Alkány alebo vlastnosti nasýtených uhľovodíkov, názvoslovie, príklady



alkánov alebo nasýtených uhľovodíkov vyznačujú sa tým, že majú vo svojej štruktúre len jednoduché kovalentné väzby. To znamená, že atómy uhlíka prítomné v týchto druhoch sú spojené s maximálnym množstvom atómov vodíka, s ktorými je možné vytvárať väzby, z tohto dôvodu sú známe ako nasýtený.

Vo vesmíre organickej chémie sú alkány, známe aj ako parafíny, považované za pomerne hojné druhy veľkého významu, ktoré patria do skupiny alifatických uhľovodíkov (ako aj nenasýtených uhľovodíkov)..

Najjednoduchší nasýtený uhľovodík, ktorý sa môže vytvoriť, je napríklad metán, zlúčenina, ktorá je v plynnej fáze za štandardných podmienok prostredia (25 ° C a atm), ktorej vzorec je CH.4.

Ako je možné vidieť, jediný atóm uhlíka prítomný v tejto molekule má štyri jednoduché väzby, jednu s každým atómom vodíka.

Alkény a alkíny majú významné komerčné použitie, ako v prípade etylénu a propylénu; ale sú tiež reaktívnejšími zlúčeninami ako nasýtené uhľovodíky, čo spôsobuje, že majú široké spektrum reakcií, ktoré vznikajú z bežných alkénov a alkínov..

index

  • 1 Nomenklatúra alkánov
    • 1.1 Nomenklatúra lineárnych nasýtených uhľovodíkov
    • 1.2 Nomenklatúra nasýtených rozvetvených uhľovodíkov
    • 1.3 Nomenklatúra cyklických nasýtených uhľovodíkov
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Geometrická izomerizácia
    • 2.2 Kyslosť
    • 2.3 Polarita
    • 2.4 Body varu a teploty topenia
  • 3 Príklady alkánov
    • 3.1 Lineárne alkány
    • 3.2 Rozvetvené alkány
    • 3.3 Cykloalkány
  • 4 Odkazy

Alkánová nomenklatúra

Na správne pomenovanie alkánov alebo nasýtených uhľovodíkov je potrebné mať na pamäti, že podľa IUPAC (Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie) by sa nemala uplatňovať systematická nomenklatúra štyroch najjednoduchších alkánov..

Nomenklatúra lineárnych nasýtených uhľovodíkov

Tieto zlúčeniny majú všeobecný vzorec CnH2n + 2, kde hodnota n môže byť iba kladné celé číslo (n = 1,2, ...), a sú pomenované pomocou predpony zodpovedajúcej počtu atómov uhlíka a pridaná prípona -riť.

Takže prvé štyri nasýtené molekuly sú: metán (CH4), etán (C2H6), propán (C)3H8) a bután (C4H10).

Ak chcete začať s názvoslovím alkánov, ktoré majú päť až desať atómov uhlíka, počíta sa počet týchto atómov, ktoré sú prítomné v najdlhšom reťazci, pokiaľ je kontinuálny..

Okrem toho, v prípade, že alkán je odčítaný atómom vodíka, stáva sa substituentom, to znamená skupinou, ku ktorej je zmena ukončená. -riť podľa -y. Napríklad metán (CH4) by sa stal metylom (-CH3) a podobne s inými molekulami.

Vzhľadom na to, čo bolo doteraz povedané a pridaním toho, že počet musí vždy začínať atómom uhlíka, ktorý má najbližší substituent, je uvedená poloha substituenta nasledovaná názvom alkánu..

Vyššie uvedená zlúčenina sa teda nazýva 3-metylpentán.

Nomenklatúra rozvetvených nasýtených uhľovodíkov

Podobne, alkány s rozvetveným reťazcom majú rovnaký všeobecný vzorec ako lineárne alkány, ale s n> 2. Takže vždy, keď jeden alebo viac atómov alebo skupín atómov nahradí jeden alebo viac atómov vodíka, je potrebné uviesť polohu týchto substituentov.

Ak existuje niekoľko vetiev podobných alkylových skupín, používajú sa výrazy di-, tri- alebo tetra- na označenie množstva týchto substituentov, pred ktorým je uvedené ich umiestnenie a kulminovanie názvom alkánu.

V prípade, že substituenty sú rôzne, sú pomenované podľa abecedného poradia a môžu mať tiež uhlíkaté substituenty, ako je chlór (Cl) alebo nitro (NO2).

Vo všetkých prípadoch, na počítanie uhlíkových čísiel hlavného reťazca, je najmenší počet daný uhlíku, ktorý je spojený s najnižším substituentom v abecednom poradí, a pokračuje týmto smerom.

Nomenklatúra cyklických nasýtených uhľovodíkov

Nasýtené cyklické uhľovodíky, lepšie známe ako cykloalkány majú všeobecný vzorec CnH2n, kde n = 3,4, ...

V týchto organických molekulách sú atómy uhlíka, ktoré sa tvoria, usporiadané uzavretým spôsobom, to znamená, že ich štruktúra tvorí kruh.

Aby sme vymenovali tieto druhy, riadime sa vyššie uvedenými pokynmi pre lineárne a rozvetvené alkány, pridávajúc len prefix cyklus-. Do úvahy sa berie aj cyklopropán (C)3H6) ako najjednoduchší cykloalkán.

Rovnakým spôsobom môžu tieto molekuly obsahovať viac ako jeden kruh integrovaný v ich hlavnom reťazci, s minimálnymi atómami uhlíka rovnými tromi a dokonca tvoriacimi vysoko komplexné štruktúry.

vlastnosti

Nasýtené uhľovodíky majú hlavnú charakteristiku tvorby jednoduchých väzieb medzi svojimi atómami, čo z nich robí veľmi početnú skupinu molekúl a dáva im celkom špecifické vlastnosti, ako je uvedené nižšie:

Geometrická izomerizácia

Štruktúra alkánových molekúl produkuje modifikácie v ich fyzikálnych a chemických vlastnostiach v dôsledku konformácie štyroch väzieb, ktoré môže tvoriť uhlík.

To znamená, že hoci v týchto molekulách má uhlík sp hybridizáciu3, uhly medzi susednými atómami sa môžu líšiť v závislosti od typu atómu.

Na presnejšie vysvetlenie, cykloalkány majú torzné uhly, ktoré im dodávajú jedinečnú charakteristiku nazývanú stereochémia, ktorá môže ovplyvniť energie molekuly a ďalšie faktory, ktoré sú jej súčasťou, ako sú spektroskopické a optické vlastnosti..

kyslosť

Nasýtené uhľovodíky vykazujú pomerne nízku reaktivitu na iónové a iné polárne druhy. Zároveň nemajú prakticky žiadnu interakciu s kyselinami a zásadami.

polarita

Alkány sú považované za nevodivé, pretože majú prakticky nulovú polaritu v prítomnosti elektrického poľa. Takže vodíkové väzby nemôžu byť vytvorené, aby sa umožnila ich rozpustnosť v polárnych rozpúšťadlách.

Sú teda prakticky rozpustné vo všetkých nepolárnych rozpúšťadlách, ktoré sú nemiešateľné s polárnymi rozpúšťadlami, ako je voda.

Body varu a teploty topenia

Pri nasýtených uhľovodíkoch dochádza k intermolekulovým interakciám spôsobeným van der Waalsovými silami, pri ktorých silnejšie interakcie vedú k vyšším bodom varu..

Podobný trend sa pozoruje pri teplotách topenia, ale to je spôsobené baliacou kapacitou molekuly.

Pretože tieto interakcie priamo súvisia s molekulovou hmotnosťou druhu, čím väčšia molekula, tým vyššie budú teploty varu a topenia..

Takže, majúc tuhšiu štruktúru, ktorá im dáva rovinu intermolekulového kontaktu, majú cykloalkány vyššie teploty varu a teploty topenia ako ich zodpovedajúce lineárne alkány..

Príklady alkánov

Lineárne alkány

metánJe to bezfarebný plyn bez zápachu, ktorý sa hojne vyrába v prírode a je produktom určitých ľudských činností. Metán je najjednoduchším členom alkánov a patrí medzi najúčinnejšie skleníkové plyny (Encyclopædia Britannica, 2017).

etánJe to plyn, ktorý sa nachádza hlavne v zemnom plyne a ktorý sa používa v zmesiach s inými plynmi na výrobu palív.

propánJe to bezfarebný plyn, ktorý sa nachádza v zemnom plyne a používa sa ako palivo v domácnostiach a priemysle. Chemický vzorec propánu je C3H8 a jeho rozšírený vzorec je CH3CH2CH2 (Propánový vzorec, S.F).

butánalebo n-bután je jedným z desiatok plynov extrahovaných zo surového zemného plynu a môže sa vyrábať aj zo surovej ropy. N-bután je viacúčelový bezfarebný plyn. Bután možno použiť na vykurovanie, chladenie a palivo pre zapaľovače.

N-pentánJe to transparentná bezfarebná kvapalina s vôňou podobnou oleju. Pentán sa nachádza v alkoholických nápojoch a v chmeľovom oleji. Tento alkán je zložkou niektorých palív a používa sa ako špeciálne rozpúšťadlo v laboratóriu.

N-hexánJe to číra, bezfarebná kvapalina s vôňou podobnou oleju. Nachádza sa v citrusových plodoch a používa sa na extrakciu jedlých olejov zo semien a zeleniny, ako rozpúšťadlo na špeciálne použitie a ako čistiaci prostriedok..

N-heptán: je číra, bezfarebná kvapalina s vôňou podobnou oleju. Nachádza sa v kardamóme. Menej hustá ako voda a nerozpustná vo vode. Pary ťažšie ako vzduch.

N-oktánJe to bezfarebná kvapalina s vôňou benzínu. Menej hustá ako voda a nerozpustná vo vode. Preto sa vznáša na vode. Vytvára dráždivé výpary.

Metylchlorid: tiež nazývaný chlórmetán, je bezfarebný plyn. Je to najjednoduchší haloalkán, ktorý sa používa pri výrobe silikónových polymérov a pri výrobe iných chemických výrobkov.

chloroformJe to bezfarebná, zápachová a vysoko prchavá kvapalina, ktorá bola široko používaná pre svoje anestetické vlastnosti. Vzhľadom k týmto vlastnostiam, má povesť, že je schopný omráčiť alebo zasiahnuť ľudí, dokonca aj keď sú konzumované v malých dávkach (MoviesDoes Chloroform vás naozaj zrazí tak rýchlo, ako sa ukazujú vo filmoch?, 2016).

Tetrachlórmetántiež nazývaný tetrachlórmetán, bezfarebná, hustá, vysoko toxická, prchavá, nehorľavá kvapalina, ktorá má charakteristický zápach a používa sa ako rozpúšťadlo..

Chlóretán: je to plyn, ktorý kondenzuje pod miernym tlakom. Chlóretán sa primárne používa na zmiernenie lokálnej bolesti v športovej medicíne (Národné centrum pre biotechnologické informácie, 2017).

bromethanTiež známy ako etylbromid, je to prchavá bezfarebná kvapalina, mierne rozpustná a hustejšia ako voda. Pary sú ťažšie ako vzduch. Používa sa na výrobu farmaceutických výrobkov a ako rozpúšťadlo.

Rozvetvené alkány

izobutánJe to bezfarebný plyn so slabou vôňou oleja. Posiela sa ako skvapalnený plyn pod tlakom pár. Kontakt s kvapalinou môže spôsobiť omrzliny. Ľahko svieti.

izopentánu: tiež nazývaný 2 metylbután, je bezfarebná vodná kvapalina s vôňou benzínu. Pláva vo vode. Vytvára sa horľavá a dráždivá para (Národné centrum pre biotechnologické informácie, PubChem Compound Database;, 2017).

2-metylpentánje alkán s rozvetveným reťazcom s molekulovým vzorcom C6H14. Je to vodná kvapalina s vôňou benzínu, ktorá pláva na vode a vytvára dráždivé pary.

3,3-Dimetylhexán: nájdené v bylinkách a korení. 3, 3-Dimetylhexán je zložkou oleja Osmanthus fragrans (sladký osmanthus) a ženšenu.

2,3-dimetylhexán: nájdené v ovocí. 2,3-Dimetylhexán je prchavá zložka škrobu.

neopentan: je to menej hustá kvapalina ako voda. Nerozpustný vo vode, ale rozpustný v alkohole (Národné centrum pre informácie o biotechnológiách, 2015).

2,2,4-trimetylpentán: alebo izooktán sa uvoľňuje do životného prostredia prostredníctvom výroby, použitia a likvidácie výrobkov spojených s ropným priemyslom. 2,2,4-trimetylpentán prenikol kožou človeka a spôsobil nekrózu kože a tkaniva v ruke, potrebnú operáciu (Národné centrum pre biotechnologické informácie, 2017).

cykloalkány

cyklopropán: je to bezfarebný plyn s vôňou podobnou oleju. Kontakt s kvapalinou môže spôsobiť omrzliny. Môže sa udusiť vytesnením vzduchu a má vysokú koncentráciu.

cyklobutan: Plyn, ktorý kondenzuje na kvapalinu pri teplote 13 ° C. Nerozpustný vo vode. Rozpustný v alkohole, acetóne a éteri.

cyklopentánJe to číra, bezfarebná kvapalina s vôňou podobnou oleju. Menej hustá ako voda a nerozpustná v nej. Pary sú ťažšie ako vzduch.

cyklohexán: nachádza sa v rutabaga. Riedidlo v zmesiach farebných prísad na použitie v potravinách.

cykloheptanJe to olejovitá kvapalina bezfarebná, nerozpustná a menej hustá ako voda. Inhalácia vysokých koncentrácií môže mať narkotický účinok. Používa sa na výrobu iných chemických výrobkov.

cyklooktanje polycyklický uhľovodík s deviatimi atómami uhlíka. Nerozpustný vo vode.

MetylcyklohexánJe to číra, bezfarebná kvapalina s vôňou podobnou oleju. V metylcyklohexáne je konformácia stoličky, v ktorej je veľká metylová skupina ekvatoriálna, najstabilnejšia, a preto najpočetnejšia zo všetkých možných konformácií (Carey, 2011).

Izopropyl cyklohexán: je bezfarebná tekutina nachádzajúca sa v ovocí. Isopropyl cyklohexán sa nachádza v Carica papaya (papája).

methylcyklopentanJe to bezfarebná kvapalina nerozpustná a menej hustá ako voda. Pary môžu byť narkotické a dráždivé. Metylcyklopentán je izolovaný z Helianthus annuus (slnečnica).

norboranje bicyklický alkán, tiež nazývaný bicyklo [2.2.1] heptán vzorca C7H12.

referencie

  1. alkánov. (2016, 28. november). Zdroj: chem.libretexts.org.
  2. alkánov. (S.F.). Zdroj: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  3. (2014). alkánov. Získané z bbc.co.uk.
  4. Carey, F. A. (2011, 2. december). uhľovodík. Získané z britannica.
  5. Encyclopædia Britannica. (2017, 24. marec). metán. Získané z britannica.com.
  6. Khan Academy. (S.F.). Alkány, cykloalkány a funkčné skupiny. Obnovená dekhanacademy.org.
  7. MoviesDoes Chloroform naozaj Knock You Out tak rýchlo, ako sa ukazujú vo filmoch? (2016). Získané z scienceabc.
  8. Národné centrum pre biotechnologické informácie ... (2017, máj 06). PubChem Compound Database; CID = 6337. Získané z PubChem.
  9. Národné centrum pre informácie o biotechnológiách. (2015, 6. máj). PubChem Compound Database; CID = 10041. Získané z PubChem.
  10. Národné centrum pre informácie o biotechnológiách. (2017, 6. máj). PubChem Compound Database; CID = 10907. Získané z PubChem.
  11. Národné centrum pre informácie o biotechnológiách. PubChem Compound Database; (2017, 6. máj). PubChem Compound Database, CID = 6556,. Získané z PubChem.
  12. Propánový vzorec. (S.F.). Obnovené z softschools.com.