Alkaner eller mættede carbonhydrider egenskaber, nomenklatur, eksempler



den alkaner eller mættede carbonhydrider de er karakteriseret ved at have i deres struktur kun enkle kovalente bindinger. Dette betyder, at de carbonatomer, der er til stede i disse arter, er forbundet med den maksimale mængde hydrogenatomer, med hvilke det er muligt at danne bindinger, hvorfor de er kendt som mættet.

I universet af organisk kemi betragtes alkaner, også kendt som paraffiner, som ganske rigelige arter af stor betydning, der tilhører gruppen af ​​alifatiske carbonhydrider (såvel som umættede carbonhydrider).

Det enkleste mættede carbonhydrid, som kan dannes, er taget som et eksempel: methan, en forbindelse, der er i gasfasen under normale miljøforhold (25 ° C og atm), hvis formel er CH4.

Som det kan ses, er det eneste carbonatom, der er til stede i dette molekyle, fire simple bindinger, et med hvert hydrogenatom.

Alkener og alkyner har vigtige kommercielle anvendelser som i tilfælde af ethylen og propylen; men de er også mere reaktive forbindelser end mættede carbonhydrider, hvilket får dem til at have et bredt spektrum af reaktioner, der stammer fra almindelige alkener og alkyner.

indeks

  • 1 Nomenklatur af alkaner
    • 1.1 Nomenklatur af lineære mættede carbonhydrider
    • 1.2 Nomenklatur af mættede forgrenede carbonhydrider
    • 1.3 Nomenklatur af cykliske mættede carbonhydrider
  • 2 Egenskaber
    • 2.1 Geometrisk isomerisering
    • 2.2 surhed
    • 2.3 Polaritet
    • 2.4 Kogende og smeltepunkter
  • 3 Eksempler på alkaner
    • 3.1 Lineære alkaner
    • 3.2 Forgrenede alkaner
    • 3,3 cycloalkaner
  • 4 referencer

Alkanenomenklaturen

For at kunne betegne alkaner eller mættede carbonhydrider korrekt, er det første at huske på, at den systematiske nomenklatur for de fire enkleste alkaner ifølge IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ikke bør anvendes..

Nomenklatur af lineære mættede carbonhydrider

Disse forbindelser har den almene formel CnH2n + 2, hvor værdien af ​​n kun kan være positive heltal (n = 1,2, ...), og de er navngivet ved hjælp af præfikset svarende til antallet af carbonatomer, og suffikset er tilsat -anus.

Så de første fire mættede molekyler er: methan (CH4), ethan (C2H6), propan (C)3H8) og butan (C4H10).

Til at begynde med nomenklaturen af ​​alkaner, der har mellem fem og ti carbonatomer, tælles antallet af disse atomer, som er til stede i den længste kæde, så længe det er kontinuerligt.

Endvidere bliver i tilfælde af, at en alkan subtraheres et hydrogenatom, en substituent, det vil sige en gruppe, hvortil opsigelsen ændres -anus af -y. For eksempel kan methan (CH4) ville blive methyl (-CH3) og tilsvarende med de andre molekyler.

Under hensyntagen til hvad der er blevet sagt indtil nu og tilføjes, at tællingen altid skal startes med carbonatomet, som besidder den nærmeste substituent, er positionen af ​​substituenten efterfulgt af alkanens navn angivet..

Således kaldes ovennævnte forbindelse 3-methylpentan.

Nomenklatur for forgrenede mættede carbonhydrider

På samme måde har forgrenede alkaner den samme generelle formel som lineære alkaner, men med n> 2. Så, når et eller flere atomer eller grupper af atomer erstatter et eller flere hydrogenatomer, bør placeringen af ​​disse substituenter noteres.

Hvis der er flere grene af lignende alkylgrupper, anvendes udtryk di-, tri- eller tetra- for at angive mængden af ​​disse substituenter, forud for angivelsen af ​​deres positioner og kulminerende med navnet på alkanen.

Hvis substituenterne er forskellige, navngives de efter alfabetisk rækkefølge og kan også have substituenter uden carbon, såsom chlor (Cl) eller nitro (NO2).

I alle tilfælde for at tælle hovedkædenes koldtantal gives det mindste tal til carbonet, som er knyttet til den laveste substituent i alfabetisk rækkefølge, og det fortsætter med at følge den retning.

Nomenklatur af cykliske mættede carbonhydrider

Mættede cykliske carbonhydrider, bedre kendt som cycloalkaner de har som den almene formel CnH2n, hvor n = 3,4, ...

I disse organiske molekyler er de carbonatomer, der danner det, anbragt på en lukket måde, det vil sige, at deres struktur danner en ring.

For at nævne disse arter følger vi de ovenfor beskrevne retningslinjer for lineære og forgrenede alkaner, idet der kun tilføjes præfikset cyklus-. Også betragtes cyclopropan (C)3H6) som den enkleste cycloalkan.

På samme måde kan disse molekyler indeholde mere end en ring integreret i deres hovedkæde, med et minimum af carbonatomer svarende til tre og endog danner stærkt komplekse strukturer.

egenskaber

Mættede kulbrinter har hovedkarakteristika for at danne enkle bindinger mellem deres atomer, hvilket gør dem til en meget mange molekylgrupper og giver dem ganske specifikke egenskaber som beskrevet nedenfor:

Geometrisk isomerisering

Alanmolekylernes struktur frembringer ændringer i deres fysiske og kemiske egenskaber på grund af konformationen af ​​de fire bindinger, som carbon kan danne.

Dette betyder, at selvom der i disse molekyler har carbonet en sp hybridisering3, vinklerne mellem deres tilstødende atomer kan variere afhængigt af typen af ​​atom.

For at forklare det mere præcist har cycloalkaner torsionsvinkler, der giver dem en unik karakteristik kaldet stereokemi, der kan påvirke molekylets energier og andre faktorer der er forbundet med det, såsom spektroskopiske og optiske egenskaber..

surhed

De mættede carbonhydrider viser en forholdsvis lav reaktivitet over for ioniske og andre polære arter. Samtidig har de næsten ingen interaktion med syre og alkaliske stoffer.

polaritet

Alkaner betragtes som ikke-ledende, fordi de næsten har nul polaritet i nærværelse af et elektrisk felt. Så hydrogenbindinger kan ikke opbygges for at tillade deres opløselighed i polære opløsningsmidler.

Så de er praktisk talt opløselige i alle ikke-polære opløsningsmidler, idet de ikke er blandbare med polære opløsningsmidler, såsom vand.

Kogende og smeltepunkter

I mættede carbonhydrider forekommer intermolekylære interaktioner som følge af van der Waals kræfter, hvor stærkere interaktioner resulterer i højere kogepunkter.

En lignende tendens observeres for smeltepunkter, men dette skyldes molekylets emballagekapacitet.

Fordi disse interaktioner er direkte relateret til molekylvægten af ​​arten, jo større molekylet, jo højere dets kogende og smeltepunkter vil være..

Så har en mere stiv struktur, som giver dem et plan for intermolekylær kontakt, cycloalkaner højere kogende og smeltepunkter end deres tilsvarende lineære alkaner.

Eksempler på alkaner

Lineære alkaner

metan: Det er en farveløs og lugtfri gas, der produceres rigeligt i naturen og som et produkt af visse menneskelige aktiviteter. Metan er det enkleste medlem af alkaner og er blandt de mest potente af drivhusgasser (Encyclopædia Britannica, 2017).

ethan: det er en gas, der hovedsageligt findes i naturgas, og som anvendes i blandinger med andre gasser til fremstilling af brændstoffer.

propan: Det er en farveløs gas, som findes i naturgas og bruges som brændstof i boliger og industrier. Den kemiske formel for propan er C3H8 og det er udvidet formel er CH3CH2CH2 (Propanformel, S.F).

butan: eller n-butan er en af ​​de dusinvis af gasser ekstraheret fra rå naturgas og kan også fremstilles af råolie. N-butan er en multifunktionel farveløs gas. Butan kan bruges til opvarmning, afkøling og brændstof til lightere.

N-pentan: Det er en gennemsigtig farveløs væske med en lugt, der ligner olie. Pentan findes i alkoholholdige drikkevarer og i hoppolie. Denne alkan er en bestanddel af nogle brændstoffer og bruges som specialopløsningsmiddel i laboratoriet.

N-hexan: Det er en klar, farveløs væske med en lugt, der ligner olie. Det findes i citrusfrugter og bruges til at ekstrahere spiselige olier fra frø og grøntsager, som opløsningsmiddel til særlig brug og som rengøringsmiddel..

N-heptan: er en klar, farveløs væske med en lugt, der ligner olie. Det findes i kardemomme. Mindre tæt end vand og uopløseligt i vand. Dampe tyngre end luft.

N-octan: Det er en farveløs væske med en lugt af benzin. Mindre tæt end vand og uopløseligt i vand. Derfor flyder det på vandet. Producerer irriterende damp.

Methylchlorid: også kaldet chlormethan, er en farveløs gas. Det er den enkleste haloalkan, der anvendes til fremstilling af silicone polymerer og til fremstilling af andre kemiske produkter.

chloroform: Det er en farveløs, lugtagtig og meget flygtig væske, der har været meget anvendt til dets bedøvelsesmæssige egenskaber. På grund af disse egenskaber har det ry for at kunne slås eller ramte mennesker, selv når de indtages i små doser (MoviesDoes Chloroform Really Knock You Out så hurtigt som de viser i film?, 2016).

Carbon tetrachlorid: også kaldet tetrachlormethan, en farveløs, tæt, meget giftig, flygtig, ikke-brændbar væske, der har en karakteristisk lugt og anvendes som opløsningsmiddel.

chlorethan: Det er en gas, der kondenserer under let tryk. Chlorethan anvendes primært til at lindre lokal smerte i sportsmedicin (National Center for Biotechnology Information., 2017).

bromoethanOgså kendt som ethylbromid, er det en flygtig farveløs væske, lidt opløselig og tættere end vand. Dampe er tungere end luft. Det bruges til fremstilling af farmaceutiske produkter og som opløsningsmiddel.

Forgrenede alkaner

isobutan: Det er en farveløs gas med en svag lugt af olie. Den sendes som en flydende gas under dens damptryk. Kontakt med væsken kan forårsage frostbit. Det er let oplyst.

isopentan: også kaldet 2 methylbutan, er en farveløs vandig væske med en lugt af benzin. Flyder i vandet. Brændbar og irriterende damp produceres (National Center for Biotechnology Information, PubChem Compound Database;, 2017).

2-methylpentan: er en forgrenet alkan med molekylformlen C6H14. Det er en vandig væske med en lugt af benzin, der flyder på vand og producerer en irriterende damp.

3, 3-dimethylhexan: fundet i urter og krydderier. 3, 3-Dimethylhexan er en bestanddel af olien af ​​Osmanthus duftstoffer (søde osmanthus) og ginseng.

2, 3-dimethylhexan: fundet i frugter. 2,3-Dimethylhexan er en flygtig bestanddel af stivelse.

neopentan: Det er en mindre tæt væske end vand. Uopløseligt i vand, men opløseligt i alkohol (National Center for Biotechnology Information., 2015).

2, 2, 4-trimethylpentan: eller isooctan frigives i miljøet ved fremstilling, brug og bortskaffelse af produkter i forbindelse med olieindustrien. 2,2,4-trimethylpentan trængte ind i huden af ​​et menneske og forårsagede nekrose af hud og væv i hånden, krævet operation (National Center for Biotechnology Information., 2017).

cycloalkaner

cyclopropanring: Det er en farveløs gas med en lugt, der ligner olie. Kontakt med væsken kan forårsage frostbit. Det kan kvæles ved forskydning af luften og har en narkotisk virkning i høj koncentration.

cyclobutan: Gas, der kondenserer til en væske ved 13 ° C. Uopløselig i vand. Opløseligt i alkohol, acetone og ether.

cyclopentan: Det er en klar, farveløs væske med en lugt, der ligner olie. Mindre tæt end vand og uopløselig i den. Dampe er tungere end luft.

cyclohexan: Det findes i rutabaga. Fortynder i blandinger af farveadditiver til fødevarebrug.

cycloheptan: Det er en olieagtig væskefarve, uopløselig og mindre tæt end vand. Indånding af høje koncentrationer kan have en narkotisk virkning. Det bruges til fremstilling af andre kemiske produkter.

cyclooctan: er et polycyklisk carbonhydrid med ni carbonatomer. Uopløselig i vand.

methylcyclohexan: Det er en klar, farveløs væske med en lugt, der ligner olie. I methylcyclohexan er konformationen af ​​stolen, hvori den store methylgruppe er ækvatorial, den mest stabile og derfor den mest befolket af alle mulige konformationer (Carey, 2011).

Isopropylcyclohexan: er en farveløs væske fundet i frugter. Isopropylcyclohexan findes i Carica papaya (papaya).

methylcyclopentan: Det er en farveløs væske uopløselig og mindre tæt end vand. Dampe kan være narkotisk og irriterende. Methylcyclopentan er isoleret fra Helianthus annuus (solsikke).

norborane: Er en bicyklisk alkan også kaldet bicyclo [2.2.1] heptan med formel C7H12.

referencer

  1. alkaner. (2016, november 28). Hentet fra chem.libretexts.org.
  2. alkaner. (S.F.). Hentet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  3. (2014). alkaner. Hentet fra bbc.co.uk.
  4. Carey, F. A. (2011, december 2). carbonhydrid. Genoprettet fra britannica.
  5. Encyclopædia Britannica. (2017, marts 24). Metan. Gendannet fra britannica.com.
  6. Khan Academy. (S.F.). Alkaner, cycloalkaner og funktionelle grupper. Gendannet dekhanacademy.org.
  7. MoviesDoes Chloroform virkelig slå dig ud så hurtigt som de viser i film? (2016). Genoprettet fra scienceabc.
  8. National Center for Bioteknologi Information ... (2017, maj 06). PubChem Compound Database; CID = 6337. Hentet fra PubChem.
  9. National Center for Bioteknologi Information. (2015, maj 6). PubChem Compound Database; CID = 10041. Hentet fra PubChem.
  10. National Center for Bioteknologi Information. (2017, maj 6). PubChem Compound Database; CID = 10907. Hentet fra PubChem.
  11. National Center for Bioteknologi Information. PubChem Compound Database; (2017, maj 6). PubChem Compound Database; CID = 6556,. Hentet fra PubChem.
  12. Propan Formel. (S.F.). Genoprettet fra softschools.com.