Alkas vai piesātinātie ogļūdeņražu īpašības, nomenklatūra, piemēri



The alkāni o piesātinātie ogļūdeņraži tās raksturo tikai vienkāršas kovalentās saites. Tas nozīmē, ka oglekļa atomi, kas atrodas šajās sugās, ir saistīti ar maksimālo ūdeņraža atomu skaitu, ar kuriem ir iespējams veidot saites, tādēļ tie ir pazīstami kā piesātināts.

Organisko ķīmiju visumā alānus, kas pazīstami arī kā parafīni, uzskata par ļoti nozīmīgām sugām, kas pieder pie alifātisko ogļūdeņražu (kā arī nepiesātināto ogļūdeņražu) grupas..

Vienkāršākais piesātinātais ogļūdeņradis, ko var veidot, ir piemērs: metāns, savienojums, kas atrodas gāzes fāzē standarta vides apstākļos (25 ° C un atm), kura formula ir CH4.

Kā redzams, vienīgajam oglekļa atomam, kas atrodas šajā molekulā, ir četras vienkāršas saites, viena ar katru ūdeņraža atomu.

Alkēniem un alkīniem ir nozīmīgs komerciāls pielietojums, piemēram, etilēna un propilēna gadījumā; bet tie ir arī reaktīvāki savienojumi nekā piesātinātie ogļūdeņraži, radot tiem plašu reakciju diapazonu, kas rodas no parastajiem alkēniem un alkīniem..

Indekss

  • 1 Alkaņu nomenklatūra
    • 1.1. Lineāro piesātināto ogļūdeņražu nomenklatūra
    • 1.2. Piesātinātu sazarotu ogļūdeņražu nomenklatūra
    • 1.3 Ciklisko piesātināto ogļūdeņražu nomenklatūra
  • 2 Rekvizīti
    • 2.1. Ģeometriskā izomerizācija
    • 2.2. Skābums
    • 2.3. Polaritāte
    • 2.4. Viršanas un kušanas temperatūra
  • 3 Alkaņu piemēri
    • 3.1. Lineārie alkāni
    • 3.2. Sadalīti alkāni
    • 3.3. Cikloalkāni
  • 4 Atsauces

Alkāna nomenklatūra

Lai pareizi nosauktu alkānus vai piesātinātos ogļūdeņražus, vispirms ir jāpatur prātā, ka saskaņā ar IUPAC (Starptautiskā tīras un lietišķās ķīmijas savienība) sistemātiskā nomenklatūra četriem vienkāršākajiem alkāniem nav jāpiemēro..

Lineāro piesātināto ogļūdeņražu nomenklatūra

Šiem savienojumiem ir vispārējā formula CnH2n + 2, kur n vērtība var būt tikai pozitīvi veseli skaitļi (n = 1,2, ...), un tie tiek nosaukti, izmantojot prefiksu, kas atbilst oglekļa atomu skaitam, un pievienots sufikss -tūpļa.

Tātad pirmās četras piesātinātās molekulas ir: metāns (CH4), etāns (C) |2H6), propāns (C)3H8) un butāns (C) |4H10).

Vispirms ar alkānu nomenklatūru, kurā ir no pieciem līdz desmit oglekļa atomiem, tiek ņemts vērā šo atomu skaits, kas atrodas garākajā ķēdē, ja vien tas ir nepārtraukts.

Turklāt, ja alkāns tiek atņemts no ūdeņraža atoma, tas kļūst par aizvietotāju, ti, grupu, kurai izbeidzas izbeigšana -tūpļa līdz -ilo. Piemēram, metāns (CH4) kļūtu metil (-CH3) un līdzīgi ar citām molekulām.

Ņemot vērā līdz šim izteikto un pievienojot, ka skaits vienmēr jāsāk ar oglekļa atomu, kuram ir tuvākais aizstājējs, ir norādīts aizvietotāja stāvoklis, kam seko alkāna nosaukums..

Tādējādi iepriekš minēto savienojumu sauc par 3-metilpentānu.

Zarotu piesātinātu ogļūdeņražu nomenklatūra

Līdzīgi sazarotās ķēdes alkāniem ir tāda pati vispārējā formula kā lineāriem alkāniem, bet ar n> 2. Tātad, ja viens vai vairāki atomi vai atomu grupas aizvieto vienu vai vairākus ūdeņraža atomus, jānorāda šo aizvietotāju atrašanās vieta..

Ja ir vairāki līdzīgu alkilgrupu zari, tiek izmantotas izteiksmes di-, tri- o tetra- lai norādītu šo aizvietotāju daudzumu, pirms tā norādot to pozīcijas un beidzot ar alkāna nosaukumu..

Gadījumā, ja aizvietotāji ir atšķirīgi, tie ir nosaukti pēc alfabēta secības, un tiem var būt arī ne oglekļa aizvietotāji, piemēram, hlora (Cl) vai nitro (NO2).

Visos gadījumos, lai aprēķinātu oglekļa skaitļus galvenajā ķēdē, mazākais skaitlis tiek piešķirts ogleklim, kas ir saistīts ar zemāko aizvietotāju alfabētiskā secībā, un tas turpina sekot šim virzienam.

Ciklisko piesātināto ogļūdeņražu nomenklatūra

Piesātinātie cikliskie ogļūdeņraži, labāk pazīstami kā cikloalkānus tiem ir vispārējā formula CnH2n, kur n = 3,4, ...

Šajās organiskajās molekulās to veidojošie oglekļa atomi ir sakārtoti slēgtā veidā, tas ir, to struktūra veido gredzenu.

Lai nosauktu šīs sugas, mēs ievērojam iepriekš aprakstītās vadlīnijas lineāriem un sazarotiem alkāniem, pievienojot tikai prefiksu ciklu-. Tiek ņemts vērā arī ciklopropāns (C)3H6) kā vienkāršākais cikloalkāns.

Tādā pašā veidā šīs molekulas var saturēt vairāk nekā vienu gredzenu, kas ir integrēts to galvenajā ķēdē, un minimālais oglekļa atomu skaits ir vienāds ar trim un pat veido ļoti sarežģītas struktūras..

Rekvizīti

Piesātinātajiem ogļūdeņražiem ir galvenā iezīme, kā veidot vienkāršas saites starp to atomiem, kas padara tos par ļoti daudzām molekulu grupām un dod tiem diezgan specifiskas īpašības, kā aprakstīts tālāk:

Ģeometriskā izomerizācija

Alkāna molekulu struktūra rada izmaiņas to fizikālajās un ķīmiskās īpašībās, pateicoties četrām saistībām, kuras var veidot ogleklis..

Tas nozīmē, ka, lai gan šajās molekulās ogleklim piemīt spibridizācija3, leņķi starp to blakus esošajiem atomiem var atšķirties atkarībā no atoma veida.

Lai to precīzāk izskaidrotu, cikloalkāniem ir vērpes leņķi, kas tiem piešķir unikālu raksturlielumu, ko sauc par stereoķīmiju, kas var ietekmēt molekulas enerģiju un citus tam raksturīgos faktorus, piemēram, spektroskopiskās un optiskās īpašības..

Skābums

Piesātināto ogļūdeņražu reaktivitāte pret jonu un citām polārajām sugām ir diezgan zema. Tajā pašā laikā tām praktiski nav mijiedarbības ar skābēm un sārmiem.

Polaritāte

Alkanus uzskata par vadošiem, jo ​​tiem elektriskā lauka klātbūtnē ir gandrīz nulle. Tātad ūdeņraža saites nevar izveidot, lai tās varētu šķīstīt polārajos šķīdinātājos.

Tātad tie praktiski šķīst visos polārajos šķīdinātājos, nesajaucot ar polāriem šķīdinātājiem, piemēram, ūdeni.

Vārīšanas un kausēšanas punkti

Piesātinātos ogļūdeņražos rodas starpmolekulāras mijiedarbības, kas rodas van der Waals spēku dēļ, kurās spēcīgāka mijiedarbība rada augstākas viršanas temperatūras..

Līdzīga tendence vērojama kausēšanas punktos, bet tas ir saistīts ar molekulas iepakošanas jaudu.

Tā kā šīs mijiedarbības ir tieši saistītas ar sugas molekulmasu, jo lielāka molekula, jo augstāka būs tās viršanas un kušanas temperatūra..

Tātad, ar stingrāku struktūru, kas dod tiem starpmolekulārā kontakta plakni, cikloalkāniem ir augstāks viršanas un kausēšanas punkts nekā to attiecīgajiem lineārajiem alkāniem.

Alkaņu piemēri

Lineārie alkāni

Metāns: Tā ir bezkrāsaina un bez smaržas gāze, kas tiek ražota bagātīgi dabā un kā atsevišķu cilvēku darbības produkts. Metāns ir vienkāršākais alkānu loceklis, un tas ir viens no spēcīgākajiem siltumnīcefekta gāzēm (Encyclopædia Britannica, 2017).

Etāns: tā ir gāze, kas galvenokārt atrodama dabasgāzē un ko izmanto maisījumos ar citām gāzēm, lai ražotu degvielu.

Propāns: tā ir bezkrāsaina gāze, kas atrodama dabasgāzē un tiek izmantota kā kurināmais mājās un rūpniecībā. Propāna ķīmiskā formula ir C3H8 un tā paplašinātā formula ir CH3CH2CH2 (Propāna formula, S.F).

Butāns: vai n-butāns ir viena no desmitajām gāzēm, kas iegūtas no jēlnaftas, un to var ražot arī no jēlnaftas. N-butāns ir daudzfunkcionāla bezkrāsaina gāze. Butānu var izmantot apkurei, dzesēšanai un degvielai šķiltavām.

N-pentāns: tas ir caurspīdīgs bezkrāsains šķidrums ar smaržu, kas ir līdzīgs eļļai. Pentāns ir atrodams alkoholiskos dzērienos un apiņu eļļā. Šis alkāns ir dažu degvielu sastāvdaļa, un to izmanto kā speciālu šķīdinātāju laboratorijā.

N-heksāns: tas ir dzidrs, bezkrāsains šķidrums ar smaržu, kas ir līdzīgs eļļai. Tas ir atrodams citrusaugļos un tiek izmantots pārtikas eļļu ekstrakcijai no sēklām un dārzeņiem, kā šķīdinātājs īpašai lietošanai un kā tīrīšanas līdzeklis..

N-heptāns: ir dzidrs, bezkrāsains šķidrums ar smaržu, kas ir līdzīgs eļļai. Tas ir atrodams kardamonā. Mazāk blīvs nekā ūdens un nešķīst ūdenī. Tvaiki, kas ir smagāki par gaisu.

N-oktāns: tas ir bezkrāsains šķidrums ar benzīna smaržu. Mazāk blīvs nekā ūdens un nešķīst ūdenī. Tāpēc tas peld uz ūdens. Izveido kairinošu tvaiku.

Metilhlorīds: sauc arī par hlormetānu, ir bezkrāsaina gāze. Tas ir vienkāršākais haloalkāns, ko izmanto silikona polimēru ražošanā un citu ķīmisko produktu ražošanā.

Hloroforms: tas ir bezkrāsains, smaržīgs un ļoti gaistošs šķidrums, ko plaši izmanto anestēzijas īpašībām. Šo īpašību dēļ tai ir reputācija, ka tā var apdullināt vai skart cilvēkus pat tad, ja tās tiek patērētas nelielās devās (MoviesDoes Chloroform tiešām izspiež jūs tik ātri, kā tās parādās filmās?, 2016).

Oglekļa tetrahlorīds: to sauc arī par tetraklormetānu, bezkrāsainu, blīvu, ļoti toksisku, gaistošu, neuzliesmojošu šķidrumu, kam ir raksturīga smaka un ko izmanto kā šķīdinātāju..

Hloretāns: tā ir gāze, kas kondensējas vieglā spiedienā. Hloretānu galvenokārt izmanto, lai mazinātu vietējās sāpes sporta medicīnā (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs., 2017).

BrometānsPazīstams arī kā etilbromīds, tas ir gaistošs gaistošs šķidrums, kas nedaudz šķīst un blīvāks par ūdeni. Tvaiki ir smagāki par gaisu. To izmanto farmaceitisko produktu ražošanai un kā šķīdinātāju.

Filiāles alkāni

Isobutāns: tas ir bezkrāsains gāze ar vāju eļļas smaržu. To nosūta kā sašķidrinātu gāzi tā tvaika spiedienā. Saskare ar šķidrumu var izraisīt apsaldējumu. Tas ir viegli apgaismojams.

Isopentāns: saukts arī par 2 metilbutānu, ir bezkrāsains ūdens šķidrums ar benzīna smaržu. Plūdi ūdenī. Izveido uzliesmojošus un kairinošus tvaikus (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs, PubChem Compound Database;, 2017).

2-metilpentāns: ir sazarotas ķēdes alkāns ar molekulāro formulu C6H14. Tas ir ūdens šķidrums ar benzīna smaržu, kas plūst uz ūdens un rada kairinošu tvaiku.

3, 3-dimetilheksāns: atrodami garšaugos un garšvielās. 3, 3-dimetilheksāns ir Osmanthus fragrans (saldā osmantusa) un žeņšeņa eļļas sastāvdaļa..

2, 3-dimetilheksāns: atrodams augļos. 2,3-dimetilheksāns ir cietes gaistošā sastāvdaļa.

Neopentāns: tas ir mazāk blīvs šķidrums nekā ūdens. Nešķīst ūdenī, bet šķīst spirtā (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs., 2015).

2,3,4-trimetilpentāns: vai izooktāns tiek izlaists vidē, ražojot, izmantojot un iznīcinot ar naftas rūpniecību saistītos produktus. 2,2,4-trimetilpentāns iekļuva cilvēka ādā un izraisīja ādas un audu nekrozi rokā, nepieciešamo operāciju (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs., 2017).

Cikloalkāni

Ciklopropāns: tas ir bezkrāsains gāze ar smaržu, kas ir līdzīgs eļļai. Saskare ar šķidrumu var izraisīt apsaldējumu. Tas var noslāpēt, pārvietojoties no gaisa, un tam ir narkotiska iedarbība lielā koncentrācijā.

Ciklobutāns: Gāze, kas kondensējas uz šķidrumu 13 ° C temperatūrā. Nešķīst ūdenī. Šķīst spirtā, acetonā un ēterī.

Ciklopentāns: tas ir dzidrs, bezkrāsains šķidrums ar smaržu, kas ir līdzīgs eļļai. Mazāk blīvs nekā ūdens un tajā nešķīstošs. Tvaiki ir smagāki par gaisu.

Cikloheksāns: tas ir atrodams kažokās. Atšķaidītājs pārtikas piedevu maisījumos.

Cikloheptāns: tas ir eļļains šķidrums, bezkrāsains, nešķīstošs un mazāk blīvs nekā ūdens. Augstu koncentrāciju ieelpošanai var būt narkotiska iedarbība. To izmanto citu ķīmisko produktu ražošanai.

Ciklooktāns: ir policiklisks ogļūdeņradis ar deviņiem oglekļa atomiem. Nešķīst ūdenī.

Metilcikloheksāns: tas ir dzidrs, bezkrāsains šķidrums ar smaržu, kas ir līdzīgs eļļai. Metilcikloheksānā krēsla konformācija, kurā lielā metilgrupa ir ekvatoriālā, ir visstabilākā un līdz ar to visvairāk apdzīvotā iespējamā konformācija (Carey, 2011).

Izopropilcikloheksāns: ir bezkrāsains šķidrums, kas atrodams augļos. Izopropilcikloheksāns atrodas Carica papaijā (papaija).

metilciklopentāns: tas ir bezkrāsains šķidrums, kas nešķīst un ir mazāk blīvs nekā ūdens. Tvaiki var būt narkotiski un kairinoši. Metilciklopentāns ir izolēts no Helianthus annuus (saulespuķu).

Norborāns: ir biciklisks alkāns, ko sauc arī par biciklo [2.2.1] heptānu ar formulu C7H12.

Atsauces

  1. Alkas. (2016. gada 28. novembris). Izgūti no chem.libretexts.org.
  2. Alkas. (S.F.). Izgūti no hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  3. (2014). Alkas. Izgūti no bbc.co.uk.
  4. Carey, F. A. (2011, 2. decembris). Ogļūdeņradis. Atgūts no britannica.
  5. Encyclopædia Britannica. (2017. gada 24. marts). Metāns. Atgūts no britannica.com.
  6. Khan akadēmija. (S.F.). Alkas, cikloalkāni un funkcionālās grupas. Atgūts dekhanacademy.org.
  7. MoviesDoes Chloroform tiešām klauvē jūs tik ātri, kā viņi parāda filmās? (2016). Atgūts no scienceabc.
  8. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs ... (2017, 06 maijs). PubChem Compound datu bāze; CID = 6337. Izgūti no PubChem.
  9. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (2015. gada 6. maijs). PubChem Compound datu bāze; CID = 10041. Izgūti no PubChem.
  10. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (2017. gada 6. maijs). PubChem Compound datu bāze; CID = 10907. Izgūti no PubChem.
  11. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. PubChem Compound datu bāze; (2017. gada 6. maijs). PubChem Compound datu bāze, CID = 6556,. Izgūti no PubChem.
  12. Propāna formula. (S.F.). Atgūts no softschools.com.