ALKANAI ARBA SOČIŲJŲ ANGLIAVANDENILIŲ SAVYBĖS, PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Kad alkanai arba sočiųjų angliavandenilių pasižymi viengubos jungtys tik struktūroje į kovalentine tipo. Tai reiškia, kad šiose rūšyse esantys anglies atomai yra sujungti su didžiausiu vandenilio atomų kiekiu, su kuriuo jie gali sudaryti ryšius, dėl šios priežasties jie vadinami prisotintais.

Organinės chemijos visatoje alkanai, dar vadinami parafinais, laikomi gana gausiomis ir labai svarbiomis rūšimis, priklausančiomis alifatinių angliavandenilių grupei (kaip ir nesočiųjų angliavandenilių).

Paprasčiausias grandinės prisotintas angliavandenilio, kad gali būti suformuotas yra laikomas pavyzdys: metanas, yra junginys, kurio yra dujinėje fazėje standartinėmis aplinkos sąlygomis (25 ° C, ir atm), kurio formulė yra CH ₄ .

Kaip matyti, vienintelis anglies atomas, esantis šioje molekulėje, turi keturis paprastus ryšius, po vieną su kiekvienu vandenilio atomu.

Alkenai ir alkinai, kaip ir etilenas ir propilenas, naudojami komerciniais tikslais; tačiau jie taip pat yra labiau reaguojantys junginiai nei prisotinti angliavandeniliai, todėl jie turi daug įvairių reakcijų, kylančių iš įprastų alkenų ir alkinų.

Alkanų nomenklatūra

Norint teisingai įvardyti alkanus ar sočiuosius angliavandenilius, pirmiausia reikėtų atsiminti, kad pagal IUPAC (Tarptautinė grynos ir taikomosios chemijos sąjunga) nereikėtų taikyti keturių paprasčiausių alkanų sisteminės nomenklatūros.

Linijinių sočiųjų angliavandenilių nomenklatūra

Šie junginiai turi bendrą formulę C _n H _{2n + 2} , kur n reikšmė gali būti tik teigiami sveikieji skaičiai (n = 1,2, …), ir jie yra pavadinti naudojant priešdėlį, atitinkantį anglies atomų skaičių, ir yra pridėkite priesagą –ano.

Taip, pirmieji keturi sočiųjų molekulės yra: metanas (CH ₄ ), etano (C ₂ H ₆ ), propano (C ₃ H ₈ ) ir butanas (C ₄ H ₁₀ ).

Pradedant alkanų, turinčių nuo penkių iki dešimties anglies atomų, nomenklatūra, skaičiuojamas šių atomų, esančių ilgiausioje grandinėje, skaičius, jei jis yra ištisinis.

Be to, tuo atveju, kai vandenilio atomas yra atimamas iš alkano, jis tampa pakaitu, tai yra grupe, kurios pabaigos -ane yra pakeista į -yl. Pavyzdžiui, metanas (CH ₄ ) taptų metil (-CH ₃ ) ir panašiai su kitomis molekulėmis.

Atsižvelgiant į tai, kas buvo pasakyta iki šiol, ir pridėjus, kad skaičiavimas visada turi būti pradedamas nuo anglies atomo, kuris turi artimiausią pakaitalą, nurodoma pakaitalo vieta, po kurios nurodomas alkano pavadinimas.

Taigi aukščiau pateiktas junginys vadinamas 3-metilpentanu.

Šakota sočiųjų angliavandenilių nomenklatūra

Panašiai šakotosios grandinės alkanai turi tą pačią bendrąją formulę kaip ir linijiniai, tačiau kai n> 2. Taigi kiekvieną kartą, kai vienas ar keli atomai ar atomų grupės pakeičia vieną ar daugiau vandenilio atomų, reikia pažymėti šių pakaitalų vietą.

Jei yra keletas to paties alkilo grupių grupių atšakų, šių pakaitalų kiekiui žymėti naudojamos išraiškos di-, tri- arba tetra-, prieš tai nurodant jų pozicijas ir baigiant alkano pavadinimu.

Tuo atveju, pakaitai yra skirtingi, jie yra pavadintas pagal abėcėlės tvarka, ir taip pat gali turėti ne-anglies pakaitus, pavyzdžiui, chloro (Cl) arba nitro (NO ₂ ).

Visais atvejais, norint suskaičiuoti pagrindinės grandinės anglies atomų skaičių, mažiausias skaičius pateikiamas angliai, kuri abėcėlės tvarka yra susieta su žemiausiu pakaitu ir tęsiasi ta kryptimi.

Ciklinių sočiųjų angliavandenilių nomenklatūra

Ciklinio tipo sočiųjų angliavandenilių, geriau žinomų kaip cikloalkanai, bendra formulė yra C _n H _2n , kur n = 3,4, …

Šiose organinėse molekulėse jį sudarantys anglies atomai yra išdėstyti uždaru būdu, tai yra, jų struktūra sudaro žiedą.

Šių rūšių pavadinimui laikomasi aukščiau aprašytų linijinių ir šakotų alkanų gairių, pridedant tik priešdėlį ciklo-. Taip pat paprasčiausias cikloalkanas yra ciklopropanas (C ₃ H ₆ ).

Panašiai šios molekulės gali turėti daugiau nei vieną žiedą, integruotą į savo pagrindinę grandinę, turintį mažiausiai tris anglies atomus ir sudarančius net labai sudėtingas struktūras.

Savybės

Sočiųjų angliavandenilių pagrindinė savybė yra sudaryti paprastus ryšius tarp jų atomų, todėl jie sudaro labai didelę molekulių grupę ir suteikia jiems gana specifines savybes, kaip aprašyta toliau:

Geometrinė izomerizacija

Dėl alkano molekulių struktūros pasikeičia jų fizinės ir cheminės savybės dėl keturių jungčių, kurias gali sudaryti anglis, konformacijos.

Tai reiškia, kad nepaisant to, kad šiose molekulėse hibridizacija yra sp ³ tipo , kampai tarp gretimų atomų gali skirtis priklausomai nuo atomo rūšies.

Tiksliau paaiškinant, cikloalkanai turi sukimo kampus, kurie suteikia jiems unikalią savybę, vadinamą stereochemija, kuri gali paveikti molekulės energijas ir kitus jai būdingus veiksnius, pavyzdžiui, suteikti jai spektroskopines ir optines savybes.

Rūgštingumas

Sotieji angliavandeniliai gana mažai reaguoja į jonines ir kitas poliarines rūšis. Tuo pačiu metu jie praktiškai neturi sąveikos su rūgštinėmis ir šarminėmis medžiagomis.

Poliškumas

Alkanai laikomi nelaidžiais, nes esant elektriniam laukui jie praktiškai neturi poliškumo. Taigi vandenilio jungtys negali būti suformuotos, kad būtų galima tirpinti polinius tirpiklius.

Taigi jie praktiškai tirpsta visuose nepoliniuose tirpikliuose, nesimaišo su poliniais tirpikliais, tokiais kaip vanduo.

Virimo ir lydymosi temperatūra

Prisotintuose angliavandeniliuose dėl van der Waals jėgų atsiranda tarpmolekulinė sąveika, kurios metu stipresnė sąveika virsta aukštesnėmis virimo taškais.

Panaši tendencija pastebima tirpimo taškuose, tačiau tai lemia molekulės pakavimo galimybės.

Kadangi šios sąveikos yra tiesiogiai susijusios su rūšies molekuline mase, tuo didesnė molekulės virimo ir lydymosi temperatūra bus didesnė.

Taigi, turėdami griežtesnę struktūrą, suteikiančią jiems tarpmolekulinę kontaktinę plokštumą, cikloalkanai turi aukštesnes virimo ir lydymosi vietas nei jų atitinkami linijiniai alkanai.

Alkanų pavyzdžiai

Linijiniai alkanai

Metanas : Tai bespalvės ir bekvapės dujos, kurių gamtoje gausu ir kaip tam tikros žmogaus veiklos produktas. Metanas yra paprasčiausias alkanų narys ir yra vienas stipriausių šiltnamio efektą sukeliančių dujų (Encyclopædia Britannica, 2017).

Etanas : tai dujos, daugiausia randamos gamtinėse dujose ir naudojamos mišiniuose su kitomis dujomis kurui gaminti.

Propanas : tai bespalvės dujos, randamos gamtinėse dujose ir naudojamos kaip kuras namuose ir pramonėje. Cheminė formulė už propano yra C ₃ H ₈ ir prailginto formulė yra CH ₃ CH ₂ CH ₂ (propanas Formulės, SF).

Butanas : arba n-butanas yra viena iš dešimčių dujų, išgaunamų iš žalių gamtinių dujų, taip pat gali būti gaminamos iš žalios naftos. N-butanas yra bespalvės universalios dujos. Butanas gali būti naudojamas šildymui, aušinimui ir lengvesniems degalams.

N-pentanas : yra skaidrus bespalvis skystis, turintis naftos kvapą. Pentanas randamas alkoholiniuose gėrimuose ir apynių aliejuje. Šis alkanas yra kai kurių degalų komponentas ir naudojamas kaip specialus tirpiklis laboratorijoje.

N-heksanas : yra bespalvis skaidrus skystis, turintis naftos kvapą. Jis randamas citrusiniuose vaisiuose ir yra naudojamas maistiniam aliejui iš sėklų ir daržovių išgauti, kaip specialios paskirties tirpiklis ir kaip valymo priemonė.

N-heptanas : yra bespalvis skaidrus skystis, turintis naftos kvapą. Jis randamas kardamone. Mažiau tankus nei vanduo ir netirpus vandenyje. Garai sunkesni už orą.

N-oktanas : tai bespalvis skystis, turintis benzino kvapą. Mažiau tankus nei vanduo ir netirpus vandenyje. Todėl jis plūduriuoja ant vandens. Gamina dirginančius garus.

Metilchloridas : Taip pat vadinamas chlormetanu, tai bespalvės dujos. Tai paprasčiausias haloalkanas, naudojamas gaminant silikono polimerus ir gaminant kitus chemijos produktus.

Chloroformas : tai bespalvis, kvapus ir labai lakus skystis, plačiai naudojamas dėl anestezijos savybių. Dėl šių savybių jis turi reputaciją, kad sugeba apsvaiginti ar užklupti žmones, net kai vartojamas mažomis dozėmis („MoviesDoes Chloroform“ tikrai išmuša tave taip greitai, kaip jie rodo filmuose ?, 2016).

Anglies tetrachloridas : taip pat vadinamas tetrachlormetanu, bespalviu, tankiu, labai toksišku, lakiu, nedegiu skysčiu, turinčiu būdingą kvapą ir kuris naudojamas kaip tirpiklis.

Chloroetanas : yra dujos, kurios kondensuojasi esant nedideliam slėgiui. Chloroetanas pirmiausia naudojamas vietiniam skausmo malšinimui sporto medicinoje (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras., 2017).

Bromoetanas : taip pat žinomas kaip etilo bromidas, tai bespalvis lakias skystis, mažai tirpus ir tankesnis už vandenį. Garai yra sunkesni už orą. Jis naudojamas gaminant vaistus ir kaip tirpiklis.

Šakiniai alkanai

Izobutanas : yra bespalvės dujos, turinčios silpną naftos kvapą. Jis tiekiamas kaip suskystintos dujos esant garų slėgiui. Kontaktas su skysčiu gali sukelti nušalimą. Jis lengvai įsijungia.

Isopentanas - dar vadinamas 2-metilbutanu, tai bespalvis vandeninis skystis, turintis benzino kvapą. Plūduriuoja vandenyje. Gamina degius ir dirginančius garus (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. „PubChem“ junginių duomenų bazė;, 2017).

2-metilpentanas : tai šakotosios grandinės alkanas, kurio molekulinė formulė yra C ₆ H1 ₄ . Tai vandeningas skystis, turintis benzino kvapą, kuris plūduriuoja ant vandens ir išskiria dirginančius garus.

3,3-dimetilheksanas - randamas žolelėse ir prieskoniuose. 3, 3-dimetilheksanas yra Osmanthus fragrans (saldus osmanthus) ir ženšenio aliejaus komponentas.

2,3-dimetilheksanas : randamas vaisiuose. 2,3-dimetilheksanas yra lakieji krakmolo komponentai.

Neopentanas : jis yra mažiau tankus nei vanduo skystis. Netirpsta vandenyje, bet netirpsta alkoholyje (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras., 2015).

2, 2, 4-trimetilpentanas : arba izooktanas patenka į aplinką gaminant, naudojant ir šalinant produktus, susijusius su naftos pramone. 2,2,4-trimetilpentanas prasiskverbė į žmogaus odą ir sukėlė rankos odos ir audinių nekrozę, todėl reikėjo operacijos (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras., 2017).

Cikloalkanai

Ciklopropanas - bespalvės dujos, turinčios naftos kvapą. Kontaktas su skysčiu gali sukelti nušalimą. Tai gali uždusti dėl oro pasislinkimo ir turėti narkotinį poveikį, esant didelei koncentracijai.

Ciklobutanas : dujos, kurios kondensuojasi į skystį 13 ° C temperatūroje. Netirpsta vandenyje. Tirpsta alkoholyje, acetone ir eteryje.

Ciklopentanas - tai bespalvis skaidrus skystis, turintis naftos kvapą. Mažiau tankus nei vanduo ir netirpus jame. Garai yra sunkesni už orą.

Cikloheksanas : randamas saldainiuose. Skiediklis spalvotų priedų mišiniuose, skirtuose maistui.

Cikloheptanas : tai bespalvis, netirpus, riebus skystis, ne toks tankus kaip vanduo. Didelės koncentracijos įkvėpimas gali turėti narkotinį poveikį. Jis naudojamas kitiems chemikalams gaminti.

Cikloktoktanas : tai policiklinis angliavandenilis, turintis devynis anglies atomus. Netirpus vandenyje.

Metilcikloheksanas - bespalvis skaidrus skystis, turintis naftos kvapą. Metilcikloheksane kėdės konfigūracija, kurioje didžioji metilo grupė yra pusiaujo, yra stabiliausia ir todėl pati apgyvendinta iš visų galimų konformacijų (Carey, 2011).

Izopropilo cikloheksanas : tai bespalvis skystis, randamas vaisiuose. Izopropilcikloheksanas randamas Carica papajoje (papajoje).

metilciklopentanas : tai bespalvis, netirpus skystis ir ne toks tankus kaip vanduo. Garai gali būti narkotiniai ir dirginantys. Metilciklopentanas yra išskirtas iš Helianthus annuus (saulėgrąžų).

„Norborane“ : tai biciklinis alkanas, dar vadinamas heptano dviračiais, kurio formulė C7H12.

Nuorodos

1. Alkanai. (2016 m. Lapkričio 28 d.). Atkurta iš chem.libretexts.org.
2. Alkanai. (SF). Gauta iš hiperfizikos.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). Alkanai. Atkurta iš bbc.co.uk.
4. Carey, FA (2011 m. Gruodžio 2 d.). Angliavandenilis. Atsigavo nuo britannica.
5. „Encyclopædia Britannica“. (2017 m. Kovo 24 d.). Metanas. Atgauta iš britannica.com.
6. Khano akademija. (SF). Alkanai, cikloalkanai ir funkcinės grupės. Atkurta iš khanacademy.org.
7. FilmaiAr „Chloroform“ tikrai jus išmuša taip greitai, kaip jie rodomi filmuose? (2016). Atgautas iš moksloabc.
8. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. . (2017 m. Gegužės 06 d.). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 6337. Gauta iš „PubChem“.
9. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2015 m. Gegužės 6 d.). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 10041. Gauta iš „PubChem“.
10. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2017 m. Gegužės 6 d.). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 10907. Gauta iš „PubChem“.
11. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. „PubChem“ junginių duomenų bazė ;. (2017 m. Gegužės 6 d.). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 6556,. Gauta iš „PubChem“.
12. Propano formulė. (SF). Atkurta iš softschools.com.