International nomenklaturen av alkaner. Alkaner: struktur, egenskaper

Det är nyttigt att börja med en definition av alkaner. Detta mättade eller mättade kolväten, paraffiner. Vi kan också säga att det kol i vilken förening C-atomer utförs med hjälp av enkla förbindelser. Den allmänna formeln är av formen: CnH₂n + 2.

Det är känt att förhållandet mellan H- och C-atomer i sina molekyler som möjligt i jämförelse med andra klasser. Med tanke på att alla valenser är upptagna eller C, eller H, och kemiska egenskaper hos alkaner uttryckt ljust nog, så deras andra namn skjuter frasen gräns eller mättade kolväten.

Det finns också en mer gamla namnet som bäst motsvarar deras relativa himinertnost - paraffiner, vilket översatt betyder "saknar affinitet".

Så, ämnet för vår dagens samtal: "Alka: homolog serie, nomenklatur, struktur, isomeri". Kommer också att presentera uppgifter om deras fysiska egenskaper.

Alkaner: struktur, nomenklatur

I dessa C-atomer är i ett sådant tillstånd som sp3-hybridisering. Därför alkan molekyl kan påvisas som en uppsättning av tetraedrisk strukturer C, vilka är förbundna inte bara bland sig själva utan även med H.

Mellan C och H-atomerna är närvarande hållbara, mycket låg polära s-bindning. Atomer runt enkelbindningar alltid roterar som en konsekvens av alkaner molekyler tar olika former, varvid längden av förbindelsen, varvid vinkeln mellan dem - är konstanter. Former, som omvandlas till varandra på grund av rotationen av molekylen, som uppträder kring de a-bindningar, som kallas dess konformation.

I processen för lösgöring från H-atomer i molekylen bildar en 1-värda partiklar som kallas kolväteradikaler. Dessa föreningar är resultatet inte bara organiska föreningar utan också oorganiska. Om subtrahera två väteatom från ett kolväte molekyl gräns, erhåller man 2-valens radikaler.

Således alkaner kan vara nomenklatur:

• radiell (gammal version);
• Substitution (internationell, systematisk). Hon föreslår IUPAC.

Speciellt radiell nomenklatur

I det första fallet nomenklatur alkaner kännetecknas enligt följande:

1. Övervägande kolväten som derivat av metan, som är substituerad med 1 eller flera H-atomer radikaler.
2. Den höga grad av bekvämlighet i fallet med att inte mycket komplexa föreningar.

Dragen av ersättnings nomenklatur

Substitution nomenklatur alkan har följande funktioner:

1. Grunden för namnet - en kolkedjan, och de återstående molekylfragment betraktas som substituenter.
2. Om det finns flera identiska radikaler innan deras namn anger antalet (strikt i ord), och radikala tal separerade med kommatecken.

Kemi: nomenklatur alkaner

För enkelhetens skull, är information som presenteras i tabellform.

De ovanstående nomenklatur alkaner inkluderar namnen historiskt bildas (de första 4 termer av de serie mättade kolväten).

Här nondeployed alkaner med 5 eller flera Ci bildade av de grekiska siffror atomer som återspeglar ett givet antal atomer C. Sålunda -en suffixet anger att innehållet i ett antal mättade föreningar.

I utarbetandet utplacerade titlar alkaner som huvudkedja väljs den som innehåller det maximala antalet atomer C. Det är numrerade så att substituenterna har det minsta antalet. I fall två eller flera kedjor av lika längd blir huvud en som innehåller det största antalet substituenter.

isomeri av alkaner

Som kolväte-grundare av ett antal handlingar metan CH ^. Med varje företrädare för metanserien observerades i motsats till den föregående metylengruppen - CHj. Detta mönster kan spåras hela serien av alkaner.

Tyska forskare Schill lagt fram ett förslag om att namnge antalet homolog. Översatt från den grekiska betyder "liknande, liksom."

Sålunda, den homologa serien - en uppsättning relaterade organiska föreningar med samma typ av struktur med nära himsvoystvami. Homologer - medlemmarna i serien. Homolog skillnad - metylengrupp genom vilken två olika intilliggande homologen.

Såsom tidigare nämnts kan vilken som helst komposition av den mättade kolvätet uttryckas med den allmänna formeln CnH₂n + 2. Sålunda efter metan är en medlem av den homologa serien av etan - C₂H₆. Att härleda strukturen av metan, är det nödvändigt att ersätta H-atom vid en CH ^ (figur nedan).

Strukturen för varje efterföljande homolog kan härledas från den ovan på samma sätt. Som ett resultat av etan bildad propan - C₃H₈.

Vad är isomerer?

Är ämnen som har en identisk kvalitativ och kvantitativ molekylär sammansättning (identisk molekylformel) men olika kemiska strukturer och med olika himsvoystvami.

Kännetecknat av de ovan nämnda kolväten på sådan parameter som koktemperaturen: -0,5 ° - butan, -10 ° - isobutan. Denna typ av isomeri kallad kolhaltigt skelett isomeri hänför den sig till den strukturella typen.

Antalet strukturella isomerer snabbt ökar med antalet kolatomer. Sålunda kommer C₁₀H₂₂ motsvara isomerer 75 (exklusive det utrymme) och för 4347 C₁₅H₃₂ redan kända isomerer, för C₂₀H₄₂ - 366.319.

Det var så redan klart att en sådan alkaner, homolog serie, isomeri, nomenklatur. Nu är det nödvändigt att gå till reglerna för IUPAC namn.

IUPAC: Namnet på utbildning

Det första är det nödvändigt att finna en struktur av ett kolväte kolkedja, som innehåller den mest längd och det maximala antalet av substituenter. Sedan den erforderliga siffer kedjan C-atomer, med början från den ände, som är närmast substituent.

För det andra, med utgångspunkt - namnet på den ogrenad mättad kolväte, vilket motsvarar antalet C-atomer är huvudkedjan.

Tredje, innan grunden måste ange lokantov rum, som ligger nära suppleanter. De skrevs bindestreck alternerar namn.

För det fjärde, i fallet med identiska substituenter på olika atomer C lokanty tillsammans, varvid före namnet visas multiplicerar prefix: di - två identiska substituenter tre - till tre, tetra - fyra, penta - till fem, etc. Figurerna .. de måste separeras med ett kommatecken, och från ord - bindestreck.

Om en och samma C-atom innehöll bara två substituenter lokant också inspelade två gånger.

Enligt dessa regler, och bildade en internationell nomenklatur alkaner.

Newman projektion

Denna amerikanska forskare föreslås för grafiska demonstrationskonforma speciell projektionsformel - Newman projektion. De motsvarar former A och B och C visas i figuren nedan.

I det första fallet av A-eclipsed, medan den andra - B-inhiberad. I position A H-atomer är belägna på ett minsta avstånd från varandra. Denna form motsvarar det största värdet av energin på grund av det faktum att den största repulsion däremellan. Detta energetiskt ogynnsamma tillstånd, varigenom molekylen tenderar att lämna den, och flytta till ett mer stabilt läge B. Här H-atomer av det maximala avståndet från varandra. Sålunda energiskillnaden av dessa bestämmelser - 12 kJ / mol, så att fri rotation runt axeln av molekylen etan, som förbinder metylgrupper erhållna ojämn. En gång i den energimässigt gynnsamt läge av molekylen är det fördröjs, med andra ord, den "broms". Det är därför det kallas efterbliven. Resultat -. 10 tusen etan molekyler är i form av hämmad konforma tillgänglig rumstemperatur. Bara en har en annan form - skuggan.

Framställning av mättade kolväten

Från artikeln det var lärt sig att denna alkaner (struktur, nomenklatur av dem beskrivs i detalj tidigare). Det vore onödigt att undersöka deras framställningsmetoder. De extraheras från naturliga källor, såsom olja, naturgas, associerad gas, kol. Även gälla syntesmetoder. Till exempel H 2H₂:

1. Processen för hydrogenering av omättade kolväten: CnH₂n (alkener) → CnH₂n + 2 (alkaner) ← CnH₂n-2 (alkyner).
2. Kolmonoxid från en blandning av C och H - syngas: nCO + (2n + 1) H ^ → CnH₂n + 2 + nH₂O.
3. Från karboxylsyror (salter därav): elektrolys vid anoden till katoden:

• Kolbe elektrolys: 2RCOONa + 2H₂O → R-R + 2CO₂ + Hj + 2NaOH;
• Dumas reaktion (legering med alkali): CHjCOONa + NaOH (t) → CH ^ + Na ^ CO ^.

1. Krackning av olja: CnH₂n + 2 (450-700 °) → CmH₂m + 2 + Cn-mH₂ (nm).
2. Förgasning av bränsle (fast): C + 2H₂ → CH ^.
3. Syntes av komplexa alkaner (halogenerade) som har ett minimalt antal atomer C: 2CH₃Cl (klormetan) + 2Na → CH₃- CH ^ (etan) + 2NaCl.
4. Expansions vatten methanide (metallkarbider): Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al (OH₃) ↓ + 3CH₄ ↑.

De fysikaliska egenskaperna hos mättade kolväten

För enkelhetens skull är de data som grupperas i tabellen.

slutsats

Artikeln ansågs sådant som alkaner (struktur, nomenklatur, isomeri, homolog serie och så vidare.). Det berättar lite om funktionerna i radiella och substitutions nomenklatur. Metoder beskrivs för att erhålla alkaner.

Dessutom artikeln anges i detalj hela nomenklatur alkaner (test kan bidra till att tillgodogöra sig information).