АЛКАНИ ИЛИ ЗАСИЋЕНИ УГЉОВОДОНИЦИ: СВОЈСТВА, ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

У алкана или засићени угљоводоници одликује појединачним везама само у структури од типа ковалентне. То значи да су атоми угљеника присутни у овим врстама везани за максималну количину атома водоника са којима могу да формирају везе, због чега су познати као засићени.

У свемиру органске хемије, алкани, познати и као парафини, сматрају се прилично обилном и врло важном врстом, која припада групи алифатских угљоводоника (попут незасићених угљоводоника).

Најједноставнији засићен угљоводоник који могу бити формирани узима као пример: метан, једињење налази у гасној фази у стандардним условима окружења (25 ° Ц и АТМ), чија је формула ЦХ ₄ .

Као што се може видети, једини атом угљеника присутан у овој молекули има четири једноставне везе, по једну са сваким атомом водоника.

Алкени и алкини имају важну комерцијалну употребу, као у случају етилена и пропилена; али они су такође више реактивна једињења од засићених угљоводоника, што их чини високим распоном реакција које настају из уобичајених алкена и алкина.

Номенклатура алкана

Да бисте правилно именовали алкане или засићене угљоводонике, прво што треба имати на уму је да се према ИУПАЦ-у (Међународна унија чисте и примењене хемије) не сме примењивати систематска номенклатура за четири најједноставнија алкана.

Номенклатура линеарних засићених угљоводоника

Ова једињења имају општу формулу Ц _н Х _{2н + 2} , где вредност н може бити само позитивних целих бројева (н = 1,2, …), а они се називају помоћу префикса који одговара броју атома угљеника и додајте суфикс –ано.

Дакле, прва четири засићени молекули су: метан (ЦХ ₄ ), етан (Ц ₂ Х ₆ ), пропан (Ц ₃ Х ₈ ) и бутана (Ц ₄ Х ₁₀ ).

За почетак номенклатура алкана који имају између пет и десет атома угљеника, броји се број ових атома који су присутни у најдужем ланцу, све док је континуиран.

Даље, у случају да се атом водоника одузме од алкана, он постаје супституент, то јест група чији је завршетак -ан промењен у -ил. На пример, метан (ЦХ ₄ ) постати метил (-ЦХ ₃ ) и слично са другим молекулима.

Узимајући у обзир оно што је до сада речено и додајући да бројање увек мора почети са атомом угљеника који има најближи супституент, наводи се положај супституента, праћен именом алкана.

Стога се горе поменуто једињење назива 3-метилпентан.

Разграната засићена номенклатура угљоводоника

Слично томе, алкани са разгранатим ланцем имају исту општу формулу као линеарни, али са н> 2. Дакле, сваки пут када један или више атома или група атома замењују један или више атома водоника, мора се поменути локација ових супституената.

Ако постоји више грана група истог алкилног типа, изрази ди-, три- или тетра- користе се да означе количину ових супституената, а претходи им ознака њихових положаја и завршава са именом алкана.

Уколико су супституенти различити, они су наименована према абецедном реду, а такође могу имати не-угљеника супституента, као што је хлор (Цл) или нитро (НО ₂ ).

У свим случајевима, за бројање угљених бројева у главном ланцу, најмањи број се даје угљенику који је абецедним редом повезан са најнижим супституентом и наставља се у том правцу.

Номенклатура цикличних засићених угљоводоника

Засићени угљоводоници цикличног типа, познатији као циклоалкани, имају општу формулу Ц _н Х _2н , где је н = 3,4, …

У тим органским молекулима, атоми угљеника који га чине су распоређени на затворени начин, то јест, њихова структура формира прстен.

Да би се ове врсте именовале, следе се горе описане смернице за линеарне и разгранате алкане, само додајући префикс цикло-. Исто тако, циклопропан (Ц ₃ Х ₆ ) сматра најједноставнији цикиоалкан.

Слично томе, ови молекули могу да садрже више од једног прстена интегрисаног у њихов главни ланац, са најмање три атома угљеника, па чак и да формирају веома сложене структуре.

Својства

Засићени угљоводоници имају главну карактеристику да формирају једноставне везе између својих атома, што их чини веома великом групом молекула и даје им сасвим специфична својства као што је детаљније наведено у наставку:

Геометријска изомеризација

Структура молекула алкана производи модификације у њиховим физичким и хемијским својствима, услед конформације четири везе које угљен може да формира.

То значи да упркос чињеници да је у ових молекула угљен има сп ³ тип хибридизацију , углови између суседних атома може да варира у зависности од типа атома.

Да бисмо то прецизније објаснили, циклоалкани имају торзијске углове који им дају јединствену карактеристику која се назива стереохемија, а која може утицати на енергије молекула и остале факторе који су јој својствени, као што им дају спектроскопска и оптичка својства.

Киселост

Засићени угљоводоници показују прилично ниску реактивност на јонске и друге поларне врсте. У исто време, они практично немају интеракцију са киселим и алкалним супстанцама.

Поларитет

Алкани се сматрају непроводним, јер имају практично нулти поларитет у присуству електричног поља. Дакле, водоничне везе се не могу формирати да омогуће његову растворљивост у поларним растварачима.

Дакле, они су практично растворљиви у свим неполарним растварачима, не мешајући се са поларним растварачима као што је вода.

Тачке кључања и талишта

Код засићених угљоводоника долази до интермолекуларних интеракција због ван дер Ваалсових сила, у којима се јаче интеракције преводе у веће тачке кључања.

Сличан тренд је примећен и код талишта, али то је последица капацитета паковања молекула.

Пошто су ове интеракције директно повезане са молекуларном тежином врсте, већи ће бити тачка кључања и талишта већег молекула.

Стога, имају чврсту структуру која им даје интермолекуларну равнину контакта, циклоалкани имају веће тачке кључања и талишта од одговарајућих линеарних алкана.

Примери алкана

Линеарни алкани

Метан : То је безбојни гас без мириса који се обилно јавља у природи и као продукт одређених људских активности. Метан је најједноставнији члан алкана и један је од најмоћнијих гасова са ефектом стаклене баште (Енцицлопӕдиа Британница, 2017).

Етан : је гас који се углавном налази у природном гасу и користи се у мешавинама са другим гасовима за производњу горива.

Пропан : То је безбојни гас, који се налази у природном гасу и користи се као гориво у кућама и индустрији. Хемијски формула за пропан је Ц ₃ Х ₈ и проширена формула ЦХ ₃ ЦХ ₂ ЦХ ₂ (Пропане Формула, СФ).

Бутан : или н-бутан је један од десетина гасова који се извлаче из сировог природног гаса и могу се производити из сирове нафте. Н-бутан је безбојни вишенаменски гас. Бутан се може користити за грејање, хлађење и лакше гориво.

Н-пентан : бистра је безбојна течност са мирисом нафтног уља. Пентан се налази у алкохолним пићима и уљу хмеља. Овај алкан је састојак неких горива и користи се као специјално растварач у лабораторији.

Н-хексан : је безбојна бистра течност са мирисом нафтног уља. Налази се у агрумима и користи се за екстракцију јестивих уља из семенки и поврћа, као растварач посебне намене и као средство за чишћење.

Н-хептан : је безбојна прозирна течност са мирисом нафтног уља. Налази се у кардамому. Мање густа од воде и нерастворљива у води. Паре теже од зрака.

Н-октан : То је безбојна течност са мирисом бензина. Мање густа од воде и нерастворљива у води. Због тога плута на води. Ствара иритантну пару.

Метил хлорид : Назван и хлорометаном, то је безбојни гас. То је најједноставнији халоалкан који се користи у производњи силиконских полимера и у производњи других хемијских производа.

Хлороформ : то је безбојна, смрдљива и веома испарљива течност која се широко користи због својих анестетичких својстава. Због ових својстава он има репутацију да може омамити или ударати људе, чак и када се конзумира у малим дозама (МовиесДоес Цхлороформ заиста вас избацује чим се приказују у филмовима?, 2016).

Тетрахлорид угљеника : назива се и тетраклорометан, безбојна, густа, високо токсична, испарљива, незапаљива течност која има карактеристичан мирис и користи се као растварач.

Хлоретан : гас који се кондензује под малим притиском. Хлоретан се првенствено користи за локално ублажавање болова у спортској медицини (Национални центар за биотехнолошке информације., 2017).

Бромоетан : такође познат као етил бромид, то је безбојна испарљива течност, мало растворљива и гушћа од воде. Паре су теже од ваздуха. Користи се за производњу лекова и као растварач.

Разгранати алкани

Изобутан : је безбојни гас са слабим мирисом нафте. Допрема се као течни гас под притиском паре. Контакт са течношћу може изазвати смрзавање. Укључује се лако.

Изопентан - Назван још и 2-метилбутаном, безбојна је водена течност са мирисом бензина. Лебди у води. Производи запаљиве и надражујуће паре (Национални центар за биотехнолошке информације. ПубЦхем Цомпоунд Датабасе;, 2017).

2-метилпентан : то је разгранатог ланца алкан са молекулском формулом Ц ₆ Х1 ₄ . То је воденаста течност са мирисом бензина која плута на води и ствара иритантну пару.

3,3-диметилхексан - налази се у биљу и зачинима. 3,3-диметилхексан је састојак Османтхус мириса (слатког османтхуса) и уља гинсенга.

2,3-диметилхексан : налази се у воћу. 2,3-диметилхексан је испарљива компонента шкроба.

Неопентан : то је течност мање густа од воде. Нерастворљив у води, али растворљив у алкохолу (Национални центар за биотехнолошке информације., 2015).

2, 2, 4-триметилпентан : или се изооктан ослобађа у животну средину производњом, употребом и одлагањем производа повезаних са нафтном индустријом. 2,2,4-триметилпентан продирао је у кожу човека и изазвао некрозу коже и ткива у руци, захтевајући операцију (Национални центар за биотехнолошке информације., 2017).

Циклоалкани

Циклопропан - је безбојни гас са мирисом сличним петролеју. Контакт са течношћу може изазвати смрзавање. Може се угушити због измештања ваздуха и има велику концентрацију наркотика.

Циклобутан : Гас који кондензује у течности на 13 ° Ц. Нерастворљив у води. Растворљив у алкохолу, ацетону и етру.

Циклопентан - је безбојна бистра течност са мирисом нафтног уља. Мање густа од воде и нерастворљива у њој. Паре су теже од ваздуха.

Циклохексан : налази се у колрабију. Разблаживач у смеши адитива у боји за употребу у храни.

Циклохептан : то је безбојна, нерастворљива, масна течност, која је мање густа од воде. Удисање високих концентрација може имати наркотичко дејство. Користи се за прављење других хемикалија.

Циклооктан : то је полициклички угљоводоници са девет атома угљеника. Нерастворљив у води.

Метилциклохексан - је безбојна бистра течност са мирисом нафтног уља. У метилциклохексану конформација столице у којој је велика метилна група екваторијална је најстабилнија и самим тим најгушће насељена од свих могућих конформација (Цареи, 2011).

Изопропил циклохексан : То је безбојна течност која се налази у плоду. Изопропил циклохексан налази се у Царица папаии (папаји).

метилциклопентан : то је безбојна, нерастворљива течност и мање густа од воде. Паре могу бити опојне и иритирајуће. Метилциклопентан је изолован из Хелиантхус аннуус (сунцокрета).

Норборан : то је бициклични алкан који се назива и хептански бицикли са формулом Ц7Х12.

Референце

1. Алканес. (2016, 28. новембра). Опоравак са цхем.либретектс.орг.
2. Алканес. (СФ). Преузето са хиперпхисицс.пхи-астр.гсу.еду.
3. (2014). Алканес. Опоравак од ббц.цо.ук.
4. Цареи, ФА (2011, 2. децембра). Угљоводоници. Опоравак од британнице.
5. Енцицлопӕдиа Британница. (2017, 24. марта). Метан. Опоравак од британница.цом.
6. Академија Кан. (СФ). Алкани, циклоалкани и функционалне групе. Опоравак са кханацадеми.орг.
7. МовиесДоес ли вас хлороформ стварно уништава онолико брзо колико се приказују у филмовима? (2016). Опоравили од сциенцеабц.
8. Национални центар за информације о биотехнологији. . (2017, 06. маја). ПубЦхем база података; ЦИД = 6337. Преузето са ПубЦхема.
9. Национални центар за информације о биотехнологији. (2015., 6. маја). ПубЦхем база података; ЦИД = 10041. Преузето са ПубЦхема.
10. Национални центар за информације о биотехнологији. (2017, 6. маја). ПубЦхем база података; ЦИД = 10907. Преузето са ПубЦхема.
11. Национални центар за информације о биотехнологији. ПубЦхем база података; (2017, 6. маја). ПубЦхем база података; ЦИД = 6556 ,. Преузето са ПубЦхема.
12. Пропан Формула. (СФ). Опоравило са софтсцхоолс.цом.