Zatvoriť

Vysvetľujeme, aké sú alkány, ich vlastnosti, nomenklatúra, typy a uvádzame niekoľko príkladov

Čo sú alkany?

Ten Zatvoriť sú najjednoduchšie organické zlúčeniny, ktoré existujú. Sú to nasýtené alifatické uhľovodíky, tvorené výlučne uhlíkom a vodíkom, v ktorých sú uhlíky spojené iba pomocou jednoduchých kovalentných väzieb.

Môžu byť otvoreným reťazcom, v takom prípade majú všeobecný vzorec C_nH_2n+2. Môžu tiež tvoriť jeden alebo viac cyklov, v takom prípade všeobecný vzorec stráca dva hydrogény pre každý vytvorený cyklus (C_nH_2n Ak majú jeden cyklus, c_nH_2N-2 Ak majú 2, atď.).

Dosahuje sa veľa bežných organických zlúčenín, ktoré používame každý deň. Napríklad kuchynský plyn a zemný plyn tvoria jeden alebo viac plynných alkánov. Palivo pre autá (benzín, benzín alebo palivo, v závislosti od krajiny) sa skladá z komplexných zmesí kvapalných alkánov, medzi ktorými sú najdôležitejšie izoméry oktánu.

Alkánske vlastnosti

Sú veľmi málo reaktívnych

Hlavnou chemickou charakteristikou alebo vlastnosťou alkánov je to, že ide o pomerne stabilné molekuly, ktoré sa nezúčastňujú na chemických reakciách, pokiaľ to nie je vo veľmi energetických podmienkach, ako sú veľmi vysoké teploty alebo v prítomnosti ultrafialového svetla alebo voľných radikálov.

Sú to apolárne zlúčeniny

Jednoduché spojenia C-C a C sú apolárne kovalentné väzby, takže molekuly alkánov nemôžu mať čistý dipólový moment. Z tohto dôvodu sú to apolárne molekuly.

Majú nízke varné a fúzne body

Z dôvodu rovnakej skutočnosti, že sú apolárne, jediné sily intermolekulárnej príťažlivosti, ktorú prítomné alkaos sú sily disperzie, ako sú sily Van der Waals. Pretože tieto sily sú veľmi slabé, ľahko sa rozbijú, aby sa vytvorili tuhé látky na kvapaliny a tieto nízkoteplotné plyny.

Sú menej husté ako voda

Alkány sú najmenej hustými organickými zlúčeninami a sú vždy menej husté ako voda. Z tohto dôvodu vždy vznášajú na hladine vody, keď sú obaja zmiešané.

Všeobecne sú bezfarebné

Plynné a tekuté alkány sú bezfarebné a priesvitné. Keď však upevnili, tvoria biele nepriehľadné amorfné tuhé látky, ako v prípade niektorých parafínov a niektorých plastov.

Nie sú rozpustné vo vode

Zlaté pravidlo rozpustnosti je také, že sa podobné rozpúšťajú ako také. Voda je polárne rozpúšťadlo, zatiaľ čo všetky alkány sú úplne apolárne, takže nie sú rozpustné vo vode.

Sú rozpustné v apolárnych organických rozpúšťadlách

Pomocou toho istého predchádzajúceho argumentu sú alkány rozpustné v apolárnych rozpúšťadlách, ako je benzén alebo cyklohexan. V skutočnosti sú tekuté alkány súčasťou apolárnych organických rozpúšťadiel.

Nemôžu trpieť navyše reakcie

Keďže sú nasýtené uhľovodíky, alkány nemôžu utrpieť sčítanie reakcií. Jedinou výnimkou je cyklopropán, ktorý má kruh iba troch členov, ktorý je veľmi napínavý a dá sa ľahko rozbiť.

Sú to palivá

Jednou z mála chemických reakcií, na ktorých sa zúčastnia Alkány, je spaľovanie, a to je presne hlavné použitie, ktoré sa im poskytuje.

Typy alkánov

V závislosti od prepojenia medzi atómami uhlíka môžu byť alkány:

• Lineárny
• Rozvetvený
• Cyklické (cykloalcanos)
• Bicykle alebo polycyklické
• Spiranos

Lineárne alkány

Sú najjednoduchšími alkánmi, a preto všetkých organických zlúčenín. Všetky majú molekulárny vzorec C_nH_2n+2 A vyznačujú sa tým, že sú navzájom spojené jeden reťazec atómov uhlíka.

Premiešané alkány

Majú tiež všeobecný vzorec C_nH_2n+2 Ale na rozdiel od lineárnych alkánov je reťazec atómov uhlíka rozvetvený najmenej v jednom bode. Rozvetvené alkány sú reťazové izoméry lineárnych alkánov, pretože sa líšia iba v poradí, v akom sú atómy uhlíka spojené.

Cykloalcanos

V cykloalcanos sú konce reťazca lineárnych alkánov spojené, aby vytvorili cyklický reťazec. Na vytvorenie tejto dodatočnej väzby C-C je potrebné eliminovať vodík z každého koncového uhlíka, takže všeobecný vzorec týchto zlúčenín je c_nH_2n. Najmenší možný cyklus je z troch atómov uhlíka nazývaný cyklopropán (C₃H₆).

Rovnako ako alkany s otvoreným reťazcom, ktoré môžu mať následky, aj cykloalcan môže tiež prezentovať substituentné skupiny vo forme otvorených reťazcov.

Bicykle a polycyklické

Existuje veľa cyklických tums, v ktorých dva alebo viac cyklov zdieľajú dva alebo viac atómov uhlíka. Tieto zlúčeniny sa nazývajú polícia. Molekulárny vzorec polície závisí od toho, koľko cyklov štruktúra.

V najjednoduchšom prípade, bicykle, vzorec je C_nH_2N-2 Pretože niekoľko hydrogénov sa musí stratiť, aby sa každý cyklus uzavrel. Pre políciu s viac ako dvoma zlúčenými cyklami sa vzorec rovná vzoru Alkanes menej pár vodít pre každý vytvorený cyklus.

Spiranos

Spiranials sú špeciálnou triedou bicyklov, v ktorých dva cykly zdieľajú iba jeden atóm uhlíka. V týchto prípadoch sú tieto dva cykly navzájom v kolmých rovinách, takže štruktúra je vnímaná, akoby sa jeden z cyklov otáčal vzhľadom na druhý.

Nomenklatúra alkánov

Nomenklatúra lineárnych alkánov

Nomenklatúra alkánov a v skutočnosti nomenklatúra lineárnych alkánov je založená na nomenklatúre lineárnych alkánov. Tieto sú jednoducho pomenované podľa počtu atómov uhlíka v reťazci.

Prvé štyri dostávajú spoločné názvy, ktoré sú metán, Ethan.) Do konca Alcano.

Nomenklatúra rozvetvených alkál

Rozvetvené alkány sú pomenované na mene lineárnych alkánov. Proces zahŕňa výber jedného z možných uhlíkových reťazcov, ako je hlavný reťazec a zvyšok dôsledkov zostávajú ako substituujúce skupiny.

Proces pozostáva z nasledujúcich krokov:

Krok 1: Identifikujte hlavný reťazec.

Výber sa uskutoční podľa nasledujúcich kritérií podľa priority:

1. Je vybraný najdlhší reťazec.
2. Ak je viac ako jeden, z nich sa vyberie najviac dôsledkov.
3. V prípade viac ako jednej, ktorá má rovnakú dĺžku a rovnaký počet dôsledkov, ten, ktorý pri číslovaní poskytuje najmenšiu možnú kombináciu lokalizátora, je vybraná.
4. Ak majú dva alebo viac reťazcov rovnakú dĺžku, rovnaký počet dôsledkov a všetky majú rovnakých lokalizátorov, tie, ktoré priraďujú lokalizátorov maloletéra k dôsledkom, ktoré sa objavia ako prvé v abecednom poradí.
5. V prípade, že všetky vyššie uvedené sú rovnaké, potom si môžete zvoliť ktokoľvek.

Hlavný reťazec dáva hlavné meno alkáne, akoby to bol lineárny alkán.

Krok 2: Číslo hlavného reťazca.

Atómy uhlíka hlavného reťazca v sekvencii z jedného konca do druhého musia byť uvedené podľa týchto pravidiel:

1. Číslovanie priradené najnižšou kombináciou lokalizátorov k dôsledkom je vybrané.
2. Ak tieto dve čísla poskytnú rovnakú kombináciu lokalizátorov, je vybrané, ktoré priradia lokalizátory maloleté na dôsledky, ktoré sa objavia ako prvé v abecednom poradí.
3. V prípade, že sú obidve rovnaké, nezáleží na tom, ktorý z nich je vybraný.

Krok 3: Pomenujte dôsledky a objednajte si ich abecedne.

Dôsledky sú pomenované ako radikály a nahradia _ano zodpovedajúcej lineárnej alkáne za koniec.

Krok 4: Názov zlúčeniny je postavený.

Názov je vytvorený pomenovaním všetkých dôsledkov v abecednom poradí (potlačením konečného písmena „O“ nájomného), ktorému predchádza jeho lokalizátor, nasledovaný názvom hlavného reťazca.

Ak sa opakuje akákoľvek vetva, lokalizátory každého z nich sú umiestnené, oddelené čiarkami a vložia predponu, ktorá označuje, ako sa opakuje pre 2, tri pre 3 atď.), Pred vetvou predchádza vetva atď.).

Príklad:

Pomenujte nasledujúcu rozvetvenú alkane:

Krok 1: Výber hlavného reťazca.

Tento reťazec má 16 uhlíkov, takže hlavný reťazec sa bude volať Hexadecano.

Krok 2: Číslovanie hlavného reťazca.

Je očíslovaný zľava doprava, pretože dávajú menším lokalizátorom.

Krok 3: Pomenujte všetky dôsledky.

Existujú tri etyl radikály, tri metyl radikály a dva propylové radikály.

Krok 4: Zostavte názov

Názov zlúčeniny bude:

8,9,10-trietil-3,4,5-trimetyl-6,7-tipropilhexadecano

Príklady alkanov

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené niektoré ďalšie príklady alkánov.