Svojstva alkana ili zasićenih ugljikovodika, nomenklatura, primjeri



alkani ili zasićenih ugljikovodika karakterizira ih to što u svojoj strukturi imaju samo jednostavne kovalentne veze. To znači da su ugljikovi atomi prisutni u tim vrstama povezani s maksimalnom količinom vodikovih atoma s kojima je moguće formirati veze, zbog toga su poznati kao zasićen.

U svemiru organske kemije, alkani, poznati i kao parafini, smatraju se vrlo obilnom vrstom od velike važnosti, a pripadaju skupini alifatskih ugljikovodika (kao i nezasićenim ugljikovodicima).

Najjednostavniji zasićeni ugljikovodik koji se može formirati uzima se kao primjer: metan, spoj koji je u plinskoj fazi u standardnim uvjetima okoline (25 ° C i atm), čija je formula CH4.

Kao što se može vidjeti, jedini atom ugljika prisutan u ovoj molekuli ima četiri jednostavne veze, jednu sa svakim atomom vodika.

Alkeni i alkini imaju važnu komercijalnu upotrebu, kao u slučaju etilena i propilena; ali oni su također reaktivniji spojevi od zasićenih ugljikovodika, uzrokujući da oni imaju visok raspon reakcija koje proizlaze iz uobičajenih alkenova i alkina..

indeks

  • 1 Nomenklatura alkana
    • 1.1 Nomenklatura linearnih zasićenih ugljikovodika
    • 1.2 Nomenklatura zasićenih razgranatih ugljikovodika
    • 1.3 Nomenklatura cikličkih zasićenih ugljikovodika
  • 2 Svojstva
    • 2.1 Geometrijska izomerizacija
    • 2.2 Kiselost
    • 2.3 Polaritet
    • 2.4 Točke vrenja i taljenja
  • Primjeri alkana
    • 3.1. Linearni alkani
    • 3.2 Razgranati alkani
    • 3.3 Cikloalkani
  • 4 Reference

Nomenklatura alkana

Kako bi se pravilno nazvali alkani ili zasićeni ugljikovodici, prvo treba imati na umu da prema IUPAC-u (Međunarodna unija čiste i primijenjene kemije) ne treba primjenjivati ​​sustavnu nomenklaturu za četiri najjednostavnija alkana..

Nomenklatura linearnih zasićenih ugljikovodika

Ovi spojevi imaju opću formulu CnH2n + 2, gdje vrijednost n može biti samo pozitivan cijeli broj (n = 1,2, ...), a imenovani su pomoću prefiksa koji odgovara broju ugljikovih atoma i dodan je sufiks -čmar.

Dakle, prve četiri zasićene molekule su: metan (CH4etan (C2H6), propan (C)3H8i butana (C4H10).

Za početak s nomenklaturom alkana koji imaju između pet i deset atoma ugljika, broji se broj tih atoma koji su prisutni u najdužem lancu, sve dok je kontinuiran.

Dodatno, u slučaju da se alkanu oduzme atom vodika, on postaje supstituent, to jest, grupa kojoj je promijenjen završetak. -čmar od -il. Na primjer, metan (CH4) bi postao metil (-CH3i slično s drugim molekulama.

Uzimajući u obzir ono što je do sada rečeno i dodajući da se broj uvijek mora započeti s ugljikovim atomom koji posjeduje najbliži supstituent, označen je položaj supstituenta praćen nazivom alkana..

Stoga se gornji spoj naziva 3-metilpentan.

Nomenklatura razgranatih zasićenih ugljikovodika

Slično tome, alkani razgranatog lanca imaju istu opću formulu kao i linearni alkani, ali s n> 2. Dakle, kad god jedan ili više atoma ili skupina atoma zamijeni jedan ili više atoma vodika, treba spomenuti mjesto tih supstituenata.

Ako postoji nekoliko grana sličnih alkilnih skupina, koriste se izrazi di-, tri- ili tetra- za označavanje količine tih supstituenata, kojima prethodi oznaka njihovih položaja i kulminira nazivom alkana.

U slučaju da su supstituenti različiti, oni su imenovani prema abecednom redu, i mogu također imati ne-ugljične supstituente, kao što je klor (Cl) ili nitro (NO2).

U svim slučajevima, da bi se izračunali brojevi ugljika glavnog lanca, najmanji broj se daje ugljiku koji je povezan s najnižim supstituentom po abecednom redu, i nastavlja slijediti taj smjer..

Nomenklatura cikličkih zasićenih ugljikovodika

Zasićeni ciklički ugljikovodici, poznatiji kao cikloalkane oni imaju opću formulu CnH2n, gdje je n = 3,4, ...

U tim organskim molekulama ugljikovi atomi koji ga formiraju raspoređeni su na zatvoren način, tj. Njihova struktura tvori prsten.

Kako bismo imenovali ove vrste, slijedimo gore opisane smjernice za linearne i razgranate alkane, samo dodajući prefiks ciklus-. Također se razmatra ciklopropan (C)3H6) kao najjednostavniji cikloalkan.

Na isti način, te molekule mogu sadržavati više od jednog prstena integriranog u njihovom glavnom lancu, s minimalnim ugljikovim atomima jednakim tri, pa čak i formiranjem vrlo složenih struktura..

nekretnine

Zasićeni ugljikovodici imaju glavnu karakteristiku formiranja jednostavnih veza između svojih atoma, što ih čini vrlo brojnom skupinom molekula i daje im vrlo specifična svojstva kako je detaljno opisano u nastavku:

Geometrijska izomerizacija

Struktura molekula alkana proizvodi modifikacije njihovih fizičkih i kemijskih svojstava, zbog konformacije četiriju veza koje ugljik može oblikovati.

To znači da iako u tim molekulama ugljik posjeduje sp hibridizaciju3, kutovi između susjednih atoma mogu varirati ovisno o tipu atoma.

Da bi to preciznije objasnili, cikloalkani imaju torzijske kutove koji im daju jedinstvenu karakteristiku zvanu stereokemija, koja može utjecati na energije molekula i druge čimbenike svojstvene njemu, poput spektroskopskih i optičkih svojstava..

jetkost

Zasićeni ugljikovodici pokazuju relativno nisku reaktivnost na ionske i druge polarne vrste. U isto vrijeme, praktički nema interakcije s kiselim i alkalnim tvarima.

polaritet

Alkani se smatraju neprovodnima, jer imaju gotovo nulti polaritet u prisutnosti električnog polja. Tako se ne mogu stvoriti vodikove veze kako bi se omogućila njihova topljivost u polarnim otapalima.

Stoga su praktički topljivi u svim nepolarnim otapalima, a ne miješaju se s polarnim otapalima kao što je voda.

Točke vrenja i taljenja

U zasićenim ugljikovodicima javljaju se intermolekularne interakcije zbog van der Waalsovih sila u kojima jače interakcije rezultiraju višim točkama ključanja.

Sličan trend je uočen za točke topljenja, ali to je zbog kapaciteta pakiranja molekule.

Budući da su ove interakcije izravno povezane s molekularnom težinom vrste, što je molekula veća, to će biti veća točka vrenja i tališta..

Dakle, imajući krutu strukturu koja im daje ravninu međumolekularnog kontakta, cikloalkani imaju više točke vrenja i tališta nego njihovi odgovarajući linearni alkani.

Primjeri alkana

Linearni alkani

metan: To je bezbojni plin bez mirisa koji se obilato proizvodi u prirodi i kao proizvod određenih ljudskih aktivnosti. Metan je najjednostavniji član alkana i jedan je od najjačih stakleničkih plinova (Encyclopædia Britannica, 2017.) \ T.

etan: plin koji se uglavnom nalazi u prirodnom plinu i koji se koristi u mješavinama s drugim plinovima za proizvodnju goriva.

propan: to je bezbojni plin koji se nalazi u prirodnom plinu i koristi se kao gorivo u domovima i industrijama. Kemijska formula propana je C3H8 i proširena formula je CH3CH2CH2 (Propanova formula, S.F).

butanili je n-butan jedan od desetaka plinova ekstrahiranih iz sirovog prirodnog plina, a također se može proizvesti iz sirove nafte. N-butan je višenamjenski bezbojni plin. Butan se može koristiti za grijanje, hlađenje i gorivo za upaljače.

N-pentan: prozirna bezbojna tekućina s mirisom sličnim ulju. Pentan se nalazi u alkoholnim pićima i u ulju. Ovaj alkan je sastavni dio nekih goriva i koristi se kao posebno otapalo u laboratoriju.

N-heksan: to je bistra, bezbojna tekućina s mirisom sličnim ulju. Nalazi se u agrumima i koristi se za vađenje jestivih ulja iz sjemenki i povrća, kao otapala za posebnu uporabu i kao sredstvo za čišćenje..

N-heptan: je bistra, bezbojna tekućina s mirisom sličnim ulju. Nalazi se u kardamonu. Manje gusta od vode i netopiva u vodi. Pare su teže od zraka.

N-oktan: bezbojna tekućina s mirisom benzina. Manje gusta od vode i netopiva u vodi. Stoga pluta na vodi. Stvara iritantnu paru.

Metil klorid: također nazvan klorometan, je bezbojni plin. To je najjednostavniji haloalkan, koji se koristi u proizvodnji silikonskih polimera i proizvodnji drugih kemijskih proizvoda.

kloroform: to je bezbojna, mirisna i vrlo hlapljiva tekućina koja se naširoko koristi zbog svojih anestetičkih svojstava. Zbog tih svojstava, ima reputaciju da može omamiti ili udariti ljude, čak i kada se konzumira u malim dozama (MoviesDoes kloroform stvarno kucati vas kao brzo kao što pokazuju u filmovima?, 2016) \ t.

Ugljik tetraklorid: također nazvan tetraklorometan, bezbojna, gusta, vrlo otrovna, hlapljiva, nezapaljiva tekućina koja ima karakterističan miris i koristi se kao otapalo.

kloretana: plin koji se kondenzira pod laganim tlakom. Kloroetan se primarno koristi za ublažavanje lokalnih bolova u sportskoj medicini (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., 2017.) \ T.

bromoetanaTakođer poznat kao etil bromid, to je hlapljiva bezbojna tekućina, malo topljiva i gušća od vode. Pare su teže od zraka. Koristi se za proizvodnju farmaceutskih proizvoda i kao otapalo.

Razgranati alkani

izobutan: bezbojni plin s blagim mirisom ulja. On se šalje kao ukapljeni plin pod tlakom pare. Kontakt s tekućinom može uzrokovati ozebline. Lako se osvjetljava.

izopentana: također se naziva 2 metilbutan, bezbojna vodena tekućina s mirisom benzina. Pluta u vodi. Proizvedena je zapaljiva i nadražujuća para (Nacionalni centar za biotehnološke informacije, baza podataka PubChem;, 2017).

2-metilpentan: Razgranati lanac alkana s molekulskom formulom C6H14. To je vodena tekućina s mirisom benzina koja pluta na vodi i stvara iritantnu paru.

3,3-dimetilheksan: nalazi se u bilju i začinima. 3,3-dimetilheksan je sastojak ulja Osmanthus fragrans (slatki osmantus) i ginsenga.

2,3-dimetilheksan: nalazi se u plodovima. 2,3-dimetilheksan je hlapljiva komponenta škroba.

neopentan: to je manje gusta tekućina od vode. Netopljivi u vodi, ali topljivi u alkoholu (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., 2015).

2,3,4-trimetilpentan: ili izooktan se ispušta u okoliš kroz proizvodnju, uporabu i zbrinjavanje proizvoda povezanih s naftnom industrijom. 2,2,4-trimetilpentan prodirao je u kožu ljudskog bića i uzrokovao nekrozu kože i tkiva u ruci, potrebnu operaciju (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., 2017.) \ T.

cikloalkane

ciktopropan: bezbojni plin s mirisom sličnim ulju. Kontakt s tekućinom može uzrokovati ozebline. Može se ugušiti premještanjem zraka i ima visoku koncentraciju narkotičkog učinka.

ciklobutati: Plin koji se kondenzira u tekućinu na 13 ° C. Netopljiv u vodi. Topivo u alkoholu, acetonu i eteru.

ciklopentan: to je bistra, bezbojna tekućina s mirisom sličnim ulju. Manje gusta od vode i netopiva u njoj. Pare su teže od zraka.

cikloheksan: nalazi se u rutabagi. Razrjeđivač u mješavini aditiva u boji za uporabu u hrani.

cikloheptanski: je uljna tekućina bezbojna, netopljiva i manje gusta od vode. Udisanje visokih koncentracija može imati narkotički učinak. Koristi se za proizvodnju drugih kemijskih proizvoda.

ciklooktanIzraz: policiklički ugljikovodik od devet ugljikovih atoma. Netopljiv u vodi.

metilcikloheksan: to je bistra, bezbojna tekućina s mirisom sličnim ulju. U metilcikloheksanu je konformacija stolice u kojoj je velika metilna skupina ekvatorijalna najstabilnija i stoga najnaseljenija od svih mogućih konformacija (Carey, 2011).

Izopropil cikloheksan: je bezbojna tekućina u plodovima. Izopropil cikloheksan se nalazi u Carica papaya (papaja).

metitciklopentan: bezbojna tekućina je netopiva i manje gusta od vode. Pare mogu biti opojne i iritantne. Metilciklopentan je izoliran iz Helianthus annuus (suncokreta).

norborane: biciklički alkan koji se također naziva biciklo [2.2.1] heptan formule C7H12.

reference

  1. alkani. (2016., 28. studenog). Preuzeto s chem.libretexts.org.
  2. alkani. (S.F.). Preuzeto s hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  3. (2014). alkani. Preuzeto s bbc.co.uk.
  4. Carey, F.A. (2011., 2. prosinca). ugljikovodik. Oporavio se od britannice.
  5. Encyclopædia Britannica. (2017., 24. ožujka). metan. Oporavio se od britannica.com.
  6. Khan Akademija. (S.F.). Alkani, cikloalkani i funkcionalne skupine. Oporavljeni dekhanacademy.org.
  7. Kloroform stvarno knock vas kao brzo kao što pokazuju u filmovima? (2016). Oporavio se od scienceabc.
  8. Nacionalni centar za biotehnološke informacije ... (2017., 6. svibnja). PubChem Compound Database; CID = 6337. Preuzeto iz usluge PubChem.
  9. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2015., 6. svibnja). PubChem Compound Database; CID = 10041. Preuzeto iz usluge PubChem.
  10. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2017., 6. svibnja). PubChem Compound Database; CID = 10907. Preuzeto iz usluge PubChem.
  11. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. PubChem Compound Database; (2017., 6. svibnja). PubChem Compound Database, CID = 6556,. Preuzeto iz usluge PubChem.
  12. Propanska formula. (S.F.). Oporavio se od softschools.com.