Warto zacząć od definicji alkanów. Ten nasycony lub nasycone węglowodory, parafin. Można również powiedzieć, że atomy węgla, w których atomy związek C przeprowadza się za pomocą prostych stosunkach. Ogólny wzór ma postać: CnH₂n + 2.
Wiadomo, że stosunek atomów H i C w cząsteczce, jak to możliwe, w porównaniu do innych grup. Biorąc pod uwagę, że wszystkie wartościowości są zajęte lub C i H i właściwości chemiczne alkanów wyrażone dostatecznie jasne, więc ich nazwisko wystaje granicę zwrot lub nasycone węglowodory.
istnieje również bardziej starożytna nazwa, która najlepiej odzwierciedla ich względnego himinertnost – parafiny, co przełożyło oznacza „brak powinowactwa”.
Tak, temat naszej dzisiejszej rozmowy: „Alka: homologiczne serii, nazewnictwo, budowa, izomeria”. Przedstawi również dane dotyczące ich właściwości fizycznych.
Alkany: budowa, nazewnictwo
W tych atomów C są w takim stanie, jak hybrydyzacji sp3. W związku z tym cząsteczka alkan można wykazać jako zestaw tetraedrycznej konstrukcji C, które są związane nie tylko ze sobą, lecz także H.
Pomiędzy atomami C i H występują trwałe, bardzo niskie polarny S wiązanie. Atomy wokół pojedynczych wiązań zawsze obracają się w wyniku alkanów cząsteczki przyjmować różne formy, w której długość połączenia, przy czym kąt między nimi – są stałymi. Formy, które przekształca się w siebie na skutek obrotów cząsteczki, które zachodzi wokół Ď obligacji, zwane konformacji.
W procesie odrywania z atomami H o cząsteczki tworzy cząstki 1-walentnych zwane rodniki węglowodorowe. Związki te są rezultatem nie tylko związki organiczne, a także nieorganiczne. Jeśli odjąć dwoma atomami wodoru z cząsteczki węglowodoru o granicy, otrzymuje się 2-Valence rodniki.
Zatem alkany mogą być nomenklatura:
- promieniowe (wtyczka);
- Zmiana (międzynarodowy, systematyczne). Zaproponowała przez IUPAC.
Nomenklatura zwłaszcza promieniowy
W pierwszym przypadku alkany nomenklaturze scharakteryzowano jak następuje:
- węglowodory uwagę jako pochodne metanu, który jest podstawiony przez 1 lub więcej atomów H rodników.
- Wysoki poziom wygody w razie nie są zbyt złożone związków.
Cechy nomenklatury zastępczej
nomenklatura Zmiana alkan ma następujące cechy:
- Podstawą nazwie – 1 łańcucha węglowego, a pozostałe fragmenty cząsteczek są uważane jako podstawniki.
- Jeśli istnieje wiele identycznych rodników przed ich nazwa wskazuje liczbę (ściśle mówiąc) i rodników numery oddzielony przecinkami.
Chemia: nomenklatura alkanów
Dla wygody, informacja jest prezentowana w formie tabelarycznej.
Nazwa substancji |
Podstawą tej nazwy (root) |
Wzór cząsteczkowy |
Zastępca nazwa węgiel |
Wzór węgla podstawnik |
metan |
met |
CH₄ |
metyl |
CH₃ |
etan |
etno |
C₂H₆ |
etylowy |
C₂H₅ |
propan |
podpierać |
C₃H₈ |
propylo |
C₃H₇ |
butan |
ale- |
C₄H₁₀ |
butyl |
C₄H₉ |
pentan |
klauzurowy |
C₅H₁₂ |
pentyl |
C₅H₁₁ |
heksan |
hex |
C₆H₁₄ |
heksyl |
C₆H₁₃ |
heptan |
hept |
C₇H₁₆ |
heptyl |
C₇H₁₅ |
oktan |
październik |
C₈H₁₈ |
oktylowy |
C₈H₁₇ |
nonan |
n o |
C₉H₂₀ |
nonylową |
C₉H₁₉ |
dziekan |
dekstran |
C₁₀H₂₂ |
decyl |
C₁₀H₂₁ |
Powyższe alkany nomenklatura to nazwy są ukształtowane historycznie (4 pierwsze Warunki Seria węglowodory nasycone).
Tutaj nondeployed alkanów o 5 lub więcej C utworzonych z greckiego cyfr węgla, które odzwierciedlają określoną liczbę atomów C. Tak -en przyrostek oznacza, że substancja z szeregu związków nasyconych.
Na rysunku nazwy stosowane alkanów jako główny łańcuch wybiera się taki, który zawiera maksymalną liczbę atomów C. są ponumerowane tak, że podstawniki mają najmniejszą liczbę. W przypadku, gdy dwa lub więcej łańcuchów o równej długości staje się główny, który zawiera największą liczbę podstawników.
Izomeria alkanów
Jako węglowodorowego twórcy szeregu czynności metan CH₄. Z każdego przedstawiciela tej serii metanu obserwowanego w przeciwieństwie do poprzedniej grupy metylenu – CH₂. Ten wzór można odnaleźć w całym szeregu alkanów.
Niemiecki naukowiec Schill przedstawiła propozycję nazwania liczbę homologiczne. Przetłumaczone z greckiego oznacza „podobny, itp.”
Tak więc, homologiczne serii – zestaw pokrewnych związków organicznych, posiadających ten sam rodzaj struktury z blisko himsvoystvami. Homologi – członkowie serii. Homologiczne Difference – grupę metylenową, w którym dwa różne sąsiadujące homolog.
Jak wspomniano wcześniej, dowolna kompozycja nasyconego węglowodoru mogą być wyrażone ogólnym wzorem CnH₂n + 2. Tak więc, po metanu jest członkiem homologicznej serii etanu – C₂H₆. Wydedukować strukturę metan, konieczne jest zastąpienie atomu H w pozycji 1 CH₃ (rysunek poniżej).
Struktura każdego kolejnego homolog mogą pochodzić od powyżej w ten sam sposób. Wskutek etanu utworzone propan – C₃H₈.
Jakie są izomery?
Są to substancje, które mają identyczny skład jakościowy i ilościowy cząsteczkowej (identyczny wzór cząsteczkowy), ale różne struktury chemiczne i inne himsvoystvami.
Charakteryzuje się wspomnianych węglowodorów takich parametrów jak temperatura wrzenia: -0,5 ° – butan -10 ° – izobutanu. Ten rodzaj izomerii dalej węglowego szkieletu izomerii, odnosi się do typu konstrukcji.
Liczba izomerów strukturalnych gwałtownie rośnie z liczbą atomów węgla. Tak więc, C₁₀H₂₂ będzie odpowiadać izomery 75 (bez przestrzeni) i 4347 C₁₅H₃₂ już znane izomery, na C₂₀H₄₂ – 366,319.
Tak już było jasne, że taka alkany, homologiczne serii, izomeria, nazewnictwo. Teraz konieczne jest, aby przejść do zasad nazwy IUPAC.
IUPAC nazewnictwo: imię edukacji
Po pierwsze, konieczne jest, aby znaleźć strukturę łańcucha węglowodorowego węgla, który zawiera największą długość i maksymalna liczba podstawników. Następnie wymaganą ilość łańcuch atomów C, począwszy od końca, który znajduje się najbliżej podstawnik.
Po drugie, podstawa – nazwa nierozgałęzionej nasyconej grupy węglowodorowej, która odpowiada liczbie atomów C oznacza łańcuch główny.
Po trzecie, przed założeniem należy podać pokoje lokantov, które znajdują się w pobliżu posłów. Zostały one napisane łącznikiem zastępców nazw.
Po czwarte, w przypadku identycznych podstawników na różnych atomach C lokanty sobą, przy czym przed nazwą przedrostek pojawia przemnożenia: D – dwa identyczne podstawniki trzy – trzema, tetra, penta – cztery – pięć, itp .. Dane muszą być oddzielone przecinkiem, i ze słów – łącznik.
Jeżeli ten sam atom C zawierał tylko dwa podstawniki lokant także rejestrowane dwa razy.
Zgodnie z tymi zasadami, i tworzą międzynarodową nomenklaturę alkany.
projekcji Newmana
Ten amerykański naukowiec zaproponował graficznej demonstracyjnych konformacji Specjalna formuła projekcja – Newman projekcji. Odpowiadają one Postacie A, B i C są przedstawione na rysunku.
W pierwszym przypadku A-zaćmionego konformacji, a drugi – hamowana B. W położeniu A H atomy znajdują się w minimalnej odległości od siebie. Ta forma odpowiada największej wartości energii ze względu na fakt, że największe odpychanie pomiędzy nimi. Ta energetycznie niekorzystny stan, w którym cząsteczka ma tendencję do jej wyjścia, i przenieść do bardziej stabilnej pozycji B. Tutaj atomy H do maksymalnej odległości od siebie. Tak więc, różnica energii tych przepisów – 12 kJ / mol, tak że swobodny obrót wokół osi cząsteczki etanu łączącej grup metylowych otrzymuje się nierówna. Gdy w energetycznie korzystnym położeniu w cząsteczce nie jest opóźniany, innymi słowy, „hamowania”. Dlatego nazywany jest opóźniony. Wyniki -. 10 tys cząsteczki etanu to w postaci zablokowanym konformacji umieszczono w temperaturze pokojowej. Tylko jedna ma inny kształt – przyćmione.
Wytwarzanie nasyconych węglowodorów
Z artykułu został on dowiedział się, że to alkany (struktura, nomenklatura z nich szczegółowo opisane wcześniej). Byłoby zbędne zbadać sposoby ich wytwarzania. Są one wydobywane z naturalnych źródeł, takich jak ropa, gaz naturalny, związanego gazu, węgla. stosuje się także metody syntezy. Na przykład, wodorem 2H₂:
- Sposób uwodornienia węglowodorów nienasyconych: CnH₂n (alkenów) → CnH₂n + 2 (alkanów) ← CnH₂n-2 (alkiny).
- Tlenek z mieszaniny C, H – gaz syntezowy: NCO + (2n + 1) wodorem → CnH₂n + 2 + nH₂O.
- Spośród kwasów karboksylowych (sole): elektroliza z anody do katody:
- Kolbe elektrolizy: 2RCOONa + 2H₂O → R R + 2CO₂ + 2NaOH + wodorem;
- Reakcję Dumas (stop alkaliami) CH₃COONa + NaOH (t) → CH₄ + węglanu sodu.
- Krakingu oleju: CnH₂n + 2 (450-700 ° C) → CmH₂m + 2 + Cn mH₂ (nm).
- Zgazowanie paliw stałych): (C + 2H₂ → CH₄.
- Synteza kompleksu alkanów (chlorowcowanych), które mają najmniejszą liczbę atomów C: 2CH₃Cl (chlorometan) + 2Na → CH₃- CH₃ (etan + 2NaCl).
- Rozszerzenie methanide wody (węgliki metali) Al₄C₃ + 12H₂O → 4AL (OH₃) ↓ + 3CH₄ ↑.
Właściwości fizyczne węglowodorów nasyconych
Dla wygody, dane są pogrupowane w tabeli.
wzór |
alkan |
Temperatura topnienia w ° C |
Temperatura wrzenia w ° C |
Gęstość, g / ml |
CH₄ |
metan |
-183 |
-162 |
0,415 t = -165 ° C |
C₂H₆ |
etan |
-183 |
-88 |
0,561 t = -100 ° C |
C₃H₈ |
propan |
-188 |
-42 |
0,583 t = -45 ° C, |
n C₄H₁₀ |
n-butanu |
-139 |
-0,5 |
0,579 t = 0 ° C, |
2-metylopropan |
– 160 |
– 12 |
0,557 t = 25 ° C |
|
2,2-dimetylo-propan |
– 16 |
9.5 |
0613 |
|
n C₅H₁₂ |
n-pentanu |
-130 |
36 |
0,626 |
2-metylobutan |
– 160 |
28 |
0620 |
|
n C₆H₁₄ |
n-heksan |
– 95 |
69 |
0.660 |
2-metylopentan |
– 153 |
62 |
0,683 |
|
n C₇H₁₆ |
n-heptan |
– 91 |
98 |
0,683 |
n C₈H₁₈ |
n-oktan |
– 57 |
126 |
0,702 |
2,2,3,3-tetra-metylobutan |
– 100 |
106 |
0656 |
|
2,2,4-trimetylo-pentano |
– 107 |
99 |
0,692 |
|
n C₉H₂₀ |
N-nonan |
– 53 |
151 |
0718 |
n C₁₀H₂₂ |
n-dekan |
– 30 |
174 |
0.730 |
n C₁₁H₂₄ |
n-undekan |
– 26 |
196 |
0,740 |
n C₁₂H₂₆ |
n-dodekan |
– 10 |
216 |
0,748 |
n C₁₃H₂₈ |
n-tridekan |
– 5 |
235 |
0756 |
n C₁₄H₃₀ |
n-tetradekan |
6 |
254 |
0,762 |
n C₁₅H₃₂ |
n-pentadekan |
10 |
271 |
0,768 |
n C₁₆H₃₄ |
n-heksadekan |
18 |
287 |
0,776 |
n C₂₀H₄₂ |
n-eikozan |
37 |
343 |
0,788 |
n C₃₀H₆₂ |
n Triakontan |
66 |
235 z 1 mm Hg. artykuł |
0,779 |
n C₄₀H₈₂ |
n Tetrakontan |
81 |
260 z 3 mm Hg. Art. |
|
n C₅₀H₁₀₂ |
n Pentakontan |
92 |
na 420 15 mm Hg. Art. |
|
n C₆₀H₁₂₂ |
n Geksakontan |
99 |
||
n C₇₀H₁₄₂ |
n Geptakontan |
105 |
||
n C₁₀₀H₂₀₂ |
n Gektan |
115 |
wniosek
W artykule uznano za coś takiego jak alkany (budowa, nazewnictwo, izomeria, homologicznej serii i tak dalej.). Mówi nam trochę o funkcji radialnych i podmiany nomenklatur. Opisano metody otrzymywania alkanów.
Ponadto, w artykule wymieniono szczegółowo wszystkie nomenklaturę alkanów (test może przyczynić się do przyswojenia informacji).