Molekylär och strukturell formel för metan

Molekylär, strukturell och elektronisk formelMetan är sammanställd på grundval av Butlerovs teori om strukturen av organiska ämnen. Innan vi fortsätter skriva sådana formler börjar vi med en kort beskrivning av detta kolväte.

Funktioner av metan

Detta ämne är explosivt, det är fortfarandekallad "marsh" gas. Den specifika lukten av detta ultimata kolväte är känt för alla. Vid förbränningsprocessen förblir det inte kemiska komponenter som har en negativ inverkan på människokroppen. Det är metan som är en aktiv deltagare i bildandet av växthuseffekten.

Fysiska egenskaper

Den första representanten för den homologa serien av alkanerupptäcktes av forskare i atmosfären av Titan och Mars. Med tanke på att metan är förknippad med förekomsten av levande organismer har en hypotes uppstått om existensen av liv på dessa planeter. På Saturnus, Jupiter, Neptun, Uranus, syntes metan som en produkt av kemisk behandling av ämnen av oorganiskt ursprung. På ytan av vår planet är dess innehåll obetydligt.

Allmänna egenskaper

Metan har ingen färg, det är lättare än luft nästan itvå gånger, dåligt lösligt i vatten. I naturgaskompositionen uppgår beloppet till 98 procent. Den oljebeständiga gasen innehåller 30 till 90 procent metan. Metan har i större utsträckning biologiskt ursprung.

Ungulate växtätare och kor avger påbearbetning i bakteriernas magar en ganska signifikant mängd metan. Bland de viktiga källorna till den homologa serien av alkaner skiljer vi träsk, termiter, naturgasfiltrering och processen med växtfotosyntes. Om ett spår av metan finns på planeten kan vi prata om förekomsten av biologiskt liv på den.

Metoder för att erhålla

Den expanderade strukturformeln för metan ärbekräftar att i sin molekyl endast mättade enbindningar bildade av hybridmoln. Bland laboratoriealternativen för erhållande av detta kolväte noteras blandningen av natriumacetat med fast alkali, liksom interaktionen mellan aluminiumkarbid och vatten.

Metan bränner med en blåaktig flamma som emitterar vidDenna order på 39 MJ per kubikmeter. Detta ämne bildar explosiva blandningar med luft. Den farligaste metan som släpps under underjordisk gruvdrift av mineraltillförsel i berggruvor. Det finns en hög risk för metanxplosion vid kolframställning och brikettfabriker, liksom vid sorteringsanläggningar.

Fysiologisk verkan

Om procentandelen av metan i luftensträcker sig från 5 till 16 procent, med inlopp av syre kan antända metan. I händelse av en signifikant ökning av blandningen av en given kemikalie ökar sannolikheten för explosion.

Om koncentrationen av denna alkan i luften är 43 procent, är det orsaken till kvävning.

Vid explosionen varierar utbredningshastigheten från 500 till 700 meter per sekund. Efter att metan har kommit i kontakt med värmekällan sker processen med tändning av alkanen med viss fördröjning.

Det är på den här fastigheten att tillverkningen av explosionssäker elektrisk utrustning och säkerhets explosiva komponenter är baserad.

Så hur exakt är metan mest termisktett stabilt mättat kolväte, används det allmänt i form av industriella och inhemska bränslen och används även som ett värdefullt råmaterial för kemisk syntes. Strukturformeln av trietylmetan karakteriserar de strukturella egenskaperna hos företrädare för denna kolvätenklass.

I processen med sin kemiska interaktion medklor när det utsätts för ultraviolett strålning kan bilda flera reaktionsprodukter. Beroende på mängden utgångsmaterial kan klormetan, kloroform och koltetraklorid erhållas under substitutionen.

Vid ofullständig förbränning av metan bildas sot. I fallet med katalytisk oxidation bildas formaldehyd. Slutprodukten av interaktionen med svavel är koldisulfid.

Funktioner av metanens struktur

Vad är dess strukturformel? Metan avser mättade kolväten med den allmänna formeln C_nH_{2n + 2}. Låt oss överväga egenskaperna för bildandet av en molekyl för att klargöra hur strukturformeln bildas.

Metan består av en kolatom och fyra väteatomer bundna av en kovalent polär kemisk bindning. Låt oss förklara de strukturella formlerna baserade på kolatomens struktur.

Typ av hybridisering

Den rumsliga strukturen av metan kännetecknas avtetraedral struktur. Eftersom på den yttre nivån av kol finns fyra valenselektroner, när atomen upphettas övergår elektronen från den andra s-orbitalen till s. Som ett resultat har kol fyra unparerade ("fria") elektroner vid den sista energinivån. Den kompletta strukturformeln för metan är baserad på det faktum att fyra hybridmoln bildas, vilka är orienterade i rymden i en vinkel av 109 grader 28 minuter, vilket bildar tetrahedronens struktur. Därefter förekommer överlappande hörn av hybridmoln med icke-hybrida molar av väteatomer.

Komplett och förkortad metan strukturformelhelt uppfyller teorin om Butlerov. En enkel (enkel) bindning bildar mellan kol och väte, så tillsatsreaktionen är inte karakteristisk för denna kemikalie.

Nedan är den slutliga strukturformeln. Metan - är den första representanten för klassen av mättade kolväten, har den typiska egenskaper begränsar alkan. Metanens strukturella och elektroniska formel bekräftar typen av hybridisering av kolatomen i denna organiska substans.

Från skolkemi kurs

Denna klass av kolväten, representativsom är "träskgas", studeras i en högskoleklass 10-gradskurs. Till exempel erbjuds killarna följande uppgift: "Skriv de strukturella formlerna av metan". Det är nödvändigt att förstå att för detta ämne, enligt Butlerovs teori, kan endast en utvecklad strukturkonfiguration beskrivas.

Dess förkortade formel kommer att matchamolekylär, skriven som CH4. Enligt de nya federala utbildningsstandarderna, som introduceras i samband med omorganisationen av den ryska utbildningen, i grundläggande kemi-kursen, undersöks alla frågor om egenskaperna hos organiska ämnen i en överblick.

Industriell syntes

Baserat på metan, industriellsätt av en sådan viktig kemisk komponent som acetylen. Grunden för termisk och elektrisk sprickbildning var exakt dens strukturformel. När katalytisk oxidation med ammoniak bildar metan hydrocyansyra.

Applicera denna organiska substansen tillsyntesgasproduktion. Vid samverkan med vattenånga erhålles en blandning av kolmonoxid och väte, vilket är råmaterialet för framställning av mättade envärda alkoholer, karbonylföreningar.

Av speciell betydelse är interaktionen med salpetersyra, resultatet är nitrometan.

Ansökan i form av bilbränsle

På grund av bristen på naturliga källorkolväten, liksom förödelsen av råmaterialbasen är frågan om att hitta nya (alternativa) källor för bränsleproduktion av särskild betydelse. Ett av dessa alternativ är biodiesel, som innehåller metan.

Med tanke på skillnaden i täthet mellan bensinbränsle och den första representanten för klassen av alkaner, finns det vissa egenskaper för dess användning som en energikälla för bilmotorer. För att undvika behovet av att transportera stora mängder metan, genom att komprimera den, ökar densiteten (vid ett tryck på cirka 250 atmosfärer). Förvara metan i flytande tillstånd i cylindrar installerade i bilar.

Påverkan på atmosfären

Ovan nämnde redan det faktum att metan harpåverkan på växthuseffekten. Om graden av effekten av kolmonoxid (4) på ​​klimatet är konventionellt per enhet, är andelen "träskgas" i den 23 enheter. Under de senaste två århundradena har forskare observerat en ökning av det kvantitativa innehållet av metan i jordens atmosfär.

För närvarande är det uppskattade antalet CH₄ uppskattad till 1,8 delar per miljon. Trots det faktum att denna siffra är 200 gånger mindre än närvaron av koldioxid, finns det en konversation mellan forskare om den möjliga risken för kvarhållande av värme som utsänds av planeten.

På grund av det utmärkta värmevärdet för "marshgas" används det inte bara som ett råmaterial i processen med kemisk syntes, men också som en energikälla.

Till exempel arbetar en mängd gaspannor, kolonner avsedda för enskilda värmesystem i privata hus och stugor på metan.

Ett sådant autonomt alternativ för uppvärmning är mycket lönsamt.för husägare, inte förknippade med olyckor som sker systematiskt på centraliserade värmesystem. På grund av gaspannan som arbetar på denna typ av bränsle är det 15-20 minuter att helt värma tvåhöjdsstugan.

slutsats

Metan, strukturella och molekylära formlersom gavs ovan är en naturlig energikälla. På grund av att det bara innehåller en kolatom och väteatomer, erkänner miljöaktivister miljösäkerheten för detta mättade kolväte.

Under normala förhållanden (lufttemperatur 20 grader Celsius, tryck 101325 Pa) är detta ämne gasformigt, giftfritt, olösligt i vatten.

Vid sänkning av lufttemperaturen till -161 grader komprimeras metan, vilket används i stor utsträckning inom industrin.

Metan påverkar människors hälsa. Det är inte en giftig substans, men anses vara en kvävande gas. Det finns till och med marginella normer (MPC) för innehållet i det kemiska ämnet i atmosfären.

Till exempel är arbete i gruvor endast tillåtet i demnär dess kvantitet inte överstiger 300 milligram per kubikmeter. Analysera strukturella egenskaper hos denna organiska substans kan vi dra slutsatsen att det liknar kemiska och fysikaliska egenskaper hos alla andra representanter för klassen av mättade (marginala) kolväten.

Vi analyserade strukturformlerna, den rumsliga strukturen av metan. Den homologa serien som startar "träskgasen" har den allmänna molekylformeln C_nH_{2n + 2}.