- Nomenklatur av alkaner
- Nomenklatur av lineære mettede hydrokarboner
- Forgrenet mettet hydrokarbonnomenklatur
- Nomenklatur av sykliske mettede hydrokarboner
- Egenskaper
- Geometrisk isomerisering
- surhet
- polaritet
- Kokepunkt og smeltepunkter
- Eksempler på alkaner
- Lineære alkaner
- Forgrenede alkaner
- sykloalkaner
- referanser
De alkaner eller mettede hydrokarboner som er kjennetegnet ved enkeltbindinger bare i strukturen av den kovalente type. Dette betyr at karbonatomene som finnes i disse artene er bundet til den maksimale mengden hydrogenatomer som de kan danne bindinger med, av denne grunn er de kjent som mettede.
I universet av organisk kjemi, blir alkaner, også kjent som parafiner, ansett for å være ganske rikholdige og veldig viktige arter, som tilhører gruppen alifatiske hydrokarboner (som umettede hydrokarboner).
Den enkleste mettet hydrokarbon som kan dannes blir tatt som et eksempel: metan, et stoff som finnes i gassfasen under standard miljøbetingelser (25 ° C og atm), hvis formel er CH 4 .
Som det fremgår, har det eneste karbonatom som er tilstede i dette molekylet fire enkle bindinger, ett med hvert hydrogenatom.
Alkener og alkyner har viktige kommersielle anvendelser, som for etylen og propylen; men de er også mer reaktive forbindelser enn mettede hydrokarboner, noe som gjør at de har et høyt reaksjonsområde som oppstår fra vanlige alkener og alkyner.
Nomenklatur av alkaner
For å navngi alkaner eller mettede hydrokarboner på riktig måte, er det første du må huske på at i henhold til IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) skal den systematiske nomenklaturen for de fire enkleste alkanene ikke brukes.
Nomenklatur av lineære mettede hydrokarboner
Disse forbindelsene har den generelle formelen Cn H 2n + 2 , der verdien av n bare kan være positive heltall (n = 1,2, …), og de blir navngitt ved å bruke prefikset som tilsvarer antall karbonatomer og er legg til suffikset –ano.
Så, de fire første mettede molekyler er: metan (CH 4 ), etan (C 2 H 6 ), propan (C- 3 H 8 ), og butan (C 4 H 10 ).
For å begynne med nomenklaturen til alkaner som har mellom fem og ti karbonatomer, telles antallet av disse atomene som er til stede i den lengste kjeden, så lenge det er kontinuerlig.
Videre, i tilfelle et hydrogenatom blir trukket fra et alkan, blir det en substituent, det vil si en gruppe hvis terminering -an blir endret til -yl. For eksempel, metan (CH 4 ) skulle bli metyl (CH 3 ), og på samme måte med andre molekyler.
Når man tar hensyn til det som er sagt så langt, og legger til at tellingen alltid må startes med karbonatomet som har den nærmeste substituenten, indikeres plasseringen av substituenten etterfulgt av navnet på alkanen.
Således kalles forbindelsen ovenfor 3-metylpentan.
Forgrenet mettet hydrokarbonnomenklatur
Tilsvarende har forgrenede alkaner den samme generelle formelen som lineære, men med n> 2. Så hver gang ett eller flere atomer eller grupper med atomer erstatter ett eller flere hydrogenatomer, må plasseringen av disse substituentene påpekes.
Hvis det er flere grener av grupper av samme alkyltype, brukes uttrykkene di-, tri- eller tetra- for å indikere mengden av disse substituentene, foran med indikasjonen på deres posisjoner og slutter med navnet på alkanen.
I tilfelle substituentene er forskjellige, blir de navngitt i alfabetisk rekkefølge, og kan også ha ikke-karbon substituenter, så som klor (Cl) eller nitro (NO 2 ).
I alle tilfeller, for å telle karbonantallet i hovedkjeden, blir det minste antallet gitt til karbonet som er knyttet til den laveste substituenten i alfabetisk rekkefølge, og fortsetter i den retningen.
Nomenklatur av sykliske mettede hydrokarboner
Mettede hydrokarboner av syklisk type, bedre kjent som cykloalkaner, har den generelle formelen C n H 2n , hvor n = 3,4, …
I disse organiske molekylene er karbonatomene som utgjør den ordnet på en lukket måte, det vil si at strukturen deres danner en ring.
For å nevne disse artene, følges retningslinjene beskrevet over for lineære og forgrenede alkaner, og legger bare til prefikset cyclo-. Likeledes cyklopropan (C- 3 H- 6 ) er betraktet som den enkleste cykloalkan.
Tilsvarende kan disse molekylene inneholde mer enn en ring integrert i hovedkjeden, med minimum tre karbonatomer og til og med danne svært komplekse strukturer.
Egenskaper
Mettede hydrokarboner har den viktigste egenskapen ved å danne enkle bindinger mellom atomene deres, noe som gjør dem til en veldig stor gruppe molekyler og gir dem ganske spesifikke egenskaper som beskrevet nedenfor:
Geometrisk isomerisering
Strukturen til alkanmolekyler gir modifikasjoner i deres fysiske og kjemiske egenskaper, på grunn av konformasjonen av de fire bindinger som karbon kan danne.
Dette betyr at til tross for at karbonet i disse molekylene har en hybridisering av sp 3- typen , kan vinklene mellom dets tilstøtende atomer variere avhengig av atomtypen.
For å forklare det mer presist, har cykloalkaner torsjonsvinkler som gir dem en unik karakteristikk kalt stereokjemi, som kan påvirke energiene til molekylet og andre faktorer som er iboende for det, for eksempel å gi det spektroskopiske og optiske egenskaper.
surhet
Mettede hydrokarboner viser relativt lav reaktivitet overfor ioniske og andre polare arter. Samtidig har de praktisk talt ingen interaksjon med sure og basiske stoffer.
polaritet
Alkaner regnes som ikke-ledende, fordi de har praktisk talt null polaritet i nærvær av et elektrisk felt. Således kan ikke hydrogenbindinger dannes for å tillate dets løselighet i polare løsningsmidler.
Så de er praktisk talt oppløselige i alle ikke-polare løsningsmidler, og er ikke blandbare med polare løsningsmidler som vann.
Kokepunkt og smeltepunkter
I mettede hydrokarboner oppstår intermolekylære interaksjoner på grunn av van der Waals krefter, der sterkere interaksjoner oversettes til høyere kokepunkter.
En lignende trend observeres for smeltepunkter, men dette skyldes molekylets pakningskapasitet.
Siden disse interaksjonene er direkte relatert til molekylvekten til arten, desto større molekyl vil kokepunktet og smeltepunktene være høyere.
Ved å ha en mer stiv struktur som gir dem et intermolekylært kontaktplan, har således cycloalkaner høyere kokepunkt og smeltepunkter enn de tilsvarende lineære alkanene.
Eksempler på alkaner
Lineære alkaner
Metan : Det er en fargeløs og luktfri gass som forekommer rikelig i naturen og som et produkt av visse menneskelige aktiviteter. Metan er det enkleste medlemmet av alkaner og er blant de mest potente av klimagassene (Encyclopædia Britannica, 2017).
Etan : er en gass som hovedsakelig finnes i naturgass og brukes i blandinger med andre gasser for å produsere drivstoff.
Propan : Det er en fargeløs gass, funnet i naturgass og brukt som drivstoff i hjem og industri. Den kjemiske formelen for propan er C 3 H 8 og den utvidede formelen er CH 3 CH 2 CH 2 (Propan Formula, SF).
Butan : eller n-butan er en av dusinvis av gasser utvunnet fra rå naturgass og kan også produseres fra råolje. N-butan er en fargeløs flerbruksgass. Butan kan brukes til oppvarming, kjøling og lettere drivstoff.
N-Pentane : er en klar fargeløs væske med en petroleumslignende lukt. Pentan finnes i alkoholholdige drikker og humleolje. Denne alkanen er en komponent av noe drivstoff og brukes som et spesialløsningsmiddel i laboratoriet.
N-Hexane : er en fargeløs klar væske med en petroleumslignende lukt. Det finnes i sitrusfrukter og brukes til å trekke ut spiselige oljer fra frø og grønnsaker, som et løsningsmiddel til spesielle formål og som et rengjøringsmiddel.
N-Heptan : er en fargeløs gjennomsiktig væske med en petroleumslignende lukt. Den finnes i kardemomme. Mindre tett enn vann og uoppløselig i vann. Damp som er tyngre enn luft.
N-Octane : Det er en fargeløs væske med bensinlukt. Mindre tett enn vann og uoppløselig i vann. Derfor flyter den på vannet. Produserer irriterende damp.
Metylklorid : Også kalt klormetan, det er en fargeløs gass. Det er den enkleste haloalkan som brukes til fremstilling av silikonpolymerer og til fremstilling av andre kjemiske produkter.
Kloroform : det er en fargeløs, luktende og veldig flyktig væske som har blitt mye brukt for sine bedøvelsesegenskaper. På grunn av disse egenskapene har den et rykte for å kunne lamslå eller treffe mennesker, selv når de konsumeres i små doser (MoviesDoes Chloroform Really Knock You Out like raskt som de viser i filmer?, 2016).
Karbontetraklorid : også kalt tetraklormetan, en fargeløs, tett, meget giftig, flyktig, ikke-brennbar væske som har en karakteristisk lukt og brukes som et løsningsmiddel.
Kloretan : er en gass som kondenserer under svakt trykk. Kloroetan brukes først og fremst til lokal smertelindring i idrettsmedisin (National Center for Biotechnology Information., 2017).
Bromethan : også kjent som etylbromid, det er en fargeløs flyktig væske, litt løselig og tettere enn vann. Damp er tyngre enn luft. Det brukes til å lage legemidler og som et løsningsmiddel.
Forgrenede alkaner
Isobutane : er en fargeløs gass med en svak petroleumslukt. Den sendes som en flytende gass under damptrykket. Kontakt med væsken kan forårsake frostskader. Den slår seg lett på.
Isopentan - Også kalt 2-metylbutan, er det en fargeløs vandig væske med en bensinlukt. Flyter i vannet. Det produserer brennbar og irriterende damp (National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database;, 2017).
2-metylpentan : det er en forgrenet alkan med molekylformelen C 6 H1 4 . Det er en vannaktig væske med en bensinlukt som flyter på vann og gir en irriterende damp.
3,3-dimetylheksan - Funnet i urter og krydder. 3, 3-dimetylheksan er en komponent av Osmanthus fragrans (søt osmanthus) og ginsengolje.
2, 3-dimetylheksan : funnet i frukt. 2,3-dimetylheksan er en flyktig bestanddel av stivelse.
Neopentan : det er en væske som er mindre tett enn vann. Uoppløselig i vann, men løselig i alkohol (National Center for Biotechnology Information., 2015).
2, 2, 4-trimetylpentan : eller isooctan frigjøres til miljøet gjennom produksjon, bruk og avhending av produkter tilknyttet petroleumsindustrien. 2,2,4-trimetylpentan trengte inn i huden til et menneske og forårsaket nekrose i huden og vevet i hånden, noe som krever kirurgi (National Center for Biotechnology Information., 2017).
sykloalkaner
Cyclopropane - er en fargeløs gass med en petroleumslignende lukt. Kontakt med væsken kan forårsake frostskader. Det kan kveles fra fortrengning av luft og har en narkotisk effekt i høy konsentrasjon.
Syklobutan : Gass som kondenseres til en væske ved 13 ° C. Uoppløselig i vann. Løselig i alkohol, aceton og eter.
Cyclopentane - er en fargeløs klar væske med en petroleumslignende lukt. Mindre tett enn vann og uoppløselig i det. Damp er tyngre enn luft.
Sykloheksan : funnet i kohlrabi. Fortynningsmiddel i fargetilsetningsstoffblandinger til matbruk.
Sykloheptan : det er en fargeløs, uoppløselig, fet væske som er mindre tett enn vann. Innånding av høye konsentrasjoner kan ha en narkotisk effekt. Det brukes til å lage andre kjemikalier.
Syklooktan : det er et polysyklisk hydrokarbon med ni karbonatomer. Uoppløselig i vann.
Methylcyclohexane - er en fargeløs klar væske med en petroleumslignende lukt. I metylcykloheksan er stolkonformasjonen der den store metylgruppen er ekvatorial den mest stabile og derfor den mest befolket av alle mulige konformasjoner (Carey, 2011).
Isopropyl Cyclohexane : Det er en fargeløs væske som finnes i frukt. Isopropyl cyclohexane finnes i Carica papaya (papaya).
metylcyklopentan : det er en fargeløs, uoppløselig væske og mindre tett enn vann. Damp kan være narkotisk og irriterende. Metylcyklopentan er isolert fra Helianthus annuus (solsikke).
Norborane : det er en bicyklisk alkan også kalt heptan sykler med formelen C7H12.
referanser
- Alkaner. (2016, 28. november). Gjenopprettet fra chem.libretexts.org.
- Alkaner. (SF). Hentet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
- (2014). Alkaner. Gjenopprettet fra bbc.co.uk.
- Carey, FA (2011, 2. desember). Hydrokarbon. Gjenopprettet fra britannica.
- Encyclopædia Britannica. (2017, 24. mars). Metan. Gjenopprettet fra britannica.com.
- Khan Academy. (SF). Alkaner, sykloalkaner og funksjonelle grupper. Gjenopprettet fra khanacademy.org.
- Filmer Slår du kloroform virkelig ut deg så raskt som de viser i filmer? (2016). Gjenopprettet fra scienceabc.
- Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. . (2017, 06. mai). PubChem Compound Database; CID = 6337. Hentet fra PubChem.
- Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2015, 6. mai). PubChem Compound Database; CID = 10041. Hentet fra PubChem.
- Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2017, 6. mai). PubChem Compound Database; CID = 10907. Hentet fra PubChem.
- Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. PubChem Compound Database ;. (2017, 6. mai). PubChem Compound Database; CID = 6556 ,. Hentet fra PubChem.
- Propanformel. (SF). Gjenopprettet fra softschools.com.