Alkanok vagy telített szénhidrogének tulajdonságai, nómenklatúra, példák



az alkánok vagy telített szénhidrogének Ezeket az jellemzi, hogy a szerkezetében csak egyszeres kovalens kötés. Ez azt jelenti, hogy a szénatomok jelen ezekben a fajokban vannak ragasztva a maximális számú hidrogénatomok, amelyekkel alkothat kötést, emiatt azok ismertek, mint telített.

A szerves kémia univerzumában az alkánok, más néven paraffinok, igen fontos fajoknak tekinthetők, amelyek az alifás szénhidrogének (valamint a telítetlen szénhidrogének) csoportjába tartoznak..

A legegyszerűbben képződő telített szénhidrogén például metán, olyan vegyület, amely a gázfázisban normál környezeti körülmények között (25 ° C és atm) van, amelynek képlete CH4.

Amint az látható, az egyetlen molekula jelen van a molekulában, négy egyszerű kötéssel, egyet az egyes hidrogénatomokkal.

Az alkének és az alkinok fontos kereskedelmi célú felhasználásuk, mint az etilén és a propilén esetében; de ezek még reaktívabb vegyületek, mint a telített szénhidrogének, és ezek a reakciók széles skáláját okozzák, amelyek közös alkénekből és alkinokból származnak..

index

  • 1 Az alkánok nómenklatúrája
    • 1.1 A lineáris telített szénhidrogének nomenklatúrája
    • 1.2 A telített elágazó szénhidrogének nomenklatúrája
    • 1.3 A ciklikusan telített szénhidrogének nomenklatúrája
  • 2 Tulajdonságok
    • 2.1 Geometriai izomerizáció
    • 2.2 Savasság
    • 2.3 Polaritás
    • 2.4 Forrás- és olvadáspontok
  • 3 Példák az alkánokra
    • 3.1 Lineáris alkánok
    • 3.2 Elágazó alkánok
    • 3.3 Cikloalkánok
  • 4 Referenciák

Alkán nómenklatúra

Az alkánok vagy telített szénhidrogének megfelelő megnevezése érdekében az első dolog, amit szem előtt kell tartani, az IUPAC (Nemzetközi Tiszta és Alkalmazott Kémia Unió) szerint a négy legegyszerűbb alkán szisztematikus nómenklatúrája nem alkalmazható..

A lineáris telített szénhidrogének nómenklatúrája

Ezek a vegyületek C általános képlettel rendelkezneknH2n + 2, ahol az n értéke csak pozitív egész szám (n = 1,2, ...), és vannak elnevezve segítségével megfelelő számú szénatomot tartalmazó előtag és az utótag adunk -végbélnyílás.

Tehát az első négy telített molekula: metán (CH4), etán (C2H6), propán (C)3H8) és bután (C);4H10).

Először nómenklatúrájának alkánok, amely öt-tíz szénatomos, az összeg ezen atomok, hogy jelen legyen a leghosszabb lánc, feltéve, hogy az a folyamatos számít.

Ezen túlmenően abban az esetben, ha egy alkánt egy hidrogénatomból kivonnak, ez egy szubsztituenssé válik, vagyis egy olyan csoportba, amelyre a végződést megváltoztatjuk -végbélnyílás által -il. Például metán (CH4) metil- (-CH3) és hasonlóan a többi molekulához.

Figyelembe véve azt, amit eddig mondtunk, és hozzátéve, hogy a számot mindig a legközelebbi szubsztituenssel rendelkező szénatommal kell elkezdeni, a szubsztituens helyét, majd az alkán nevét kell feltüntetni..

Így a fenti vegyületet 3-metil-pentánnak nevezzük.

Elágazó telített szénhidrogének nómenklatúrája

Hasonlóképpen, elágazó láncú alkánok ugyanazzal az általános képlettel rendelkeznek, mint a lineáris alkánok, de n> 2. Tehát, ha egy vagy több atom vagy atomcsoport helyettesít egy vagy több hidrogénatomot, meg kell jegyezni ezeknek a szubsztituenseknek a helyét..

Ha hasonló alkilcsoportok több ága van, kifejezéseket használunk di-, tri- vagy tetra- ezeknek a szubsztituenseknek a mennyiségét jelezzük, mielőtt azok helyüket jeleznék, és az alkán nevével végződnének..

Amennyiben a szubsztituensek különbözőek, a szerint nevezzük el az ABC sorrendben, ugyancsak lehetnek helyettesítettek nem széntartalmú, például klór- (Cl) vagy nitrocsoport (NO2).

Minden esetben, a fő lánc szénszámának számításához, a legkisebb számot adjuk a szénnek, amely az alfabetikus sorrendben a legalacsonyabb szubsztituenshez kapcsolódik, és továbbra is követi ezt az irányt.

A ciklikusan telített szénhidrogének nómenklatúrája

Telített ciklusos szénhidrogének, jobban ismertek cikloalkánokból általános képlettel rendelkezneknH2n, ahol n = 3,4, ...

Ezekben a szerves molekulákban az általa képződő szénatomok zárt módon vannak elrendezve, azaz szerkezete gyűrűt képez.

Ezeknek a fajoknak a megnevezéséhez a fent leírt irányvonalakat lineáris és elágazó alkánokra nézve követjük, csak az előtagot adjuk hozzá ciklus-. A ciklopropánt (C) is figyelembe vesszük3H6) a legegyszerűbb cikloalkán.

Ugyanígy ezek a molekulák tartalmazhatnak egynél több gyűrűt, amely a fő láncon belül integrálva van, és legalább 3 szénatomot tartalmaznak, és még nagyon összetett szerkezeteket is képeznek..

tulajdonságok

A telített szénhidrogéneknek az a jellemzője, hogy egyszerű kötéseket alkotnak atomjaik között, ami nagyon sok molekula csoportot alkot, és meglehetősen specifikus tulajdonságokat ad nekik az alábbiakban részletezettek szerint:

Geometriai izomerizáció

Az alkánmolekulák szerkezete megváltoztatja a fizikai és kémiai tulajdonságaikat, a négy kötés konformációjának köszönhetően, amelyeket a szén képes kialakítani.

Ez azt jelenti, hogy bár ezekben a molekulákban a szénnek van hibridizációja3, a szomszédos atomok közötti szögek az atom típusától függően változhatnak.

Ahhoz, hogy pontosabban elmagyarázzuk, a cikloalkánoknak olyan torziós szögei vannak, amelyek egyedi tulajdonságot adnak nekik, amit a sztereokémiának neveznek, ami befolyásolhatja a molekula energiáit és egyéb benne rejlő tényezőit, például a spektroszkópiai és optikai tulajdonságokat..

savanyúság

A telített szénhidrogének meglehetősen alacsony reakcióképességet mutatnak az ionos és más poláris fajokkal szemben. Ugyanakkor gyakorlatilag nincs kölcsönhatásuk a savas és lúgos anyagokkal.

polaritás

Az alkanákat nem vezetőnek tekintjük, mivel gyakorlatilag nulla polaritásuk van elektromos mező jelenlétében. Tehát a hidrogénkötések nem hozhatók létre annak érdekében, hogy poláros oldószerekben oldódjanak.

Tehát gyakorlatilag minden nem poláros oldószerben oldódnak, és nem keverednek poláros oldószerekkel, például vízzel.

Forrás- és olvadáspontok

A telített szénhidrogénekben a van der Waals erők következtében kialakuló intermolekuláris kölcsönhatások alakulnak ki, amelyekben az erősebb kölcsönhatások magasabb forráspontokat eredményeznek.

Hasonló tendencia figyelhető meg az olvadáspontoknál, de ez a molekula csomagolási kapacitásának köszönhető.

Mivel ezek a kölcsönhatások közvetlenül kapcsolódnak a faj molekulatömegéhez, annál nagyobb a molekula, annál nagyobb a forráspontja és az olvadáspontja..

Tehát, egy merevebb szerkezettel, amely intermolekuláris érintkezés síkját adja, a cikloalkánok magasabb forráspontú és olvadásponttal rendelkeznek, mint a megfelelő lineáris alkánok.

Az alkánok példái

Lineáris alkánok

metán: A színtelen, szagtalan gáz, amely nagy mennyiségben előfordul a természetben, és ennek eredményeként az emberi tevékenység. A metán a legegyszerűbb tagja alkánok és az egyik leghatásosabb az üvegházhatást okozó gázok (Encyclopaedia Britannica, 2017).

etán: olyan gáz, amely főként földgázban található, és amelyet más gázok keverékeiben használnak üzemanyag előállítására.

propán: színtelen gáz, amely a földgázban található, és üzemanyagként használják otthonokban és iparágakban. A propán kémiai képlete C3H8 és kiterjesztett képlete CH3CH2CH2 (Propánformula, S.F).

butángáz: vagy az n-bután a nyers földgázból kivont több tucat gáz, és nyersolajból is előállítható. Az N-bután többfunkciós színtelen gáz. A butánt fűtő-, hűtő- és tüzelőanyag-felhasználásra lehet használni.

N-pentán: átlátszó, színtelen folyadék, olaj illatú szaga. A pentánt alkoholos italokban és komlóolajban találjuk. Ez az alkán egy bizonyos üzemanyag összetevője, és speciális oldószerként használják a laboratóriumban.

N-hexán: tiszta, színtelen folyadék, olaj illatú. A citrusfélékben megtalálható, és magvakból és zöldségekből származó étkezési olajok kivonására szolgál, speciális oldószerként, és tisztítószerként..

N-heptán: tiszta, színtelen folyadék, olaj illatú. Kardamomban található. Kevésbé sűrű, mint a víz, és vízben nem oldódik. A levegőnél nehezebb gőzök.

N-oktán: színtelen folyadék, benzinszaggal. Kevésbé sűrű, mint a víz, és vízben nem oldódik. Ezért úszik a vízen. Irritáló gőzt termel.

Metil-klorid: klór-metánnak is nevezik, színtelen gáz. Ez a legegyszerűbb haloalkán, amelyet szilikon polimerek gyártásához és más vegyi termékek gyártásához használnak.

kloroform: színtelen, szagú és erősen illékony folyadék, amelyet anesztetikus tulajdonságai széles körben használnak. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően jó hírnévre tett szert, hogy meg tudná kábítani vagy megütni az embereket, még akkor is, ha kis adagokban fogyasztják (MoviesDoes Chloroform igazán kiüt, mint olyan gyorsan, ahogy a filmekben mutatják be?, 2016).

Szén-tetraklorid: Más néven tetraklór, színtelen folyadék, sűrű, erősen mérgező, illékony, nem gyúlékony, jellegzetes szagú, és oldószerként használjuk.

etán: olyan gáz, amely könnyű nyomáson kondenzálódik. A klór-etánt elsősorban a sportgyógyászat helyi fájdalmának enyhítésére használják (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017).

brómetánEtil-bromid néven is ismert, illékony, színtelen folyadék, enyhén oldható és sűrűbb, mint a víz. A gőzök nehezebbek a levegőnél. A gyógyszerkészítmények és oldószerek előállítására szolgál.

Elágazó alkánok

izobután: színtelen gáz, olajos olajjal. Cseppfolyósított gázként kerül elküldésre a gőznyomása alatt. A folyadékkal való érintkezés fagyást okozhat. Könnyen világít.

izopentán: 2-metil-butánnak is nevezzük, színtelen vizes folyadék, benzinszaggal. Úszik a vízben. Gyúlékony és irritáló gőz keletkezik (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, PubChem Compound Adatbázis;, 2017).

2-metil-pentán: egy elágazó láncú alkán, amelynek molekuláris képlete C6H14. Olyan vizes folyadék, amelynek benzinszaga van, amely vízen úszik és irritáló gőzt hoz létre.

3, 3-dimetil-hexán: gyógynövényekben és fűszerekben található. 3, 3-dimetil-hexán az Osmanthus fragrans (édes osmanthus) és a ginseng olajának egy része..

2, 3-dimetil-hexán: gyümölcsökben található. A 2,3-dimetil-hexán a keményítő illékony komponense.

neopentán: kevésbé sűrű folyadék, mint a víz. Vízben nem oldódik, de alkoholban oldódik (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2015).

2, 2,4-trimetil-pentán: vagy az izoctán a kőolajiparhoz kapcsolódó termékek gyártása, használata és ártalmatlanítása révén kerül a környezetbe. A 2,2,4-trimetil-pentán behatolt az emberi bőrbe, és a bőrön és a szövetek nekrózisát okozza a kézben, szükséges műtétet (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017)..

cikloalkánokból

-ciklopropán: színtelen gáz, olaj illatú illattal. A folyadékkal való érintkezés fagyást okozhat. A levegő elmozdulása elfojtja, és nagy koncentrációban kábító hatása van.

ciklobután: Gáz, amely 13 ° C-on folyadékra kondenzálódik. Vízben nem oldódik. Alkoholban, acetonban és éterben oldódik.

ciklopentánl: tiszta, színtelen folyadék, olaj illatú. Kevésbé sűrű, mint a víz, és nem oldódik benne. A gőzök nehezebbek a levegőnél.

ciklohexán: a cicákban található. Hígítószer élelmiszer-felhasználásra szánt színes adalékanyagok keverékeiben.

cikloheptán: olajos folyadék, színtelen, oldhatatlan és kevésbé sűrű, mint a víz. A nagy koncentrációk belégzése kábító hatású lehet. Más vegyi termékek gyártására szolgál.

ciklooktángyűrű: kilenc szénatomot tartalmazó policiklusos szénhidrogén. Vízben nem oldódik.

metil-: tiszta, színtelen folyadék, olaj illatú. A metil-ciklohexánban a szék, amelyben a nagy metilcsoport egyenlítői, konformációja a legstabilabb, és ezért a leginkább lakott összes lehetséges konformáció (Carey, 2011).

Izopropil-ciklohexán: a gyümölcsökben található színtelen folyadék. Izopropil-ciklohexán megtalálható a Carica papaya (papaya) -ban.

metilciklopentán: színtelen folyadék, oldhatatlan és kevésbé sűrű, mint a víz. A gőzök lehetnek kábító és irritálóak. A metil-ciklopentánt Helianthus annuus-ból (napraforgóból) izoláljuk.

norboránt: egy biciklusos alkán, amelyet C7H12 általános képletű biciklo [2.2.1] heptánnak nevezünk.

referenciák

  1. alkánok. (2016, november 28.). A kem.libretexts.org-ból származik.
  2. alkánok. (S. F.). Visszavont a hyperphysics.phy-astr.gsu.edu fájlból.
  3. (2014). alkánok. A bbc.co.uk-ból származik.
  4. Carey, F. A. (2011, december 2.). szénhidrogén. A britannicából visszanyert.
  5. Encyclopædia Britannica. (2017. március 24.). metán. A britannica.com-ból visszanyert.
  6. Khan Akadémia. (S. F.). Alkanák, cikloalkánok és funkcionális csoportok. Visszanyert dekhanacademy.org.
  7. MoviesDoes Chloroform igazán kiüt, hogy olyan gyorsan, mint a filmekben? (2016). A scienceabc-ből visszanyert.
  8. Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ ... (2017, május 06). PubChem összetett adatbázis; CID = 6337. A PubChem-ből származik.
  9. Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ. (2015, május 6.). PubChem összetett adatbázis; CID = 10041. A PubChem-ből származik.
  10. Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ. (2017. május 6.). PubChem összetett adatbázis; CID = 10907. A PubChem-ből származik.
  11. Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ. PubChem összetett adatbázis; (2017. május 6.). PubChem összetett adatbázis, CID = 6556,. A PubChem-ből származik.
  12. Propán képlet. (S. F.). A softschools.com webhelyről helyreállították.