HIĐROCACBON MẠCH HỞ
I - ANKAN
1. Tính chất vật lí
Anka
n
Công thức
C
n

,
o
nc
t C

,
o
s
t C

Khối lượng riêng
(g/cm
3
)
Metan

CH
4
C
1

-183 -162 0,415 (-164C)

Etan
CH
3
CH
3
C
2

-183 -89 0,561 (-100C)

Propan

CH
3
CH
2
CH
3
C
3

-188 -42
0,585 (-45C)
Butan
CH
3
[CH
2
]
2

CH
3

C
4

-158 -0,5
0,600 ( 0C)

Pentan
CH
3
[CH
2
]
3
CH
3

C
5

-130 36
0,626 (20C )
Hexan

CH
3
[CH
2

]
4
CH
3

C
6

-95 69
0,660 (20C )

Heptan

CH
3
[CH
2
]
5
CH
3

C
7

-91 98
0,684 (20C )
Octan
CH
3

[CH
2
]
6
CH
3

C
8

-57 126
0,703 (20C )

Nonan
CH
3
[CH
2
]
7
CH
3

C
9

-54 151
0,718 (20C )
Đekan


CH
3
[CH
2
]
8
CH
3

C
10

-30 174
0,730 (20C )
Icosan

CH
3
[CH
2
]
18
CH
3

C
20

37 343
0,778 (20C )


2.Tính chất hóa học
a. Phản ứng thế
Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp metan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần
lượt các nguyên tử hiđro bằng clo :
CH
4
+ Cl
2
 CH
3
Cl + HCl
metyl clorua (clometan)
CH
3
Cl + Cl
2
 CH
2
Cl
2
+ HCl
metylen clorua (điclometan)
CH
2
Cl
2
+ Cl
2
 CHCl

3
+ HCl
clorofom (triclometan)
CHCl
3
+ Cl
2
 CCl
4
+ HCl
cacbon tetraclorua (tetraclometan)
Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự metan. Thí
dụ :
CH
3
-CH
2
-CH
3

2
o
Cl ,as.
25 C

CH
3
-CHCl -CH
3
+ CH

3
-CH
2
-CH
2
-Cl + HCl
2-clopropan, 57% 1-clopropan,
43%
CH
3
-CH
2
-CH
3

2
o
Br ,as.
25 C

CH
3
-CHBr -CH
3
+ CH
3
-CH
2
-CH
2

-Br + HBr
97% (chính) 3% (phụ)
Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hoá, sản phẩm
hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.
Clo thế H ở cacbon các bậc khác nhau. Brom hầu như chỉ thế cho H ở cacbon
bậc cao. Flo phản ứng mãnh liệt nên phân huỷ ankan thành C và HF. Iot quá
yếu nên không phản ứng với ankan.
b. Phản ứng tách (gãy liên kết C - C và C - H)
CH
3
- CH
3

o
500 C,xt

CH
2
= CH
2
+ H
2

CH
3
CH=CHCH
3
+ H
2


CH
3
CH
2
CH
2
CH
3

o
500 C, xt
CH
3
CH=CH
2
+ CH
4

CH
2
=CH
2
+ CH
3
CH
3

c. Phản ứng oxi hoá
 Khi đốt, các ankan bị cháy tạo ra CO
2

, H
2
O và toả nhiều nhiệt :
CH
4
+ 2O
2
 CO
2
+ 2H
2
O ;



H
890 kJ
C
n
H
2n+2
+
3n 1
2

O
2
 n CO
2
+ (n + 1) H

2
O
 Khi có xúc tác, nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hoá không hoàn toàn tạo
thành dẫn xuất chứa oxi, thí dụ :
CH
4
+ O
2

o
t ,xt

HCH = O + H
2
O

II - ANKEN
1. Tính chất vật lí
Anken Cấu tạo t
nc
,
º
C

t
s
,
º
C D, g/cm
3


Eten (etilen) CH
2
= CH
2
- 169

- 104

0,57 (-
110
o
C)
Propen CH
2
= CHCH
3
- 186

- 47 0,61 (- 50
o
C)

But-1-en CH
2
= CHCH
2
CH
3
- 130


- 6 0,63 (- 6
o
C)
2-Metylpropen

CH
2
= C(CH
3
)
2
- 141

- 7 0,63 (- 7
o
C)
Pent-1-en CH
2
= - 165

30 0,64 (20
0
C)
CHCH
2
CH
2
CH
3


cis -Pent-2-en cis-CH
3
CH =
CHC
2
H
5
- 151

37 0,66 (20
o
C)
trans -Pent-2-
en
trans-CH
3
CH =
CHC
2
H
5
- 140

36 0,65 (20
o
C)
Hex-1-en CH
2
= CH[CH

2
]
3
CH
3

- 140

64 0,68 (20
o
C)
Hept-1-en CH
2
= CH[CH
2
]
4
CH
3

- 119

93 0,70 (20
o
C)
Oct-1-en CH
2
= CH[CH
2
]

5
CH
3

- 102

122 0,72 (20
o
C)
Non-1-en CH
2
= CH[CH
2
]
6
CH
3
- 146 0,73 (20
o
C)
Đek-1-en CH
2
= CH[CH
2
]
7
CH
3

- 87 171 0,74 (20

o
C)
2. Tính chất vật lí
a. Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hoá)
CH
2
= CH
2
+ H
2

o
xt, t

CH
3
-CH
3

R
1
R
2
C = CR
3
R
4
+ H
2


o
xt, t

R
1
R
2
CH-CHR
3
R
4

b. Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hoá)
a) Tác dụng với clo
CH
2
= CH
2
+ Cl
2

2 2
ClCH CH
Cl
 (1,2-đicloetan, t
s
83,5
o
C)
b) Tác dụng với brom

CH
3
CH = CHCH
2
CH
2
CH
3
+ Br
2

3 2 2 3
| |
CH CH CHCH CH CH
Br Br
- (2,3-
đibromhexan)
Anken làm mất màu của dung dịch brom, vì thế người ta thường dùng nước
brom hoặc dung dịch brom trong CCl
4
làm thuốc thử để nhận biết anken.
c. Phản ứng cộng axit và cộng nước
a) Cộng axit
Hiđro halogenua (HCl, HBr, HI), axit sunfuric

đậm đặc… có thể cộng vào
anken.
Thí dụ : CH
2
= CH

2
+ H-Cl (khí )  CH
3
CH
2
Cl (etyl clorua)
CH
2
= CH
2
+ H-OSO
3
H  CH
3
CH
2
OSO
3
H (etyl
hiđrosunfat)
b) Cộng nước (phản ứng hiđrat hoá)
Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác axit, anken có thể cộng nước, thí
dụ :
CH
2
= CH
2
+ H-OH
o
H , t




2 2
CH CH
H OH
- (etanol)
c) Hướng của phản ứng cộng axit và nước vào anken
Phản ứng cộng axit hoặc nước vào anken không đối xứng thường tạo ra hỗn
hợp hai đồng phân, trong đó có một đồng phân là sản phẩm chính. Thí dụ :
CH
2
= CH-CH
3
HCl


2 3
|
|
CH CH CH
- -
H
Cl
+
2 3
|
|
CH CH CH
H

Cl
- -
(Sản phẩm chính) (Sản phẩm phụ)
2 3
|
3
CH C CH
CH
= -
|
|
HOH
2 3
|
3
CH C CH
CH
H OH
¾ ¾ ¾ ¾® - - +
|
|
2 3
|
3
CH C CH
CH
OH H
- -
(Sản phẩm chính) (Sản phẩm
phụ)

Quy tắc Mac-côp-nhi-côp
Trong phản ứng cộng axit hoặc nước (kí hiệu chung là HA) vào liên kết C= C
của anken, H (phần tử mang điện tích dương) ưu tiên cộng vào C mang nhiều
H hơn (cacbon bậc thấp hơn), còn A (phần tử mang điện tích âm) ưu tiên
cộng vào C mang ít H hơn (cacbon bậc cao hơn).
d. Phản ứng trùng hợp
nCH
2
= CH
2

o
Peoxit,100 300 C
100atm


( CH
2
-CH
2
)
n
(polietilen, n= 3000 - 40 000)

2
|
3
nCH CH
CH


0
t , xt


2
|
3
n
CH CH
CH
  
(polipropilen)
Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống
nhau hoặc tương tự nhau tạo thành những phân tử rất lớn gọi là polime.
Trong phản ứng trùng hợp, chất đầu (các phân tử nhỏ) được gọi là monome.
Sản phẩm của phản ứng gồm nhiều mắt xích monome hợp thành nên được
gọi là polime. Số lượng mắt xích monome trong một phân tử polime gọi là hệ
số trùng hợp và kí hiệu là n.
e. Phản ứng oxi hoá
Giống với ankan, anken cháy hoàn toàn tạo ra CO
2
, H
2
O và toả nhiều nhiệt :
C
n
H
2n
+
3n

2
O
2
 nCO
2
+ nH
2
O ;
H

< 0
Khác với ankan, anken làm mất màu dung dịch KMnO
4
và bị oxi hoá. Thí dụ
:
3CH
2
= CH
2
+ 2KMnO
4
+ 4H
2
O  3HOCH
2
-CH
2
OH + 2MnO
2
+ 2KOH

(etylen glicol)

III - ANKIN
1. Cấu trúc phân tử
Trong phân tử ankin, hai nguyên tử C liên kết ba ở trạng thái lai hoá sp (lai
hoá đường thẳng). Liên kết ba C  C gồm 1 liên kết

và 2 liên kết . Hai
nguyên tử C mang liên kết ba và 2 nguyên tử liên kết trực tiếp với chúng nằm
trên một đường thẳng.




2. Tính chất hóa học
a. Phản ứng cộng
- Cộng hiđro : Khi có xúc tác Ni, Pt, Pd ở
nhiệt độ thích hợp, ankin cộng với H
2
tạo
thành ankan :
Muốn dừng lại ở giai đoạn tạo ra anken thì
phải dùng xúc tác là hỗn hợp Pd với PbCO
3
:

CHCH + 2H
2



0
Ni, t
CH
3
– CH
3

CHCH + H
2

Pd / PbCO
3

CH
2
= CH
2
- Cộng brom : Giống như anken, ankin làm mất màu nước brom, phản ứng
xảy ra qua hai giai đoạn. Muốn dừng lại ở giai đoạn thứ nhất thì cần thực
hiện phản ứng ở nhiệt độ thấp, thí dụ :
C
2
H
5
-C  C-C
2
H
5
2
o

Br
20 C



2 5 2 5
| |
C H C C C H
Br Br
  
2
Br


|
|
2 5 2 5
|
|
Br Br
C H C C C H
Br Br
  
hex-3-in 3,4-đibromhex-3-en 3,3,4,4-
tetrabromhexan
- Cộng hiđro clorua
CH  CH + HCl


2

o
HgCl
150 200 C
CH
2
= CH -
Cl (vinyl clorua)
CH
2
= CH - Cl + HCl

CH
3
- CHCl
2
(1,1-đicloetan)
- Cộng nước (hiđrat hoá)
Khi có mặt xúc tác HgSO
4
trong môi trường axit, H
2
O cộng vào liên kết ba
tạo ra hợp chất trung gian không bền và chuyển thành anđehit hoặc xeton, thí
dụ :
HC  CH + H-OH
2
,
4 4
o
HgSO H SO

80 C

[CH
2
= CH – OH]  CH
3
– CH = O
etin (không bền) anđehit
axetic
Phản ứng cộng HX, H
2
O vào các ankin trong dãy đồng đẳng của axetilen
cũng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp như anken.
- Phản ứng đime hoá và trime hoá
2CH  CH
0
xt,t

CH
2
= CH - C  CH
vinylaxetilen
3CHCH
0
xt, t

C
6
H
6

b. Phản ứng thế bằng ion kim loại
AgNO
3
+ 3NH
3
+ H
2
O  [Ag(NH
3
)
2
]
+
OH
-
+ NH
4
NO
3

(phức chất, tan trong nước)
HCCH + 2[Ag(NH
3
)
2
]OH  Ag – CC – Ag + 2H
2
O + 4NH
3


(kết tủa màu vàng nhạt)
Phản ứng này không những dùng để nhận ra axetilen mà cả các ankin có
nhóm H – C  C- (các ankin mà liên kết ba ở đầu mạch) :
R – C  C – H + [Ag(NH
3
)
2
]OH  R–C  C–Ag + H
2
O +
2NH
3

(kết tủa màu vàng nhạt)
c. Phản ứng oxi hoá
Các ankin cháy trong không khí tạo ra CO
2
, H
2
O và toả nhiều nhiệt :
C
n
H
2n-2
+
2
3n 1
O
2


 nCO
2
+ (n – 1)H
2
O ; H < 0
Giống như anken, ankin làm mất màu dung dịch KMnO
4
. Khi đó nó bị oxi
hoá ở liên kết ba tạo ra các sản phẩm phức tạp, còn KMnO
4
thì bị khử thành
MnO
2
(kết tủa màu nâu đen).
III - Điều chế và ứng dụng