I. Замещение

1. Реакции галоидированияе а)  инициирование цепи:

Cl : Cl Cl^. + Cl^.

R : H + ^. Cl HCl + R^.

б) развитие цепи – образование продуктов реакции с одновременным образованием свободных радикалов, продолжающих цепной процесс:

R^. + Cl : Cl RCl + Cl^.

R : H + Cl^. HCl + R^.

в) обрыв цепи:

R^. + Cl^. RCl

Так как СI^. реагент активный, он может атаковать молекулу уже полученного хлорпроизводного, в результате образуются полигалогенпроизводные.

Реакция бромирования протекает значительно труднее, т.к. бром менее активен, чем хлор и реагирует в основном с образованием более устойчивых третичных или вторичных радикалов.

Реакции иодирования практически не протекают, т.к. HI восстанавливает образующиеся йодистые алкилы.

2. Нитрование – замещение атома Н на группу NО₂ при действии азотной кислоты. Идет при действии разбавленной азотной кислоты (12%) при высокой температуре 150^оС под давлением (реакция Коновалова). Легче реагируют парафины изостроения, т.к. замещение легче происходит у третичного атома углерода:

	+ HONO2 H2O +
изопентан		2-нитро-2-метилбутан

RH + HONO₂ ROH + HONO

II. Окисление

При обычных условиях парафины не окисляются ни кислородом, ни сильными окислителями (KMnO₄, HNO₃, K₂Cr₂O₇ и др.).

При внесении открытого пламени в смесь углеводорода с воздухом происходит полное окисление (сгорание) углеводорода до СО₂ и Н₂О. Нагревание предельных углеводородов в смеси с воздухом или кислородом в присутствии катализаторов окисления MnО₂ и других до температуры 300^оС приводит к их окислению с образованием перекисных соединений. Реакция протекает по цепному свободно-радикальному механизму.

И: R : H R^. + H^. инициирование цепи

.. ..

Р: R^. + O: :O: R-O-O^.

.. ..

R-O-O. + R : H R-O-O-H + R^.

гидроперекись алкана

O: R-O-O^. + R^. R-O-O-R обрыв цепи

перекись алкана

III. Реакции термического расщепления 1. Крекинг – расщепление предельных углеводородов на более низкомолекулярные предельные и непредельные углеводороды. Протекает при нагревании без доступа воздуха до 450-550^оС. Механизм термического крекинга – свободно-радикальный.

2 1 1 СН₃-СН₂-СН₂ ^{. .} СН₃ СН₃-СН=СН₂+СН₄

СН₃-СН₂ : СН₂ : СН₃ бутан 2 СН₃-СН₂ ^. + ^. СН₂-СН₃ СН₂=СН₂+СН₃-СН₃

2. Дегидрирование (дегидрогенизация) – отщепление водорода происходит под действием более высокой температуры, чем крекинг.

СН₃-СН=СН-СН₃ 2-бутен

СН₃-СН₂-СН₂-СН₃

бутан -Н₂ СН₃-СН₂-СН=СН₂ 1-бутен

IV. Изомеризация предельных углеводородов

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ СН₃-СН-СН₂-СН₃

Пентан Н₂SO₄ CН₃

изопентан

свойства алифатических радикалов: Образование свободных радикалов при гомолитическом расщеплении связей С-С или С-Н происходит при температуре 300-700^оС или под действием свободно-радикальных реагентов.

Продолжительность существования свободных радикалов (устойчивость) увеличивается от первичных радикалов к вторичным и третичным.

5. Алкены. Π-связь пространственное электронное строение. Это углеводороды открытого строения с одной двойной связью. Общая молекулярны формула С_nН_2n (содержит на два атома водорода меньше по сравнению с парафинами). Тривиальное название отличается от названия соответствующих предельных углеводородов окончанием "илен". Углеводород С₄Н₈ имеет и структурные, и пространственные изомеры. Структурная изомерия представлена изомерией цепи и изомерией положения двойной связи

Пространственная изомерия наблюдается тогда, когда оба ненасыщенных атома углерода имеют хотя бы по одному заместителю.

H H CH₃ H

C=C C=C

CH₃ CH₃ H CH₃

цис-изомер транс-изомер

Этот вид изомерии называется геометрической или цис-транс-измоерией. Цис-изомеры более полярны и имеют более высокие температуры кипения.