Разклонени алканови структури, свойства, номенклатура и примери



на разклонени алкани те са наситени въглеводороди, чиито структури не се състоят от линейна верига. Линейните алкани се разграничават от техните разклонени изомери чрез добавяне на буква п предшестващо името. Така n-хексан означава, че структурата се състои от шест въглеродни атома, подредени във верига.

Клоните на безплътна корона на дървото (дъното на изображението) могат да бъдат сравнени с тези на разклонени алкани; обаче дебелината на техните вериги, независимо дали са главни, вторични или третични, имат всички еднакви размери. Защо? Защото във всички прости връзки С-С присъстват.

Дърветата, докато растат, са склонни да се разклоняват; Същото се отнася и за алканите. Поддържа се постоянна верига с някои метиленови единици (-СН2-) предполага серия от енергийни условия. Колкото повече енергия имат алканите, толкова по-голяма е тенденцията към разклоняване.

Както линейните, така и разклонените изомери имат едни и същи химични свойства, но с малки разлики в техните кипене, топене и други физични свойства. Пример за разклонен алкан е 2-метил-пропан, най-простият от всички.

индекс

  • 1 Химически структури
  • 2 Химични и физични свойства
    • 2.1 Точки на кипене и топене
    • 2.2 Плътност
  • 3 Номенклатура и примери
  • 4 Препратки

Химични структури

Разклонените и линейните алкани имат една и съща обща химична формула: СпН2n + 2. Това означава, че и двата, за определен брой въглеродни атоми, имат един и същ брой водороди. Следователно двата вида съединения са изомери: те имат една и съща формула, но различни химически структури.

Какво се наблюдава първо в линейна верига? Ограничен брой метиленови групи, -CH2-. Така, СН3СН2СН2СН2СН2СН2СН3 е алкан с линейна верига, наречен н-хептан.

Отбележете петте последователни метиленови групи. Също така, трябва да се отбележи, че тези групи съставляват всички вериги и следователно са с еднаква дебелина, но с променлива дължина. Какво друго може да се каже за тях? Които са 2-ри въглерод, т.е. въглероди, свързани с две други.

За споменатия n-хептан за разклоняване е необходимо да се пренаредят неговите въглеродни атоми и водородите. Как? Механизмите могат да бъдат много сложни и да включват миграцията на атоми и образуването на положителни видове, известни като карбокации (-C+).

На хартия обаче е достатъчно да се поръча структурата по такъв начин, че да има 3-ти и 4-ти въглерод; с други думи, въглени, свързани с три или четири други. Това ново споразумение е по-стабилно от дългите групи от групите СН2. Защо? Защото 3-ти и 4-ти въглерод са енергийно по-стабилни.

Химични и физични свойства

Разклонените и линейните алкани, имащи едни и същи атоми, запазват същите химически свойства. Техните връзки остават прости, C-H и C-C, и с малка разлика в електронегативността, така че техните молекули са неполярни. Разликата, спомената по-горе, е в третия и четвъртия въглерод (CHR3 и CR4).

Въпреки това, чрез разклоняване на веригата в изомерите, се променя начинът, по който молекулите взаимодействат помежду си.

Например, начинът, по който две линейни клони на дърво се събират, не е същото като поставянето на две силно разклонени един върху друг. В първата ситуация има много повърхностен контакт, докато във втория има "дупки" между клоните. Някои клонове взаимодействат повече с другите, отколкото с основния клон.

Всичко това води до сходни стойности, но не са равни в много от физическите свойства.

Точки на кипене и топене

Течните и твърдите фази на алканите са подложени на междумолекулни сили при специфични условия на налягане и температура. Тъй като разклонените и линейните алканови молекули не взаимодействат по един и същ начин, нито техните течности, нито твърди вещества няма да бъдат еднакви.

Точките на топене и кипене нарастват с въглеродния номер. За линейните алкани те са пропорционални на п. Но за разклонени алкани, ситуацията зависи от това колко е разклонена основната верига и какви са заместителите или алкиловите групи (R).

Ако линейните вериги се разглеждат като редици зигзаги, тогава те могат да се впишат перфектно една в друга; но с разклонени, главните вериги почти не взаимодействат, тъй като заместителите ги държат отделно един от друг.

В резултат разклонените алкани имат по-малка молекулна контактна повърхност и следователно техните точки на топене и кипене са склонни да бъдат малко по-ниски. Колкото по-разширена е структурата, толкова по-ниски стойности ще останат.

Например, п-пентан (СН3СН2СН2СН2СН3) има Peb от 36,1 ° С, докато 2-метил-бутан (СН3СН2(СН3) СН2СН3) и 2,2-диметилпропан (С (СН3)4) от 27,8 и 9,5 ° С.

плътност

Използвайки същите разсъждения, разклонените алкани са малко по-плътни, защото заемат по-голям обем, продукт на намаляване на повърхностния контакт между основните вериги. Подобно на линейните алкани, те не се смесват с вода и плават над него; те са по-малко плътни.

Номенклатура и примери

Пет примера за разклонени алкани са показани в горното изображение. Имайте предвид, че клоните се характеризират с 3-ти или 4-ти въглерод. Но каква е основната верига? Това с най-голям брой въглеродни атоми.

-В А тя е безразлична, тъй като без значение коя верига е избрана, и двете имат 3 С. След това името му е 2-метил-пропан. Той е изомер на бутан, С4Н10.

-Алкан В има на пръв поглед два заместителя и дълга верига. Към групи -CH3 те са изброени по такъв начин, че да имат най-малък брой; следователно въглеродите започват да се броят от лявата страна. Така че, В се нарича 2,3-диметил-хексан.

-За С се прилага същото като за В. Основната верига има 8 С, и двата заместителя, СН3 и СН2СН3 те са разположени повече в ляво. Следователно името му е: 4-етил-3-метилоктан. Отбележете, че заместителят-етил е споменат преди -метила по азбучен ред.

-В случая на D, е безразличен към това къде започват да се броят въглеродите на основната верига. Името му е: 3-етил-пропан.

-И накрая за Е, малко по-сложен разклонен алкан, основната верига има 10 ° С и започва да брои от която и да е от СН групите3 отляво. Правейки го по този начин, името му е: 5-етил-2,2-диметил-декан.

препратки

  1. Кери, Ф. А. (2006). Органична химия Шесто издание. Mc Graw Hill, стр. 74-81.
  2. Джон Т. Мур, Крис Хрен, Питър Й. Микулецки. Как да наречем разклонени алкани в химията. Изтеглено от: dummies.com
  3. Д-р Иън Хънт. (2014). Обикновени разклонени алкани. Взето от: chem.ucalgary.ca
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 януари 2018 г.). Алкан с разклонена верига Определение. Изтеглено от: thoughtco.com
  5. Химия LibreTexts. Алкани с разклонена верига. Взето от: chem.libretexts.org
  6. Алкани: структура и свойства. Взето от: uam.es
  7. Номенклатура: алкани. [PDF]. Взето от: quimica.udea.edu.co