Свойства на алкани или наситени въглеводороди, номенклатура, примери



на алкани или наситени въглеводороди те се характеризират с наличието само на прости ковалентни връзки. Това означава, че въглеродните атоми, присъстващи в тези видове, са свързани с максималното количество водородни атоми, с които е възможно да се образуват връзки, поради което те са известни като наситен.

Във вселената на органичната химия алканите, известни също като парафини, се считат за доста богати видове от голямо значение, принадлежащи към групата на алифатните въглеводороди (както и на ненаситените въглеводороди).

Най-простият наситен въглеводород, който може да се образува, се взема като пример: метан, съединение, което е в газова фаза при стандартни условия на околната среда (25 ° C и atm), чиято формула е СН4.

Както може да се види, единственият въглероден атом в тази молекула има четири прости връзки, едната с всеки водороден атом.

Алкените и алкините имат важни търговски приложения, както в случая на етилен и пропилен; но те също са по-реактивни съединения, отколкото наситените въглеводороди, което ги кара да имат голям спектър от реакции, които възникват от обикновени алкени и алкини..

индекс

  • 1 Номенклатура на алкани
    • 1.1 Номенклатура на линейни наситени въглеводороди
    • 1.2 Номенклатура на наситени разклонени въглеводороди
    • 1.3 Номенклатура на циклични наситени въглеводороди
  • 2 Свойства
    • 2.1 Геометрична изомеризация
    • 2.2 Киселинност
    • 2.3 Полярност
    • 2.4 Точки на кипене и топене
  • 3 Примери за алкани
    • 3.1 Линейни алкани
    • 3.2 Разклонени алкани
    • 3.3 Циклоалкани
  • 4 Препратки

Алканова номенклатура

За да се назоват правилно алканите или наситените въглеводороди, първото нещо, което трябва да се има предвид е, че според IUPAC (Международния съюз за чиста и приложна химия) не трябва да се прилага системната номенклатура за четирите най-прости алкани..

Номенклатура на линейни наситени въглеводороди

Тези съединения имат обща формула СпН2n + 2, където стойността на n може да бъде само положително число (n = 1,2, ...), и те се наричат ​​с префикса, съответстващ на броя на въглеродните атоми и суфиксът се добавя -анус.

Така че първите четири наситени молекули са: метан (СН4), етан (С2Н6), пропан (C)3Н8) и бутан (С4Н10).

Да започнем с номенклатурата на алкани, които имат между пет и десет въглеродни атома, броят на тези атоми, които присъстват в най-дългата верига, се преброява, докато е непрекъснат.

В допълнение, в случай, че алкан е изваден водороден атом, той става заместител, т.е. група, към която се променя терминацията. -анус от -ил. Например метан (СН4) би станал метил (-СН3) и по подобен начин с другите молекули.

Имайки предвид казаното досега и добавяйки, че броят трябва винаги да се започва с въглеродния атом, който притежава най-близкия заместител, е посочено положението на заместителя, последвано от името на алкана..

Така горното съединение се нарича 3-метилпентан.

Номенклатура на разклонените наситени въглеводороди

Аналогично, алканите с разклонена верига имат същата обща формула като линейните алкани, но с п> 2. Така, когато един или повече атоми или групи от атоми заменят един или повече водородни атоми, мястото на тези заместители трябва да се отбележи.

Ако има няколко клона на подобни алкилови групи, се използват изрази ди-, TRI- или тетра- да се посочи количеството на тези заместители, предшествано от посочването на техните позиции и завършва с наименованието на алкана.

В случай, че заместителите са различни, те се наименуват в съответствие с азбучния ред и могат също да имат невъглеродни заместители, такива като хлор (С1) или нитро (NO2).

Във всички случаи, за да се преброят въглеродните номера на главната верига, най-малък брой се дава на въглерода, който е свързан с най-ниския заместител по азбучен ред и продължава да следва тази посока..

Номенклатура на циклични наситени въглеводороди

Наситени циклични въглеводороди, по-известни като циклоалкани те имат обща формула СпН2n, където n = 3,4, ...

В тези органични молекули въглеродните атоми, които я образуват, са подредени по затворен начин, т.е. тяхната структура образува пръстен.

За да назовем тези видове, следваме указанията, описани по-горе за линейни и разклонени алкани, като добавяме само префикса цикъл-. Също така се разглежда циклопропан (С)3Н6) като най-простия циклоалкан.

По същия начин, тези молекули могат да съдържат повече от един пръстен, интегриран в тяхната основна верига, с минимален брой въглеродни атоми, равен на три и дори образуващи много сложни структури..

свойства

Наситените въглеводороди имат основната характеристика за формиране на прости връзки между техните атоми, което ги прави многобройна група молекули и им дава доста специфични свойства, както е описано по-долу:

Геометрична изомеризация

Структурата на алкановите молекули произвежда модификации на техните физични и химични свойства, поради конформацията на четирите връзки, които въглеродът може да образува.

Това означава, че въпреки че в тези молекули въглеродът притежава sp хибридизация3, ъглите между техните съседни атоми могат да варират в зависимост от вида на атома.

За да го обясня по-точно, циклоалканите имат усукващи ъгли, които им придават уникална характеристика, наречена стереохимия, която може да повлияе на енергиите на молекулата и други присъщи на нея фактори, като спектроскопски и оптични свойства..

вкисналост

Наситените въглеводороди показват сравнително ниска реактивност спрямо йонни и други полярни видове. В същото време, те практически нямат взаимодействие с киселинни и алкални вещества.

полярност

Алканите се считат за непроводими, защото имат почти нулев полярност в присъствието на електрическо поле. Така че водородните връзки не могат да бъдат създадени, за да позволят тяхната разтворимост в полярни разтворители.

Така че те са практически разтворими във всички неполярни разтворители, без да се смесват с полярни разтворители като вода.

Точки на кипене и топене

В наситените въглеводороди възникват междумолекулни взаимодействия, дължащи се на силите на Ван дер Ваалс, при които по-силните взаимодействия водят до по-високи точки на кипене.

Подобна тенденция се наблюдава и за точките на топене, но това се дължи на капацитета на опаковката на молекулата.

Тъй като тези взаимодействия са пряко свързани с молекулното тегло на вида, колкото е по-голяма молекулата, толкова по-високи са точките му на кипене и топене..

Така че, имайки по-твърда структура, която им дава равнина на междумолекулен контакт, циклоалканите имат по-високи точки на кипене и топене, отколкото съответните им линейни алкани..

Примери за алкани

Линейни алкани

метанТова е безцветен и без мирис газ, който се произвежда изобилно в природата и като продукт на определени човешки дейности. Метанът е най-простият член на алканите и е сред най-мощните парникови газове (Encyclopædia Britannica, 2017).

етан: това е газ, който се намира главно в природен газ и се използва в смеси с други газове за производство на горива.

пропан: това е безцветен газ, който се намира в природен газ и се използва като гориво в домовете и промишлеността. Химичната формула на пропан е С3Н8 и тя е разширена формула е CH3СН2СН2 (Пропанова формула, S.F).

бутан: или n-бутан е един от десетките газове, извлечени от суров природен газ и могат също да бъдат произведени от суров нефт. N-бутан е многофункционален безцветен газ. Бутан може да се използва за отопление, охлаждане и гориво за запалки.

N-пентан: това е прозрачна безцветна течност с миризма, подобна на маслото. Пентан се намира в алкохолни напитки и в масло от хмел. Този алкан е компонент на някои горива и се използва като специален разтворител в лабораторията.

N-хексан: това е бистра, безцветна течност с миризма, подобна на маслото. Той се намира в цитрусовите плодове и се използва за извличане на хранителни масла от семена и зеленчуци, като разтворител за специална употреба и като почистващ препарат..

N-хептан: е чиста, безцветна течност с миризма, подобна на маслото. Той се намира в кардамона. По-малко плътен от вода и неразтворим във вода. Парите са по-тежки от въздуха.

N-октан: това е безцветна течност с мирис на бензин. По-малко плътен от вода и неразтворим във вода. Затова плува по водата. Произвежда дразнещи пари.

Метил хлорид: наричан още хлорометан, е безцветен газ. Той е най-простият халоалкан, използван в производството на силиконови полимери и в производството на други химически продукти.

хлороформТова е безцветна, миризлива и силно летлива течност, която се използва широко заради своите анестетични свойства. Благодарение на тези свойства, тя има репутацията да е в състояние да зашеметява или удря хора, дори когато се консумира в малки дози (MoviesDoes Хлороформ наистина те чук толкова бързо, колкото те показват в филми?, 2016).

Въглероден тетрахлориднаричан още тетрахлорметан, безцветна, плътна, силно токсична, летлива, незапалима течност, която има характерен мирис и се използва като разтворител.

хлоретан: това е газ, който кондензира при леко налягане. Хлороетанът се използва главно за облекчаване на локалната болка в спортната медицина (Национален център за биотехнологична информация., 2017).

броСъщо известен като етилбромид, той е летлива безцветна течност, слабо разтворима и по-плътна от вода. Парите са по-тежки от въздуха. Използва се за производство на фармацевтични продукти и като разтворител.

Разклонени алкани

изобутан: това е безцветен газ с лек мирис на масло. Той се изпраща като втечнен газ под своето парно налягане. Контактът с течността може да причини измръзване. Лесно се осветява.

изопентан: наричан още 2 метилбутан, е безцветна водна течност с мирис на бензин. Плува във водата. Получава се запалима и дразнеща пара (Национален център за биотехнологична информация, база данни PubChem;, 2017).

2-метилпентане алкан с разклонена верига с молекулна формула С6H14. Това е водна течност с миризма на бензин, която плува по водата и произвежда дразнещи пари.

3,3-диметилхексан: намира се в билки и подправки. 3, 3-диметилхексан е компонент на маслото от Osmanthus fragrans (сладък османтус) и женшен.

2,3-диметилхексан: намира се в плодове. 2,3-диметилхексан е летлив компонент на нишестето.

пеопентан: това е по-малко гъста течност от вода. Неразтворим във вода, но разтворим в алкохол (Национален център за биотехнологична информация., 2015).

2, 2,4-триметилпентан: или изооктан се освобождава в околната среда чрез производството, употребата и обезвреждането на продукти, свързани с петролната индустрия. 2,2,4-триметилпентан прониква в кожата на човек и причинява некроза на кожата и тъканите в ръката, необходима операция (Национален център за биотехнологична информация., 2017).

циклоалкани

циклопропан: това е безцветен газ с миризма, подобна на маслото. Контактът с течността може да причини измръзване. Той може да се задуши от изместването на въздуха и да има наркотичен ефект при висока концентрация.

циклобутан: Газ, който кондензира към течност при 13 ° C. Неразтворим във вода. Разтворим в алкохол, ацетон и етер.

циклопентан: това е бистра, безцветна течност с миризма, подобна на маслото. По-малко плътна от вода и неразтворима в нея. Парите са по-тежки от въздуха.

циклохексан: намира се в рутабага. Разредител в смеси от цветни добавки за употреба в храни.

циклохептан: това е мазна течност безцветна, неразтворима и по-малко плътна от вода. Вдишването на високи концентрации може да има наркотичен ефект. Използва се за производство на други химически продукти.

циклооктане полицикличен въглеводород с девет въглеродни атома. Неразтворим във вода.

метилцаклохексан: това е бистра, безцветна течност с миризма, подобна на маслото. В метилциклохексана конформацията на стола, в който голямата метилова група е екваториална, е най-стабилна и следователно най-населена от всички възможни конформации (Carey, 2011).

Изопропил циклохексан: е безцветна течност, намерена в плодовете. Изопропил циклохексан се намира в Carica papaya (папая).

метилциклопропан: това е безцветна течност, неразтворима и по-малко плътна от вода. Парите могат да бъдат наркотични и дразнещи. Метилциклопентан е изолиран от Helianthus annuus (слънчоглед).

норборане бицикличен алкан, също наречен бицикло [2.2.1] хептан с формула С7Н12.

препратки

  1. алкани. (2016, 28 ноември). Взето от chem.libretexts.org.
  2. алкани. (S.F.). Изтеглено от hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  3. (2014). алкани. Изтеглено от bbc.co.uk.
  4. Кери, Ф. А. (2011 г., 2 декември). въглеводород. Възстановен от британица.
  5. Енциклопедия Британика. (2017, 24 март). метан. Възстановен от britannica.com.
  6. Хан Академия. (S.F.). Алкани, циклоалкани и функционални групи. Възстановен dekhanacademy.org.
  7. Хлороформ наистина те чук толкова бързо, колкото те показват в филми? (2016 г.). Възстановен от науката.
  8. Национален център за биотехнологична информация ... (2017, 06 май). PubChem Compound Database; CID = 6337. Изтеглено от PubChem.
  9. Национален център за биотехнологична информация. (2015, 6 май). PubChem Compound Database; CID = 10041. Изтеглено от PubChem.
  10. Национален център за биотехнологична информация. (2017, 6 май). PubChem Compound Database; CID = 10907. Изтеглено от PubChem.
  11. Национален център за биотехнологична информация. PubChem Compound Database; (2017, 6 май). PubChem Compound Database, CID = 6556,. Изтеглено от PubChem.
  12. Формула на пропан. (S.F.). Възстановен от softschools.com.