ALKANI ILI ZASIĆENI UGLJIKOVODICI: SVOJSTVA, PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Su alkani ili zasićeni ugljikovodik se odlikuju samo jednostrukim vezama u strukturi na tipa kovalentne. To znači da su ugljikovi atomi prisutni u tim vrstama vezani za maksimalnu količinu atoma vodika s kojima mogu formirati veze, zbog čega su poznati kao zasićeni.

U svemiru organske kemije, alkani, također poznati kao parafini, smatraju se prilično obilnom i vrlo važnom vrstom, koja pripada skupini alifatskih ugljikovodika (poput nezasićenih ugljikovodika).

Najjednostavniji zasićeni ugljikovodik koji može biti formirana je uzet kao primjer: metana, spoj nalazi u plinskoj fazi pod standardnim uvjetima okoline (25 ° C i atm), čija je formula CH ₄.

Kao što se može vidjeti, jedini ugljikov atom prisutan u ovoj molekuli ima četiri jednostavne veze, po jednu sa svakim atomom vodika.

Alkeni i alkini imaju važnu komercijalnu upotrebu kao u slučaju etilena i propilena; ali oni su i više reaktivni spojevi od zasićenih ugljikovodika, pa zbog toga imaju velik raspon reakcija koje nastaju iz uobičajenih alkena i alkina.

Nomenklatura alkana

Da bi se pravilno imenovali alkani ili zasićeni ugljikovodici, prvo što treba imati na umu jest da se prema IUPAC-u (Međunarodna unija čiste i primijenjene kemije) ne bi trebala primjenjivati ​​sustavna nomenklatura za četiri najjednostavnija alkana.

Nomenklatura linearnih zasićenih ugljikovodika

Ovi spojevi imaju opću formulu C _n H _{2n + 2}, gdje vrijednost n može biti samo pozitivni cijeli broj (n = 1,2,…), a oni su imenovani pomoću prefiksa koji odgovara broju ugljikovih atoma i dodajte sufiks –ano.

Dakle, prva četiri zasićene molekule: metan (CH ₄) etan (C ₂ H ₆), propan (C ₃ H ₈) i butan (C ₄ H ₁₀).

Za početak nomenklatura alkana koji imaju između pet i deset atoma ugljika broji se broj ovih atoma koji su prisutni u najdužem lancu, sve dok je kontinuiran.

Nadalje, u slučaju da se atom vodika oduzme od alkana, on postaje supstituent, tj. Skupina čiji je završetak -an promijenjen u -il. Na primjer, metan (CH ₄) će postati metil (CH ₃) i slično s drugim molekulama.

Uzimajući u obzir ono što je do sada rečeno i dodajući da brojanje mora uvijek biti započeto s atomom ugljika koji ima najbliži supstituent, označava se položaj supstituenta, a slijedi naziv alkana.

Stoga se gornji spoj naziva 3-metilpentan.

Razgranata zasićena nomenklatura ugljikovodika

Slično tome, alkani razgranatog lanca imaju istu općenitu formulu kao linearni, ali s n> 2. Dakle, svaki put kada jedan ili više atoma ili skupina atoma zamjenjuju jedan ili više vodikovih atoma, mora se istaknuti lokacija tih supstituenata.

Ako postoji nekoliko grana skupina istog alkilnog tipa, izrazi di-, tri- ili tetra- upotrebljavaju se da označe količinu ovih supstituenata, a prethodi navođenje njihovih položaja i završava s imenom alkana.

U slučaju da su supstituenti različiti, su nazvani su u skladu abecednom redu, a također mogu imati ne-atoma supstituenata, kao što su klor (Cl) ili nitro (NO ₂).

U svim slučajevima, za brojanje ugljikovih brojeva u glavnom lancu, najmanji je broj ugljika koji je abecednim redom povezan s najnižim supstituentom i nastavlja se u tom smjeru.

Nomenklatura cikličkih zasićenih ugljikovodika

Zasićeni ugljikovodici cikličkog tipa, poznatiji kao cikloalkani, imaju opću formulu C _n H _2n, gdje je n = 3,4,…

U tim organskim molekulama ugljikovi atomi koji čine čine raspoređeni su na zatvoreni način, to jest, njihova struktura tvori prsten.

Za imenovanje ovih vrsta slijede se gore opisane smjernice za linearne i razgranate alkane, samo dodajući prefiks ciklo-. Isto tako, ciklopropan (C ₃ H _C6) smatra se najjednostavnije cikloalkan.

Slično tome, te molekule mogu sadržavati više od jednog prstena integriranog u njihov glavni lanac, s najmanje tri atoma ugljika, pa čak i tvoreći visoko složene strukture.

Svojstva

Zasićeni ugljikovodici imaju glavnu karakteristiku da formiraju jednostavne veze između svojih atoma, što ih čini vrlo velikom skupinom molekula i daje im sasvim specifična svojstva, kako je detaljnije opisano u nastavku:

Geometrijska izomerizacija

Struktura molekula alkana proizvodi modifikacije u njihovim fizičkim i kemijskim svojstvima zbog konformacije četiri veze koje ugljik može formirati.

To znači da bez obzira na činjenicu da se u tim molekulama ugljik sp ima ³ tipa hibridizacije, kutevi između bočnih atomima mogu se razlikovati ovisno o vrsti atoma.

Da bismo to preciznije objasnili, cikloalkani imaju torzijske kutove koji im daju jedinstvenu karakteristiku koja se naziva stereohemija, a koja može utjecati na energije molekule i ostale faktore koji su joj svojstveni, poput davanja spektroskopskih i optičkih svojstava.

Kiselost

Zasićeni ugljikovodici pokazuju prilično nisku reaktivnost na ionske i druge polarne vrste. Istodobno, oni praktički nemaju interakciju s kiselim i alkalnim tvarima.

Polaritet

Alkani se smatraju neprovodnim, jer imaju praktično nulu polaritet u prisutnosti električnog polja. Dakle, vodikove veze ne mogu se formirati kako bi se omogućila njegova topljivost u polarnim otapalima.

Dakle, oni su praktički topljivi u svim nepolarnim otapalima, ne miješajući se s polarnim otapalima poput vode.

Vrelišta i tališta

Kod zasićenih ugljikovodika dolazi do intermolekularnih interakcija zbog van der Waalsovih sila, u kojima se jače interakcije pretvaraju u više vrelišta.

Sličan trend primjećen je i za talištem, ali to je zbog sposobnosti pakiranja molekule.

Budući da su ove interakcije izravno povezane s molekularnom masom vrste, veće su molekule i točke vrelišta i tališta.

Stoga, imaju čvrstu strukturu koja im daje intermolekularnu ravninu kontakta, cikloalkani imaju veće točke ključanja i tališta od odgovarajućih linearnih alkana.

Primjeri alkana

Linearni alkani

Metan: To je bezbojni plin bez mirisa koji se obilno javlja u prirodi i kao produkt određenih ljudskih aktivnosti. Metan je najjednostavniji član alkana i jedan je od najmoćnijih stakleničkih plinova (Encyclopædia Britannica, 2017).

Etan: plin koji se uglavnom nalazi u prirodnom plinu i koristi se u mješavinama s drugim plinovima za proizvodnju goriva.

Propan: To je bezbojni plin, nalazi se u prirodnom plinu i koristi se kao gorivo u kućama i industriji. Kemijska formula za propan je C ₃ H ₈ i proširena je formula CH ₃ CH ₂ CH ₂ (propan Formula, SF).

Butan: ili n-butan je jedan od desetaka plinova izvađenih iz sirovog prirodnog plina i može se proizvesti iz sirove nafte. N-butan je bezbojni višenamjenski plin. Butan se može koristiti za grijanje, hlađenje i lakša goriva.

N-pentan: bistra je bezbojna tekućina s mirisom naftnog ulja. Pentan se nalazi u alkoholnim pićima i ulju hmelja. Taj je alkan sastojak nekih goriva i koristi se kao specijalno otapalo u laboratoriju.

N-heksan: bezbojna bistra tekućina s mirisom naftnog ulja. Nalazi se u agrumima i koristi se za ekstrakciju jestivih ulja iz sjemenki i povrća, kao otapalo posebne namjene i kao sredstvo za čišćenje.

N-heptan: bezbojna prozirna tekućina sa mirisom naftnog ulja. Nalazi se u kardamomu. Manje gusta od vode i netopljiva u vodi. Pare teže od zraka.

N-oktan: To je bezbojna tekućina s mirisom benzina. Manje gusta od vode i netopljiva u vodi. Stoga lebdi na vodi. Stvara nadražujuću paru.

Metil klorid: Također se naziva i klorometan, to je bezbojni plin. To je najjednostavniji haloalkan, koji se koristi u proizvodnji silikonskih polimera i u proizvodnji drugih kemijskih proizvoda.

Kloroform: to je bezbojna, mirisna i jako hlapljiva tekućina koja se široko koristi zbog svojih anestetičkih svojstava. Zbog ovih svojstava ima reputaciju u stanju omamiti ili udarati ljude, čak i kada se konzumira u malim dozama (MoviesDoes Chloroform zbilja vas izbacuje čim se prikazuju u filmovima?, 2016).

Tetraklorid ugljika: naziva se i tetraklorometan, bezbojna, gusta, visoko toksična, isparljiva, nezapaljiva tekućina koja ima karakterističan miris i koristi se kao otapalo.

Kloretan: plin je koji se kondenzira pod malim pritiskom. Kloretan se prvenstveno koristi za lokalno ublažavanje boli u sportskoj medicini (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., 2017).

Bromoetan: poznat i kao etil bromid, bezbojna je hlapljiva tekućina, malo topljiva i gušća od vode. Pare su teže od zraka. Koristi se za izradu lijekova i kao otapalo.

Razgranati alkani

Izobutan: bezbojni je plin s blagim mirisom nafte. Isporučuje se kao ukapljeni plin pod svojim tlakom pare. Dodir s tekućinom može uzrokovati smrzavanje. Uključuje se lako.

Izopentan - Naziva se i 2-metilbutanom, bezbojna vodena tekućina s mirisom benzina. Lebdi u vodi. Proizvodi zapaljive i nadražujuće pare (Nacionalni centar za biotehnološke informacije. PubChem baza podataka sjedinjenja; 2017).

2-metilpentan: to je razgranati lanac alkan molekulske formule C _C6 H1 ₄. To je vodenasta tekućina s mirisom benzina koji pluta na vodi i stvara iritantnu paru.

3,3-dimetilheksan - nalazi se u bilju i začinima. 3, 3-dimetilheksan sastojak je Osmanthus mirisa (slatkog osmanthusa) i ulja ginsenga.

2, 3-dimetilheksan: nalazi se u voću. 2,3-dimetilheksan je isparljiva komponenta škroba.

Neopentan: to je tekućina manje gusta od vode. Netopivo u vodi, ali topivo u alkoholu (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., 2015).

2, 2, 4-trimetilpentan: ili se izooktan oslobađa u okoliš proizvodnjom, uporabom i odlaganjem proizvoda povezanih s naftnom industrijom. 2,2,4-trimetilpentan prodirao je u kožu čovjeka i izazvao nekrozu kože i tkiva u ruci, zahtijevajući operaciju (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., 2017).

cikloalkane

Ciklopropan - bezbojni je plin s mirisom naftnog ulja. Dodir s tekućinom može uzrokovati smrzavanje. Može se ugušiti iz premještanja zraka i u visokoj koncentraciji ima opojni učinak.

Ciklobutan: Plin koji se kondenzira u tekućini pri 13 ° C. Netopljiv u vodi. Topivo u alkoholu, acetonu i eteru.

Ciklopentan - bezbojna je bistra tekućina s mirisom naftnog ulja. Manje gusta od vode i u njoj netopljiva. Pare su teže od zraka.

Cikloheksan: nalazi se u kohlrabiju. Razrjeđivač u mješavini aditiva u boji za upotrebu u hrani.

Cikloheptan: to je bezbojna, netopljiva, masna tekućina koja je manje gusta od vode. Udisanje visokih koncentracija može imati narkotički učinak. Koristi se za izradu drugih kemikalija.

Ciklooktan: to je policiklički ugljikovodik s devet atoma ugljika. Netopljivo u vodi.

Metilcikloheksan - bezbojna je bistra tekućina s mirisom naftnog ulja. U metilcikloheksanu konformacija stolice u kojoj je velika metilna skupina ekvatorijalna je najstabilnija i stoga najnapućenija od svih mogućih konformacija (Carey, 2011).

Izopropil cikloheksan: To je bezbojna tekućina koja se nalazi u voću. Izopropil cikloheksan nalazi se u Carica papayi (papaji).

metilciklopentan: bezbojna je, netopljiva tekućina i manje gusta od vode. Pare mogu biti opojne i nadražujuće. Metilciklopentan je izoliran iz Helianthus annuus (suncokret).

Norborane: to je biciklički alkan koji se naziva i heptanski bicikli s formulom C7H12.

Reference

1. Alkani. (2016., 28. studenog). Oporavak s chem.libretexts.org.
2. Alkani. (SF). Preuzeto s hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). Alkani. Oporavak od bbc.co.uk.
4. Carey, FA (2011., 2. prosinca). Ugljikovodika. Oporavak od britannice.
5. Encyclopædia Britannica. (2017., 24. ožujka). Metan. Oporavak od britannica.com.
6. Khan Akademija. (SF). Alkani, cikloalkani i funkcionalne skupine. Oporavilo s khanacademy.org.
7. MoviesDoes li vas kloroform stvarno uništava onoliko brzo koliko se prikazuju u filmovima? (2016). Oporavili od scienceabc.
8. Nacionalni centar za biotehnološke informacije., (2017., 6. svibnja). PubChem baza podataka; CID = 6337. Preuzeto iz PubChema.
9. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2015., 6. svibnja). PubChem baza podataka; CID = 10041. Preuzeto iz PubChema.
10. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2017., 6. svibnja). PubChem baza podataka; CID = 10907. Preuzeto iz PubChema.
11. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. PubChem baza podataka; (2017., 6. svibnja). PubChem baza podataka; CID = 6556,. Preuzeto iz PubChema.
12. Propanska formula. (SF). Oporavilo od softschools.com.