Bài 34. Ankan Cấu trúc phân tử và tính chất vật lí

I- CẤU TRÚC PHÂN TỬ ANKAN

1. Sự hình thành liên kết trong phân tử ankan

Các nguyên tử C ankan ở trạng thái lai hóa sp3. Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm của tứ diện mà 4 đỉnh là các nguyên tử H hoặc C, liên kết C−C,C−H đều là liên kết σ.

Các góc hóa trị CCCˆ,CCHˆ,HCHˆ đều gần bằng 109,5^o

2. Cấu trúc không gian của ankan

a) Mô hình phân tử

b) Cấu dạng

* Các nhóm nguyên tử liên kết với nhau bởi liên kết đơn C−C có thể quay tương đối tự do quanh trục liên kết đó tạo ra vô số dạng khác nhau về vị trí tương đối trong không gian gọi là các cấu dạng.

* Cấu dạng xen kẽ bền hơn cấu dạng che khuất.

* Các cấu dạng luôn chuyển đổi cho nhau, không thể cô lập từng cấu dạng được.

II- TÍNH CHẤT VẬT LÝ

1. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng

Bảng: Hằng số vật lí của một số ankan

* Ở điều kiện thường, các ankan từ C₁ đến C₄ ở trạng thái khí, từ C₅ đến khoảng C₁₈ ở trạng thái lỏng, từ khoảng C₁₈ trở đi ở trạng thái rắn.

* Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của ankan nói chung đều tăng theo số nguyên tử cacbon trong phân tử tức là tăng theo phân tử khối. Ankan nhẹ hơn nước.

2. Tính tan, màu và mùi

* Ankan không tan trong nước, khi trộn vào nước thì bị tách thành lớp nổi lên trên nên người ta nói chúng kị nước. Ankan là những dung môi không phân cực, hòa tan tốt những  chất không phân cực như dầu, mỡ,... Chúng là những chất ưa dầu mỡ và ưa bám dính vào quần áo, lông, da. Những ankan lỏng có thể thấm được qua da va màng tế bào.

* Ankan đều là những chất không màu.

* Các ankan nhẹ nhất như metan, etan, propan là những khí không mùi. Ankan từ C₅−C₁₀ có mùi xăng, từ C₁₀−C₁₆ có mùi dầu hỏa. Các ankan rắn rất ít bay hơi nên hầu như không mùi.