Vlastnosti alkanů nebo nasycených uhlovodíků, názvosloví, příklady



alkanů o nasycených uhlovodíků jsou charakterizovány tím, že mají ve své struktuře pouze jednoduché kovalentní vazby. To znamená, že atomy uhlíku přítomné v těchto druzích jsou spojeny s maximálním množstvím atomů vodíku, se kterými je možné tvořit vazby, a proto jsou známy jako nasycený.

Ve vesmíru organické chemie, alkanes, také známý jako parafíny, být považován za docela hojné druhy velkého významu, patřit do skupiny alifatických uhlovodíků (také jak nenasycené uhlovodíky) \ t.

Nejjednodušší nasycený uhlovodík, který lze vytvořit, je například methan, sloučenina, která je v plynné fázi za standardních podmínek prostředí (25 ° C a atm), jejíž vzorec je CH.4.

Jak je vidět, jediný atom uhlíku přítomný v této molekule má čtyři jednoduché vazby, jednu s každým atomem vodíku.

Alkeny a alkyny mají významné komerční použití, jako v případě ethylenu a propylenu; ale jsou také reaktivnější sloučeniny než nasycené uhlovodíky, což způsobuje, že mají velké množství reakcí, které vznikají z běžných alkenů a alkynů..

Index

  • 1 Nomenklatura alkanů
    • 1.1 Nomenklatura lineárních nasycených uhlovodíků
    • 1.2 Nomenklatura nasycených rozvětvených uhlovodíků
    • 1.3 Nomenklatura cyklických nasycených uhlovodíků
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Geometrická izomerace
    • 2.2 Kyslost
    • 2.3 Polarita
    • 2.4 Body varu a teploty tání
  • 3 Příklady alkanů
    • 3.1 Lineární alkany
    • 3.2 Rozvětvené alkany
    • 3.3 Cykloalkany
  • 4 Odkazy

Alkánská nomenklatura

Aby bylo možné správně pojmenovat alkany nebo nasycené uhlovodíky, je třeba mít na paměti, že podle IUPAC (Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii) by se neměly používat systematické názvosloví čtyř nejjednodušších alkanů..

Nomenklatura lineárních nasycených uhlovodíků

Tyto sloučeniny mají obecný vzorec CnH2n + 2, kde hodnota n může být jen kladná celá čísla (n = 1,2, ...), a oni jsou jmenováni používat prefix odpovídající počtu atomů uhlíku a přípona je přidána -řiť.

První čtyři nasycené molekuly jsou: metan (CH4), ethanu (C2H6), propan (C)3H8) a butanu (C4H10).

Chcete-li začít s názvoslovím alkanů, které mají mezi pěti a deseti atomy uhlíku, počet těchto atomů, které jsou přítomny v nejdelším řetězci, se počítá, pokud je spojitý..

Kromě toho, v případě, že alkan je odečten atom vodíku, stává se substituentem, tj. Skupinou, ke které je terminace změněna. -řiť by -ilo. Například methan (CH4) by se stal methyl (-CH3) a podobně s ostatními molekulami.

S ohledem na to, co bylo dosud řečeno, a dodal, že počet musí být vždy zahájen atomem uhlíku, který má nejbližší substituent, je uvedena poloha substituentu následovaná názvem alkanů..

Výše uvedená sloučenina se tedy nazývá 3-methylpentan.

Nomenklatura rozvětvených nasycených uhlovodíků

Podobně, rozvětvené alkanové řetězce mají stejný obecný vzorec jako lineární alkany, ale s n> 2. Kdykoliv tedy jeden nebo více atomů nebo skupin atomů nahradí jeden nebo více atomů vodíku, mělo by být uvedeno umístění těchto substituentů.

Pokud existuje několik větví podobných alkylových skupin, používají se výrazy di-, tri- o tetra- Pro označení množství těchto substituentů předchází označení jejich polohy a kulminace názvem alkanů.

V případě, že substituenty jsou různé, jsou pojmenovány podle abecedního pořadí a mohou mít také uhlíkaté substituenty, jako je chlor (Cl) nebo nitro (NO2).

Ve všech případech, počítat uhlíková čísla hlavního řetězce, nejmenší číslo je dané uhlíku, který je spojený s nejnižším substituentem v abecedním pořadí, a to pokračuje následovat tento směr \ t.

Nomenklatura cyklických nasycených uhlovodíků

Nasycené cyklické uhlovodíky, lépe známé jako cykloalkany mají obecný vzorec CnH2n, kde n = 3,4, ...

V těchto organických molekulách jsou atomy uhlíku, které se tvoří, uspořádány uzavřeným způsobem, tj. Jejich struktura tvoří kruh.

Pro pojmenování těchto druhů se řídíme výše uvedenými pokyny pro lineární a rozvětvené alkany, pouze přidáním předpony cyklu-. Také se uvažuje cyklopropan (C)3H6) jako nejjednodušší cykloalkan.

Stejným způsobem mohou tyto molekuly obsahovat více než jeden kruh integrovaný v hlavním řetězci, s minimem atomů uhlíku rovných třem a dokonce tvořící vysoce komplexní struktury.

Vlastnosti

Nasycené uhlovodíky mají hlavní charakteristika vytváření jednoduchých vazeb mezi jejich atomy, což z nich dělá velmi početnou skupinu molekul a dává jim zcela specifické vlastnosti, jak je popsáno níže:

Geometrická izomerace

Struktura alkanových molekul produkuje modifikace v jejich fyzikálních a chemických vlastnostech v důsledku konformace čtyř vazeb, které může tvořit uhlík.

To znamená, že ačkoli v těchto molekulách má uhlík sp hybridizaci3, úhly mezi jejich sousedními atomy se mohou lišit v závislosti na typu atomu.

Přesněji řečeno, cykloalkany mají torzní úhly, které jim dávají jedinečnou charakteristiku zvanou stereochemie, která může ovlivnit energie molekuly a další faktory, které jsou v ní obsaženy, jako jsou spektroskopické a optické vlastnosti..

Kyslost

Nasycené uhlovodíky vykazují poměrně nízkou reaktivitu na iontové a jiné polární druhy. Současně nemají prakticky žádnou interakci s kyselými a alkalickými látkami.

Polarita

Alkany jsou považovány za nevodivé, protože mají v přítomnosti elektrického pole prakticky nulovou polaritu. Vodíkové vazby tedy nemohou být vytvořeny tak, aby umožňovaly jejich rozpustnost v polárních rozpouštědlech.

Jsou tedy prakticky rozpustné ve všech nepolárních rozpouštědlech, které jsou nemísitelné s polárními rozpouštědly, jako je voda.

Bod varu a bod tání

V nasycených uhlovodících dochází k intermolekulárním interakcím způsobeným van der Waalsovými silami, ve kterých silnější interakce vedou k vyšším bodům varu..

Podobný trend je pozorován pro teploty tání, ale to je způsobeno balicí kapacitou molekuly.

Protože tyto interakce přímo souvisejí s molekulovou hmotností druhu, čím větší je molekula, tím vyšší budou její teploty varu a tání..

Tak, mít více tuhou strukturu, která dá jim rovinu intermolecular kontaktu, cykloalkanes mají vyšší bod varu a bod tání než jejich odpovídající lineární alkanes \ t.

Příklady alkanů

Lineární alkany

MetanJe to bezbarvý plyn bez zápachu, který se vyrábí hojně v přírodě a jako produkt určitých lidských činností. Metan je nejjednodušší člen alkanů a patří mezi nejúčinnější skleníkové plyny (Encyclopædia Britannica, 2017).

EthanJe to plyn, který se nachází hlavně v zemním plynu a který se používá ve směsích s jinými plyny k výrobě paliv.

PropanJe to bezbarvý plyn, který se nachází v zemním plynu a používá se jako palivo v domácnostech a průmyslových odvětvích. Chemický vzorec propanu je C3H8 a jeho rozšířený vzorec je CH3CH2CH2 (Propan Formula, S.F).

Butannebo n-butan je jedním z desítek plynů extrahovaných ze surového zemního plynu a může být také vyráběn ze surové ropy. N-butan je víceúčelový bezbarvý plyn. Butan lze použít pro vytápění, chlazení a palivo pro zapalovače.

N-pentanJe to transparentní bezbarvá kapalina s vůní podobnou oleji. Pentan se nachází v alkoholických nápojích a v chmelovém oleji. Tento alkan je součástí některých paliv a používá se jako speciální rozpouštědlo v laboratoři.

N-hexanJe to čirá, bezbarvá kapalina s vůní podobnou oleji. To je nalezené v citrusových plodech a je používán extrahovat jedlé oleje od semen a zeleniny, jako rozpouštědlo pro zvláštní použití, a jako čistící prostředek..

N-heptan: je čirá, bezbarvá kapalina s vůní podobnou oleji. Nachází se v kardamomu. Méně hustá než voda a nerozpustná ve vodě. Páry těžší než vzduch.

N-oktanJe to bezbarvá kapalina s pachem benzínu. Méně hustá než voda a nerozpustná ve vodě. Proto se vznáší na vodě. Vytváří dráždivé páry.

Methylchlorid: také nazývaný chlormethan, je bezbarvý plyn. Jedná se o nejjednodušší haloalkan, který se používá při výrobě silikonových polymerů a při výrobě jiných chemických výrobků.

ChloroformJe to bezbarvá, zápachová a vysoce těkavá kapalina, která byla široce používána pro své anestetické vlastnosti. Vzhledem k těmto vlastnostem, má pověst, že je schopen omráčit nebo zasáhnout lidi, i když je spotřebován v malých dávkách (MoviesDoes Chloroform opravdu Knock You Out rychle, jak se ukazují ve filmech?, 2016) \ t.

Tetrachlorid uhličitýtaké nazývaný tetrachlormethan, bezbarvá, hustá, vysoce toxická, těkavá, nehořlavá kapalina, která má charakteristický zápach a používá se jako rozpouštědlo.

ChlorethanJe to plyn, který kondenzuje pod lehkým tlakem. Chlorethan se používá především k úlevě od lokální bolesti ve sportovní medicíně (Národní centrum pro biotechnologické informace, 2017).

BromethanTaké známý jako ethylbromid, je těkavá bezbarvá kapalina, mírně rozpustná a hustší než voda. Páry jsou těžší než vzduch. Používá se k výrobě farmaceutických produktů a jako rozpouštědlo.

Rozvětvené alkany

IsobutanJe to bezbarvý plyn se slabou vůní oleje. Je posílán jako zkapalněný plyn pod tlakem par. Kontakt s kapalinou může způsobit omrzliny. Snadno svítí.

Isopentan: také nazývaný 2 methylbutan, je bezbarvá vodná kapalina s pachem benzínu. Plováky ve vodě. Vzniká hořlavá a dráždivá pára (Národní centrum pro informace o biotechnologiích, PubChem Compound Database;, 2017).

2-methylpentanje alkan s rozvětveným řetězcem s molekulovým vzorcem C6H14. Je to vodní kapalina s pachem benzínu, který se vznáší na vodě a vytváří dráždivé páry.

3,3-dimethylhexan: nalezené v bylinkách a kořeních. 3, 3-Dimethylhexane je součástí oleje Osmanthus fragrans (sladký osmanthus) a ženšen.

2,3-Dimethylhexan: nalezené v ovoci. 2,3-Dimethylhexan je těkavá složka škrobu.

NeopentanJe to méně hustá kapalina než voda. Nerozpustný ve vodě, ale rozpustný v lihu 96% (Národní centrum pro biotechnologické informace, 2015).

2,2,4-trimethylpentannebo se isooktan uvolňuje do životního prostředí výrobou, použitím a likvidací produktů spojených s ropným průmyslem. 2,2,4-trimethylpentan pronikl kůží člověka a způsobil nekrózu kůže a tkáně v ruce, potřebnou operaci (Národní centrum pro biotechnologické informace, 2017).

Cykloalkany

CyklopropanJe to bezbarvý plyn s vůní podobnou oleji. Kontakt s kapalinou může způsobit omrzliny. Může se dusit vytěsněním vzduchu a má vysoký koncentrační účinek.

CyklobutanPlyn, který kondenzuje na kapalinu při teplotě 13 ° C. Nerozpustný ve vodě. Rozpustný v alkoholu, acetonu a etheru.

CyklopentanJe to čirá, bezbarvá kapalina s vůní podobnou oleji. Méně hustá než voda a nerozpustná v ní. Páry jsou těžší než vzduch.

Cyklohexan: nachází se v rutabaga. Ředidlo ve směsích barevných aditiv pro potravinářské použití.

CykloheptanJe to olejovitá kapalina bezbarvá, nerozpustná a méně hustá než voda. Inhalace vysokých koncentrací může mít narkotický účinek. Používá se k výrobě jiných chemických výrobků.

Cyklooktanje polycyklický uhlovodík s devíti atomy uhlíku. Nerozpustný ve vodě.

MethylcyklohexanJe to čirá, bezbarvá kapalina s vůní podobnou oleji. V methylcyklohexanu je konformace židle, ve které je velká methylová skupina ekvatoriální, nejstabilnější, a proto nejlidnatější ze všech možných konformací (Carey, 2011).

Isopropyl cyklohexan: je bezbarvá kapalina, která se nachází v ovoci. Isopropyl cyklohexan se nachází v Carica papaya (papaya).

methylcyklopentanuJe to bezbarvá kapalina nerozpustná a méně hustá než voda. Výpary mohou být narkotické a dráždivé. Methylcyklopentan je izolován z Helianthus annuus (slunečnice).

Norboranje bicyklický alkan také nazývaný bicyklo [2.2.1] heptan vzorce C7H12.

Odkazy

  1. Alkany. (2016, 28. listopadu). Zdroj: chem.libretexts.org.
  2. Alkany. (S.F.). Zdroj: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  3. (2014). Alkany. Získáno z bbc.co.uk.
  4. Carey, F. A. (2011, 2. prosince). Uhlovodík. Získaný z britannica.
  5. Encyclopædia Britannica. (2017, 24. března). Metan. Získané z britannica.com.
  6. Khan Academy. (S.F.). Alkány, cykloalkany a funkční skupiny. Obnovená dekhanacademy.org.
  7. MoviesDoes Chloroform opravdu Knock You Out jak rychle, jak se ukazují ve filmech? (2016). Získané z scienceabc.
  8. Národní centrum pro biotechnologické informace ... (2017, květen 06). PubChem Compound Database; CID = 6337. Získáno z PubChem.
  9. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2015, 6. května). PubChem Compound Database; CID = 10041. Získáno z PubChem.
  10. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2017, 6. května). PubChem Compound Database; CID = 10907. Získáno z PubChem.
  11. Národní centrum pro biotechnologické informace. PubChem Compound Database; (2017, 6. května). PubChem Compound Database, CID = 6556,. Získáno z PubChem.
  12. Propanový vzorec. (S.F.). Obnoveno z softschools.com.