- Struktur av lineære alkaner
- grupper
- Lengder på kjedene
- conformations
- lineær
- Rulles opp eller brettes
- blandet
- Egenskaper
- Fysisk
- interaksjoner
- Stabilitet
- nomenklatur
- eksempler
- referanser
De lineære alkaner er mettede hydrokarboner som har den generelle kjemiske formel er n-C n H 2n + 2 . Ettersom de er mettede hydrokarboner, er alle deres bindinger enkle (CH) og består bare av karbon og hydrogenatomer. De kalles også parafiner, og skiller dem fra forgrenede alkaner, som kalles isoparaffiner.
Disse hydrokarboner mangler grener og ringer. Mer enn linjer er denne familien av organiske forbindelser mer lik kjeder (rettkjedet alkan); eller fra en kulinarisk vinkel, til spaghetti (rå og kokt).
Hvis rå spaghetti var mindre sprø, ville de ha en enda nærmere likhet med lineære alkaner. Kilde: Pixabay.
Den rå spaghettien kommer til å representere den ideelle og isolerte tilstanden til lineære alkaner, men med en uttalt tendens til å bryte; mens de tilberedes, uansett om de er al dente eller ikke, nærmer seg deres naturlige og synergistiske tilstand: noen samhandler med andre i en helhet (pastaretten, for eksempel).
Disse typer hydrokarboner finnes naturlig i naturgass og oljefelt. De letteste har smøreegenskaper, mens de tunge oppfører seg som en uønsket asfalt; løselig i parafiner. De serverer veldig godt som løsemidler, smøremidler, drivstoff og asfalt.
Struktur av lineære alkaner
grupper
Det ble nevnt at den generelle formelen for disse alkanene er C n H 2n + 2 . Denne formelen er faktisk den samme for alle alkaner, enten de er lineære eller forgrenede. Forskjellen da i n- som går foran formelen til alkanen, hvis betegnelse betyr "normal".
Det vil sees senere at dette n- er unødvendig for alkaner med et karbonnummer som er lik eller mindre enn fire (n ≤ 4).
En line eller kjetting kan ikke bestå av et enkelt karbonatom, så metan (CH 4 , n = 1) er utelukket for forklaring . Hvis n = 2, har vi etan, CH 3 -CH 3 . Merk at denne alkan består av to metylgrupper, CH 3 , knyttet sammen.
Økning av antall karbonatomer, n = 3, gir alkanet propan, CH 3 -CH 2 -CH 3 . Nå dukker det opp en ny gruppe, CH 2 , kalt metylen. Uansett hvor stor den lineære alkaner er, vil det alltid ha bare to grupper: CH 3 og CH 2 .
Lengder på kjedene
Når antallet karbonatomer i den lineære alkanen øker, er det en konstant i alle resulterende strukturer: antall metylengrupper øker. Anta for eksempel at lineære alkaner med n = 4, 5 og 6:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-butan)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-pentan)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-heksan)
Kjedene blir lengre fordi de legger CH 2 grupper til deres strukturer . Således, et langt eller kort lineære alkansulfonater avviker i hvor mange CH 2 skiller de to terminal CH 3 grupper . Alle disse alkanene har bare to disse CH 3 : ved begynnelsen av kjeden, og ved enden av det. Hvis jeg hadde mer, ville det antyde tilstedeværelsen av grener.
På samme måte kan det totale fraværet av CH-grupper sees, kun til stede i grenene, eller når det er substituentgrupper knyttet til en av karbonatene i kjeden.
Strukturformelen kan oppsummeres som følger: CH 3 (CH 2 ) n-2 CH 3 . Forsøk å bruke og illustrere det.
conformations
Strukturelle konformasjoner av lineære alkaner. Kilde: Gabriel Bolívar.
Noen lineære alkaner kan være lengre eller kortere enn andre. Dette kan være tilfelle, n kan ha en verdi på 2 a ∞; det vil si, en kjede sammensatt av uendelige CH 2 grupper og to endestående CH 3 grupper (i teorien er det mulig). Imidlertid er ikke alle strengene "ordnet" på samme måte i verdensrommet.
Det er her de strukturelle konformasjonene av alkaner oppstår. Hva de skylder? Til CH-obligasjoners roterbarhet og deres fleksibilitet. Når disse leddene vrir seg eller roterer rundt en internukleær akse, begynner kjedene å bøye, brette eller spole bort fra sin opprinnelige lineære karakteristikk.
lineær
I det øvre bildet vises for eksempel en tretten karbon kjede øverst som forblir lineær eller forlenget. Denne konformasjonen er ideell, siden det antas at molekylmiljøet påvirker den romlige anordningen av atomene i kjeden minimalt. Ingenting forstyrrer henne og hun har ikke behov for å bøye seg over.
Rulles opp eller brettes
Midt i bildet opplever den syvogtyve karbonkjeden en ytre forstyrrelse. Strukturen, for å være mer "behagelig", roterer koblingene på en slik måte at den bretter seg på seg selv; for eksempel en lang spaghetti.
Beregningsstudier har vist at det maksimale antallet karbonatomer som en lineær kjede kan ha, er n = 17. Fra n = 18 er det umulig at det ikke begynner å bøye eller vri seg.
blandet
Hvis kjeden er veldig lang, kan det være områder av den som forblir lineær mens andre har blitt bøyd eller såret. Av alt er dette kanskje det nærmeste til virkelighetskonformasjon.
Egenskaper
Fysisk
Ettersom de er hydrokarboner, er de hovedsakelig apolare og derfor hydrofobe. Dette betyr at de ikke kan blande seg med vann. De er ikke veldig tette fordi kjedene deres etterlater for mange tomme mellomrom.
På samme måte varierer deres fysiske tilstander fra gassformet (for n <5), væske (for n <13) eller fast stoff (for n ≥ 14), og avhenger av kjedens lengde.
interaksjoner
Lineære alkanmolekyler er apolare, og derfor er deres intermolekylære krefter av London-spredningstypen. Kjedene (antagelig benytter en blandet konformasjon) tiltrekkes deretter av virkningen av deres molekylmasser og de øyeblikkelig induserte dipolene av deres hydrogen og karbonatomer.
Det er av denne grunn at når kjeden blir lengre, og derfor tyngre, øker kokepunktet og smeltepunktene på samme måte.
Stabilitet
Jo lengre kjede, jo mer ustabil er den. De bryter vanligvis koblingene sine for å lage mindre kjeder fra en stor. Faktisk er denne prosessen kjent som sprekker, som er svært brukt i oljeraffinering.
nomenklatur
For å navngi lineære alkaner er det nok å legge til indikatoren n- før navnet. Hvis n = 3, som med propan, er det umulig for denne alkanen å presentere noen forgrening:
CH 3 -CH 2 -CH 3
Noe som ikke skjer etter n = 4, det vil si med n-butan og de andre alkanene:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3
ELLER
(CH 3 ) 2 CH-CH 3
Den andre strukturen tilsvarer isobutan, som består av en strukturell isomer av butan. For å skille den ene fra den andre, kommer n-indikatoren i spill. Dermed refererer n-butan bare til den lineære isomeren, uten grener.
Jo høyere n, desto større antall strukturelle isomerer og desto viktigere er det å bruke n- for å referere til den lineære isomeren.
For eksempel, oktan, C 8 H 18 (C 8 H 8 x 2 + 2 ), har opp til tretten strukturelle isomerer, siden mange grener er mulig. Den lineære isomeren heter imidlertid: noktan, og strukturen er:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3
eksempler
De er nevnt nedenfor og for å fullføre noen lineære alkaner:
Etan (C 2 H 6 ): CH 3 CH 3
Propan (C- 3 H- 8 ): CH 3 CH 2 CH 3
- n- heptan (C 7 H 16 ): CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 .
- n-dekan (C 10 H 22 ): CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 .
- n- heksadekan (C 16 H 34 ): CH 3 (CH 2 ) 14 CH 3 .
- n -Nonadecane (C 19 H 40 ): CH 3 (CH 2 ) 17 CH 3 .
- n -Eicosane (C 20 H 42 ): CH 3 (CH 2 ) 18 CH 3 .
- n -Hectane (C 100 H 202 ): CH 3 (CH 2 ) 98 CH 3 .
referanser
- Carey F. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
- Morrison, RT og Boyd, R, N. (1987). Organisk kjemi. (5. utgave). Redaksjonell Addison-Wesley Interamericana.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kjemi. Aminer. (10. utgave.). Wiley Plus.
- Jonathan M. Goodman. (1997). Hva er den lengste uforgrenede alkanen med en lineær global minimumskonformasjon? J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1997, 37, 5, 876-878.
- Garcia Nissa. (2019). Hva er alkaner? Studere. Gjenopprettet fra: study.com
- Mr. Kevin A. Boudreaux. (2019). Alkaner. Gjenopprettet fra: angelo.edu
- Liste over rettkjedede Alkenes. . Gjenopprettet fra: laney.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7. september 2018). Gi navn til de 10 første alkanene. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
- Quirky Science. (20. mars 2013). Rette alkaner: forutsi egenskaper. Gjenopprettet fra: quirkyscience.com
- Wikipedia. (2019). Høyere alkaner. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org