Хімічні властивості
Алкани малоактивні: навіть порівняно з іншими органічними речовинами вони реагують з вкрай обмеженим списком реактивів. В основному це реакції, що протікають за радикальним механізмом: хлорування, бромирование, нітрування, сульфування та інше. Хлорування метану – класичний приклад ланцюгових реакцій. Суть його полягає в наступному.
Ланцюгова хімічна реакція складається з декількох стадій.
- спочатку відбувається зародження ланцюга – з’являються перші вільні радикали (в даному випадку це відбувається під дією фотонів);
- наступний етап – розвиток ланцюга. В ході нього утворюються нові речовини, які є результатом взаємодії якого-небудь вільного радикала і молекули; при цьому вивільняються нові вільні радикали, які, в свою чергу, реагують з іншими молекулами, і так далі;
- коли між стикаються і утворюють нове речовина два вільних радикала, відбувається обрив ланцюга – нових вільних радикалів не утворюється, і в цій гілці реакція згасає.
Проміжними продуктами реакції тут є і хлорметан CH3Cl, і дихлорметан CH2Cl2, і трихлорметан (хлороформ) CHCl3, і тетрахлорметан CCl4. Це означає, що радикали можуть атакувати кого завгодно: і власне метан, і проміжні продукти реакції, все більше і більше заміщаючи водень на галоген.
Вкрай важлива для промисловості реакція – це ізомеризація парафінових вуглеводнів. В ході її з нерозгалужених алканів отримують їх розгалужені ізомери. Це підвищує так звану детонаційну стійкість з’єднання – одну з характеристик автомобільного палива. Реакція проводиться на каталізаторі хлориду алюмінію AlCl3 при температурах близько 300оС.
