Ang pinakasimpleng organic compound ay saturated at unsaturated hydrocarbons. Kabilang dito ang mga sangkap ng klase ng alkanes, alkynes, alkenes.
Kabilang sa kanilang mga formula ang hydrogen at carbon atoms sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod at dami. Madalas silang matatagpuan sa kalikasan.
Pagpapasiya ng alkenes
Ang iba nilang pangalan ay olefins o ethylene hydrocarbons. Iyan ang tawag sa klase ng mga compound na ito noong ika-18 siglo nang matuklasan ang isang madulas na likido, ang ethylene chloride.
Ang
Alkenes ay mga substance na binubuo ng hydrogen at carbon elements. Nabibilang sila sa acyclic hydrocarbons. Naglalaman ang kanilang molekula ng isang dobleng (unsaturated) na bono na nag-uugnay sa dalawang carbon atom sa isa't isa.
Alkene formula
Ang bawat klase ng mga compound ay may sariling kemikal na pagtatalaga. Sa kanila, ang mga simbolo ng mga elemento ng periodic system ay nagpapahiwatig ng komposisyon at istraktura ng mga bono ng bawat substance.
Ang pangkalahatang pormula ng alkenes ay tinukoy bilang mga sumusunod: CH2n, kung saan ang bilang n ay mas malaki kaysa o katumbas ng 2. Kapag nagde-decode ito, makikita na mayroong dalawang hydrogen atom para sa bawat carbon atom.
Molecular formula ng alkenes mula sa homologous series ay kinakatawan ng mga sumusunod na istruktura: C2H4, C3 H6, C4H8, C 5H10, C6H12, C 7H14, C8H16, C 9 H18, C10H20. Makikita na ang bawat kasunod na hydrocarbon ay naglalaman ng isa pang carbon at 2 pang hydrogen.
May graphic na pagtatalaga ng lokasyon at pagkakasunud-sunod ng mga kemikal na compound sa pagitan ng mga atomo sa isang molekula, na nagpapakita ng structural formula ng mga alkenes. Sa tulong ng mga valence lines, ipinapahiwatig ang bono ng mga carbon na may mga hydrogen.
Ang pormula ng istruktura ng mga alkenes ay maaaring ipakita sa pinalawak na anyo, kapag ipinakita ang lahat ng elemento ng kemikal at mga bono. Sa isang mas maigsi na pagpapahayag ng mga olefin, ang kumbinasyon ng carbon at hydrogen sa tulong ng mga valence dash ay hindi ipinapakita.
Ang skeletal formula ay tumutukoy sa pinakasimpleng istraktura. Ang isang putol na linya ay naglalarawan sa base ng molekula, kung saan ang mga carbon atom ay kinakatawan ng mga tuktok at dulo nito, at ang hydrogen ay ipinapahiwatig ng mga link.
Paano nabuo ang mga pangalan ng olefin
Batay sa sistematikong katawagan, ang mga formula ng alkenes at ang kanilang mga pangalan ay binubuo ng istruktura ng mga alkane na nauugnay sa mga saturated hydrocarbon. Upang gawin ito, sa pangalan ng huli, ang suffix -an ay pinalitan ng -ilen o -en. Ang isang halimbawa ay ang pagbuo ng butylene mula sabutane, at pentene mula sa pentane.
Upang isaad ang posisyon ng double bond na nauugnay sa mga carbon atom, ipahiwatig ang Arabic numeral sa dulo ng pangalan.
Ang
Alkenes ay ipinangalan sa hydrocarbon na may pinakamahabang chain na naglalaman ng double bond. Para sa simula ng pagnunumero ng kadena, kadalasang pinipili ang dulo, na pinakamalapit sa unsaturated compound ng mga carbon atom.
Kung ang pormula ng istruktura ng mga alkenes ay may mga sanga, pagkatapos ay ipahiwatig ang mga pangalan ng mga radikal at ang kanilang bilang, at sila ay mauunahan ng mga numero na tumutugma sa lugar sa carbon chain. Pagkatapos ay sinusundan ang pangalan ng hydrocarbon mismo. Ang mga numero ay karaniwang sinusundan ng isang gitling.
May mga walang limitasyong radikal na sangay. Ang kanilang mga pangalan ay maaaring maliit o nabuo ayon sa mga tuntunin ng sistematikong katawagan.
Halimbawa, ang HHC=CH- ay tinatawag na ethenyl o vinyl.
Isomer
Molecular formula ng alkenes ay hindi maaaring magpahiwatig ng isomerism. Gayunpaman, para sa klase ng mga sangkap na ito, maliban sa molekula ng ethylene, ang spatial na pagbabago ay likas.
Ang mga isomer ng ethylene hydrocarbons ay maaaring sa pamamagitan ng carbon skeleton, sa pamamagitan ng posisyon ng unsaturated bond, interclass o spatial.
Ang pangkalahatang formula ng alkenes ay tumutukoy sa bilang ng mga carbon at hydrogen atoms sa chain, ngunit hindi nito ipinapakita ang presensya at lokasyon ng double bond. Ang isang halimbawa ay ang cyclopropane bilang interclass isomer ng C3H6 (propylene). Lumilitaw ang iba pang uri ng isomerism sa C4H8 obutene.
Ang iba't ibang posisyon ng unsaturated bond ay sinusunod sa butene-1 o butene-2, sa unang kaso, ang double compound ay matatagpuan malapit sa unang carbon atom, at sa pangalawa - sa gitna ng chain. Maaaring isaalang-alang ang isomerism sa carbon skeleton gamit ang halimbawa ng methylpropene) at isobutylene ((CH3)2C=CH2).
Ang spatial na pagbabago ay likas sa butene-2 sa trans- at cis-position. Sa unang kaso, ang mga side radical ay matatagpuan sa itaas at ibaba ng pangunahing carbon chain na may double bond, sa pangalawang isomer, ang mga substituent ay nasa parehong gilid.
Olefin characterization
Ang pangkalahatang pormula ng alkenes ay tumutukoy sa pisikal na estado ng lahat ng kinatawan ng klase na ito. Nagsisimula sa ethylene at nagtatapos sa butylene (mula sa C2 hanggang C4), ang mga substance ay umiiral sa gaseous form. Kaya ang walang kulay na ethene ay may matamis na amoy, mababa ang solubility sa tubig, mas mababa ang molekular na timbang kaysa sa hangin.
Sa anyong likido, ipinapakita ang mga hydrocarbon na may homologous na hanay mula C5 hanggang C17. Simula sa alkene, na mayroong 18 carbon atoms sa pangunahing kadena, nangyayari ang paglipat ng pisikal na estado patungo sa solidong anyo.
Ang lahat ng olefin ay itinuturing na may mahinang solubility sa isang aqueous medium, ngunit mahusay na solubility sa mga organikong solvent, gaya ng benzene o gasolina. Ang kanilang molekular na timbang ay mas mababa kaysa sa tubig. Ang pagtaas sa carbon chain ay humahantong sa pagtaas ng mga indicator ng temperatura habang natutunaw at kumukulo ang mga compound na ito.
Mga katangian ng mga olefin
Structural formula ng alkenesay nagpapakita ng presensya sa balangkas ng isang double bond ng π- at σ-compound ng dalawang carbon atoms. Tinutukoy ng istrukturang ito ng molekula ang mga katangiang kemikal nito. Ang π-bond ay itinuturing na hindi masyadong malakas, na ginagawang posible na sirain ito sa pagbuo ng dalawang bagong σ-bond, na nakuha bilang resulta ng pagdaragdag ng isang pares ng mga atomo. Ang mga unsaturated hydrocarbon ay mga donor ng elektron. Nakikibahagi sila sa mga proseso ng pagdaragdag ng electrophilic.
Ang isang mahalagang kemikal na katangian ng lahat ng alkenes ay ang proseso ng halogenation na may paglabas ng mga compound na katulad ng dihalogen derivatives. Ang mga atomo ng halogen ay may kakayahang mag-attach sa pamamagitan ng double bond sa mga carbon. Ang isang halimbawa ay ang bromination ng propylene na may pagbuo ng 1, 2-dibromopropane:
H2C=CH–CH3 + Br2 → BrCH 2–CHBr–CH3.
Ang prosesong ito ng neutralisasyon ng kulay sa bromine water na may alkenes ay itinuturing na qualitative evidence ng pagkakaroon ng double bond.
Ang mahahalagang reaksyon ay kinabibilangan ng hydrogenation ng mga olifin na may pagdaragdag ng isang molekula ng hydrogen sa ilalim ng pagkilos ng mga catalytic na metal tulad ng platinum, palladium o nickel. Ang resulta ay hydrocarbons na may puspos na bono. Ang mga formula ng alkanes, alkenes ay ibinigay sa ibaba sa butene hydrogenation reaction:
CH3–CH2–CH=CH2 + H 2 Ni→ CH3–CH2–CH 2–CH3.
Ang proseso ng pagdaragdag ng molekula ng hydrogen halide sa mga olefinay tinatawag na
hydrohalogenation, na nagpapatuloy ayon sa panuntunang natuklasan ni Markovnikov. Ang isang halimbawa ay ang hydrobromination ng propylene upang bumuo ng 2-bromopropane. Sa loob nito, ang hydrogen ay nagsasama sa isang double bond na may carbon, na itinuturing na pinaka hydrogenated:
CH3–CH=CH2 + HBr → CH3–BrCH– CH3.
Ang reaksyon ng pagdaragdag ng tubig ng mga alkenes sa ilalim ng pagkilos ng mga acid ay tinatawag na hydration. Ang resulta ay isang molekula ng alcohol propanol-2:
CH3–HC=CH2 + H2O → CH 3–OHCH–CH3.
Kapag nalantad sa mga alkenes na may sulfuric acid, nangyayari ang proseso ng sulfonation:
CH3–HC=CH2 + HO−OSO−OH → CH3 –CH3CH–O−SO2−OH.
Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa pagbuo ng mga acidic ester, halimbawa, isopropylsulfuric acid.
Ang mga alkenes ay madaling kapitan ng oksihenasyon sa panahon ng kanilang pagkasunog sa ilalim ng pagkilos ng oxygen upang bumuo ng tubig at carbon dioxide gas:
2CH3–HC=CH2 + 9O2 → 6CO 2 + 6H2O.
Ang pakikipag-ugnayan ng mga olefinic compound at dilute potassium permanganate sa anyo ng isang solusyon ay humahantong sa pagbuo ng glycols o dihydric alcohols. Ang reaksyong ito ay oxidative din, na gumagawa ng ethylene glycol at nagpapadilim ng kulay ng solusyon:
3H2C=CH2 + 4H2O+ 2KMnO 4 → 3OHCH–CHOH+ 2MnO2 +2KOH.
Ang mga molekula ng alkene ay maaaring kasangkot sa proseso ng polimerisasyon na may isang libreng radikalo mekanismo ng cation-anion. Sa unang kaso, sa ilalim ng impluwensya ng mga peroxide, isang polymer tulad ng polyethylene ay nakuha.
Ayon sa pangalawang mekanismo, ang mga acid ay kumikilos bilang mga cationic catalyst, at ang mga organometallic substance ay mga anionic catalyst na may paglabas ng isang stereoselective polymer.
Ano ang alkanes
Tinatawag din silang mga paraffin o saturated acyclic hydrocarbons. Mayroon silang linear o branched na istraktura, na naglalaman lamang ng puspos na simpleng mga bono. Ang lahat ng kinatawan ng homological series ng klase na ito ay may pangkalahatang formula C H2n+2.
Naglalaman lamang sila ng carbon at hydrogen atoms. Ang pangkalahatang formula para sa mga alkenes ay nabuo mula sa pagtatalaga ng mga saturated hydrocarbon.
Mga pangalan ng alkanes at ang kanilang mga katangian
Ang pinakasimpleng kinatawan ng klase na ito ay methane. Sinusundan ito ng mga sangkap tulad ng ethane, propane at butane. Ang kanilang pangalan ay batay sa ugat ng numeral sa Greek, kung saan idinagdag ang suffix -an. Ang mga pangalan ng alkanes ay nakalista sa IUPAC nomenclature.
Ang pangkalahatang formula ng mga alkenes, alkynes, alkanes ay kinabibilangan lamang ng dalawang uri ng mga atom. Kabilang dito ang mga elementong carbon at hydrogen. Ang bilang ng mga carbon atom sa lahat ng tatlong klase ay pareho, ang pagkakaiba ay sinusunod lamang sa bilang ng hydrogen, na maaaring hatiin o idagdag. Ang mga unsaturated compound ay nakuha mula sa saturated hydrocarbons. Ang mga kinatawan ng mga paraffin sa molekula ay naglalaman ng 2 higit pang mga atomo ng hydrogen kaysa sa mga olefin, na nagpapatunaypangkalahatang formula ng alkanes, alkenes. Ang istraktura ng alkene ay itinuturing na unsaturated dahil sa pagkakaroon ng double bond.
Kung iuugnay natin ang bilang ng mga atomo ng hydrogen at carbon sa mga alkanes, magiging pinakamataas ang halaga kumpara sa ibang mga klase ng hydrocarbon.
Mula sa methane hanggang sa butane (mula sa C1 hanggang C4), mayroong mga substance sa gaseous form.
Sa anyong likido, ipinapakita ang mga hydrocarbon na may homologous na hanay mula C5 hanggang C16. Simula sa alkane, na mayroong 17 carbon atoms sa pangunahing kadena, nangyayari ang paglipat ng pisikal na estado patungo sa solidong anyo.
Sila ay nailalarawan sa pamamagitan ng isomerism sa carbon skeleton at optical modification ng molecule.
Sa mga paraffin, ang mga carbon valence ay itinuturing na ganap na inookupahan ng mga kalapit na carbon o hydrogen na may pagbuo ng isang σ-type na bono. Mula sa chemical point of view, nagdudulot ito ng mahinang katangian ng mga ito, kaya naman ang mga alkane ay tinatawag na saturated o saturated hydrocarbons, na walang affinity.
Pumasok sila sa mga reaksyon ng pagpapalit na nauugnay sa radical halogenation, sulfochlorination o nitration ng molekula.
Ang mga paraffin ay sumasailalim sa proseso ng oxidation, combustion o decomposition sa mataas na temperatura. Sa ilalim ng pagkilos ng mga accelerator ng reaksyon, nangyayari ang pag-aalis ng mga atomo ng hydrogen o ang dehydrogenation ng mga alkanes.
Ano ang mga alkynes
Tinatawag din silang acetylenic hydrocarbons, na mayroong triple bond sa carbon chain. Ang istraktura ng mga alkynes ay inilarawan ng pangkalahatanformula C H2n–2. Ipinapakita nito na, hindi tulad ng mga alkanes, ang mga acetylenic hydrocarbon ay kulang sa apat na atomo ng hydrogen. Ang mga ito ay pinalitan ng isang triple bond na nabuo ng dalawang π-compounds.
Tinutukoy ng gayong istruktura ang mga kemikal na katangian ng klase na ito. Ang pormula ng istruktura ng mga alkenes at alkynes ay malinaw na nagpapakita ng hindi saturation ng kanilang mga molekula, gayundin ang pagkakaroon ng doble (H2C꞊CH2) at isang triple (HC≡CH) na ugnayan.
Pangalan ng mga alkynes at ang kanilang mga katangian
Ang pinakasimpleng kinatawan ay acetylene o HC≡CH. Tinatawag din itong ethin. Ito ay nagmula sa pangalan ng isang saturated hydrocarbon, kung saan ang suffix -an ay tinanggal at -in ay idinagdag. Sa mga pangalan ng mahabang alkynes, ang numero ay nagpapahiwatig ng lokasyon ng triple bond.
Pag-alam sa istruktura ng saturated at unsaturated hydrocarbons, posibleng matukoy sa ilalim kung aling titik ang pangkalahatang formula ng alkynes ay ipinahiwatig: a) CnH2n; c) CnH2n+2; c) CnH2n-2; d) CnH2n-6. Ang tamang sagot ay ang pangatlong opsyon.
Mula sa acetylene hanggang butane (mula sa C2 hanggang C4), ang mga substance ay may likas na gas.
Sa anyong likido mayroong mga hydrocarbon ng homologous interval mula C5 hanggang C17. Simula sa alkyne, na mayroong 18 carbon atoms sa pangunahing kadena, nangyayari ang paglipat ng pisikal na estado patungo sa solidong anyo.
Sila ay nailalarawan sa pamamagitan ng isomerism sa carbon skeleton, sa posisyon ng triple bond, pati na rin ang interclass modifications ng molecule.
Poang mga kemikal na katangian ng acetylenic hydrocarbons ay katulad ng mga alkenes.
Kung ang mga alkynes ay may terminal na triple bond, sila ay kumikilos bilang isang acid na may pagbuo ng mga alkynide s alt, halimbawa, NaC≡CNa. Ang pagkakaroon ng dalawang π-bond ay gumagawa ng sodium acetyledine molecule na isang malakas na nucleophile na pumapasok sa mga reaksyon ng pagpapalit.
Ang acetylene ay sumasailalim sa chlorination sa pagkakaroon ng copper chloride upang makakuha ng dichloroacetylene, condensation sa ilalim ng pagkilos ng haloalkynes na may paglabas ng mga molekula ng diacetylene.
Ang
Alkynes ay lumalahok sa mga electrophilic na reaksyon ng karagdagan, ang prinsipyo kung saan pinagbabatayan ang halogenation, hydrohalogenation, hydration at carbonylation. Gayunpaman, ang mga naturang proseso ay nagpapatuloy nang mas mahina kaysa sa mga alkenes na may double bond.
Para sa acetylenic hydrocarbons, ang mga karagdagan na reaksyon ng nucleophilic na uri ng molekula ng alkohol, pangunahing amine o hydrogen sulfide ay posible.
