- Структура линеарних алкана
- Групе
- Дужине њихових ланаца
- Конформације
- Линеарно
- Ваљано или савијено
- Помешан
- Својства
- Физички
- Интеракције
- Стабилност
- Номенклатура
- Примери
- Референце
У линеарних алкани су засићени угљоводоници чије опште хемијска формула је н Ц н Х 2н + 2 . Како су засићени угљоводоници, све њихове везе су једноставне (ЦХ) и састоје се само од атома угљеника и водоника. Они се такође називају парафини, разликујући их од разгранатих алкана, који се називају изопарафини.
Ови угљоводоници немају гране и прстенове. Више од линија, ова породица органских једињења сличнија је ланцима (алкани из правог ланца); или из кулинарског угла, до шпагета (сирових и куваних).
Да су сирови шпагети мање ломљиви, имали би још сличнију линеарну алканију. Извор: Пикабаи.
Сирови шпагети представљају идеално и изоловано стање линеарних алкана, мада са израженом тенденцијом лома; док се кувани, без обзира да ли су ал денте или не, приступају свом природном и синергистичком стању: неки комуницирају са другима у целини (на пример, тањур тјестенине).
Ове врсте угљоводоника налазе се природно у пољима природног гаса и нафте. Најлакши имају подмазивање, док се тешки понашају попут непожељног асфалта; растворљиви, међутим, у парафинама. Служе врло добро као растварачи, мазива, горива и асфалт.
Структура линеарних алкана
Групе
Поменуто је да опште формуле ових алкана је Ц н Х 2н + 2 . Ова формула је у ствари иста за све алкане, било линеарне или разгранате. Разлика је тада у н- који претходи формули алкана, чија ознака значи "нормално".
Касније ће се видети да је овај н- непотребан за алкане са бројем угљеника једнаким или мањим од четири (н ≤ 4).
Линија или ланац не може састојати од једног атома угљеника, тако да метан (ЦХ 4 , н = 1) је одбацио објашњење . Ако је н = 2, имамо етан, ЦХ 3 -ЦХ 3 . Имајте на уму да ова алкан састоји од два метил групе, ЦХ 3 , повезаних.
Повећање броја угљеника, н = 3, даје алкан пропан, ЦХ 3 -ЦХ 2 -ЦХ 3 . Сада се појављује нова група, Ч 2 , под називом метилен. Без обзира на то колико је велика линеарна алкан је, она ће увек имати само две групе: ЦХ 3 и ЦХ 2 .
Дужине њихових ланаца
Када се број угљеника у линеарном алкану повећава, постоји константа у свим резултирајућим структурама: број метилен група расте. На пример, претпоставимо линеарне алкане са н = 4, 5 и 6:
ЦХ 3 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 3 (н- бутан)
ЦХ 3 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 3 (н- пентана)
ЦХ 3 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 3 (н- хексан)
Ланци постају дуже, јер су додати Ч 2 групе у њиховим структурама . Стога, дужи или краћи линеарних алкана разликује у колико ЦХ 2 раздваја два терминала ЦХ 3 групе . Сви ови алкани имају само два ове ЦХ 3 : на почетку ланца и на крају. Да имам више, то би подразумевало присуство грана.
Исто тако, може се видети и потпуно одсуство ЦХ група које су присутне само у гранама или када постоје супституентне групе повезане са једним угљеником у ланцу.
Структурна формула се може резимирати на следећи начин: ЦХ 3 (ЦХ 2 ) н-2 ЦХ 3 . Покушајте да га примените и илуструјте.
Конформације
Структурне конформације линеарних алкана. Извор: Габриел Боливар.
Неки линеарни алкани могу бити дужи или краћи од других. У том случају, н може имати вредност 2 а ∞; то јест, ланац састављен од бесконечних ЦХ 2 групе и два терминала ЦХ 3 групе (у теорији да је могуће). Међутим, нису сви жице "распоређене" на исти начин у простору.
Овде настају структурне конформације алкана. Шта дугују? До ротабилности ЦХ веза и њихове флексибилности. Када се ове везе окрећу или окрећу око међунуклеарне осе, ланци почињу да се савијају, савијају или завојити даље од својих оригиналних линеарних карактеристика.
Линеарно
На горњој слици, на пример, на врху је приказан тринаест-угљени ланац који остаје линеран или продужен. Ова конформација је идеална, јер се претпоставља да молекуларно окружење минимално утиче на просторни распоред атома у ланцу. Ништа је не узнемирава и нема потребе да се сагиње.
Ваљано или савијено
У средини слике, двадесет и седам ланаца угљеника доживљава спољашње сметње. Да би конструкција била удобнија, ротира везе на такав начин да се савија на себи; попут дугих шпагета.
Рачуналне студије су показале да је максимални број угљеника који линеарни ланац може да има н = 17. Из н = 18 је немогуће да се не почне савијати или завојити.
Помешан
Ако је ланац веома дугачак, могу постојати његови делови који остају линеарни, док су други савијени или рањени. Од свега, ово је можда најближе стварности.
Својства
Физички
Пошто су угљоводоници, у основи су тополарни, а самим тим и хидрофобни. То значи да се не могу мешати са водом. Нису баш густи јер њихови ланци остављају превише празних простора између њих.
Исто тако, њихова физичка стања крећу се од гасовитих (за н <5), течних (за н <13) или чврстих (за н ≥ 14), и зависе од дужине ланца.
Интеракције
Линеарни молекули алкана су аполарни, па су стога њихове интермолекуларне силе лондонског типа распршења. Ланци (вероватно прихватају мешовиту конформацију) привлаче дејство њихових молекуларних маса и тренутно индукованих дипола њихових атома водоника и угљеника.
Из тог разлога, када ланац постаје дужи, а самим тим и тежи, његова врелишта и талишта повећавају се на исти начин.
Стабилност
Што је ланац дужи, нестабилнији је. Они углавном прекидају своје везе како би направили мање ланце од великог. У ствари, овај процес је познат и као крекинг, који се веома користи у рафинерији нафте.
Номенклатура
Да бисте именовали линеарне алкане довољно је додати индикатор н- пре имена. Ако је н = 3, као и код пропана, немогуће је да овај алкан представи било какво разгранавање:
ЦХ 3 -ЦХ 2 -ЦХ 3
Што се не дешава након н = 4, то јест са н-бутаном и осталим алканима:
ЦХ 3 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 3
ИЛИ
(ЦХ 3 ) 2 ЦХ-ЦХ 3
Друга структура одговара изобутану, који се састоји од структуралног изомера бутана. За разликовање једног од другог, н-индикатор долази у игру. Стога се н-бутан односи само на линеарни изомер, без грана.
Што је већи н, већи је број структуралних изомера и важније је да се н- односи на линеарни изомер.
На пример, октан, Ц 8 Х 18 (Ц 8 Х 8 × 2 + 2 ), има до тринаест структурне изомере, јер су могуће многе гране. Међутим, линеарни изомер је назван: н-октан, а његова структура је:
ЦХ 3 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 2 -ЦХ 3
Примери
Они су наведени у наставку и да заврше неке линеарне алкане:
-Етан (Ц 2 Х 6 ): ЦХ 3 ЦХ 3
Пропан (Ц 3 Х 8 ): ЦХ 3 ЦХ 2 ЦХ 3
- н- хептан (Ц 7 Х 16 ): ЦХ 3 (ЦХ 2 ) 5 ЦХ 3 .
- н -Децане (Ц 10 Х 22 ): ЦХ 3 (ЦХ 2 ) 8 ЦХ 3 .
- н- хексадекан (Ц 16 Х 34 ): ЦХ 3 (ЦХ 2 ) 14 ЦХ 3 .
- н -Нонадецане (Ц 19 Х 40 ): ЦХ 3 (ЦХ 2 ) 17 ЦХ 3 .
- н -Еицосане (Ц 20 Х 42 ): ЦХ 3 (ЦХ 2 ) 18 ЦХ 3 .
- н -Хецтане (Ц 100 Х 202 ): ЦХ 3 (ЦХ 2 ) 98 ЦХ 3 .
Референце
- Цареи Ф. (2008). Органска хемија. (Шесто издање). Мц Грав Хилл.
- Моррисон, РТ и Боид, Р, Н. (1987). Органска хемија. (5. издање). Уредништво Аддисон-Веслеи Интерамерицана.
- Грахам Соломонс ТВ, Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органска хемија. Амини. (10. издање.) Вилеи Плус.
- Јонатхан М. Гоодман. (1997). Шта је најдужи неразгранати алкан с линеарном глобалном минималном конформацијом? Ј. Цхем. Инф. Сци. 1997, 37, 5, 876-878.
- Гарциа Нисса. (2019). Шта су Алканес? Студи. Опоравак од: студи.цом
- Господин Кевин А. Боудреаук. (2019). Алканес. Опоравак од: ангело.еду
- Списак Алкена са равним ланцем. . Опоравак од: ланеи.еду
- Хелменстине, др Анне Марие (7. септембра 2018.). Наведите првих 10 алкана. Опоравак од: тхинкцо.цом
- Куирки Сциенце. (20. марта 2013). Алкани с равним ланцем: својства предвиђања. Опоравило од: куиркисциенце.цом
- Википедиа. (2019). Виши алкани. Опоравак од: ен.википедиа.орг