскільки гібридизується 1S і 3Р електронні орбіталі, тому говорять, що в атом Карбону перебуває у стані SР3 – гібридизації. Утворюється 4 гібридні орбіталі.

фізичні властивості метану.

Газ

Безбарвний

Без запаху

Легший за повітря (Мr(СН4) = 16, Мr(пов) = 29)

Майже не розчиняється у воді, але розчиняється в органічних розчинниках.

tпл = -182,5°С, tкип = -161,5°С

4. Поширення метану в природі.

Метан входить до складу природного газу (98%), є важливим компонентом попутного нафтового газу.

Чимало метану в складі копального газу міститься у кам'яно-вугільних шахтах , тому його називають рудниковим газом. Вибухи суміші метану з киснем повітря (1:10) часто спричиняють масову загибель шахтарів.

Чимало метану утворюється внаслідок анаеробного бродіння рослинних решток у болотах (тому його називають болотний газ), річковому мулі, під час перетравлювання їжі великою рогатою худобою. Біогаз – продукт переробки фекалій і сміття – також переважно складається з метану.

Цікаво! Болотний газ хімічними методами вперше дослідив у 1776р. італійський природодослідник Алессандро Вольта і встановив його відмінність від водню. Також це природне джерело метану вивчали Бертолле, Дальтон, Берцеліус тощо. Болотний газ у неглибокій замуленій водоймі збирали в такий спосіб. Товстостінну склянку або пляшку занурювали у воду, аби вона заповнилася рідиною, потім повертали її догори дном, вставляли лійку і збирали метан, розпушуючи дно за допомогою ціпка. Коли в склянці збирався газ, її закорковували під водою й після цього виймали на поверхню.

Трапляється метан і у Всесвіті. Його виявлено в атмосфері планет Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Величезні озера рідкого метану є на поверхні Титана, найбільшого з природних супутників Сатурна.

Величезні обсяги метану надходять в атмосферу з рисових полів, боліт, тваринних ферм тощо. Науковці стверджують, що це не лише сприяє глобальному потеплінню, а й виснажує озоновий шар планети.

1.Органічні речовини, що складаються тільки з двох хімічних елементів..??

2.Всі зв'язки між атомами в молекулі метану однакові завдяки... електронних хмар (назив. відм.).

3.Газ метан за частим його знаходженням у цьому місці в народі називають...

4.Хімічна формула цієї речовини СН4.

5.Основний елемент органічних сполук.

6.Елемент, що разом з Карбоном входить до складу молекул вуглеводнів.