Kako narediti izomere in homologe? Kako narediti izomere alkanov?

Pred analizo, kako narediti izomere omejevanje ogljikovodikov,

Nasičeni ogljikovodiki

V organski kemiji se razlikujejo številni razredi CxHy. Vsaka ima svojo splošno formulo, homologne serije, kvalitativne reakcije, uporaba. Za nasičeni ogljikovodiki razreda alkani so značilne enojne (sigma) vezi. Splošna formula za ta razred organskih snovi je CnH2n + 2. To pojasnjuje glavne kemijske lastnosti: zamenjava, zgorevanje, oksidacija. Za parafine ni značilen dodatek, saj so vezi v molekulah teh ogljikovodikov enojne.

Izomerizem

Takšen pojav kot izomerizem razlaga raznolikost organskih snovi. Pri izomerizmu je običajno razumeti pojav, v katerem je več organske spojine, ki imajo enako količinsko sestavo (število atomov v molekuli), vendar je njihova drugačna razporeditev v molekuli. Dobljene snovi imenujemo izomeri. Lahko so predstavniki več vrst ogljikovodikov in se zato razlikujejo po kemijskih lastnostih. Različne spojine v molekuli alkanov atomov C vodijo k pojavu strukturnega izomerizma. Kako narediti izomere alkanov? Obstaja določen algoritem, v skladu s katerim je mogoče prikazati strukturne izomere določenega razreda organskih snovi. Obstajajo podobne možnosti le s štirimi ogljikovimi atomi, to je z moltenjem butana C4H10.

Sorte izomerizma

Da bi razumeli, kako narediti izomerne formule, je pomembno imeti idejo o svojih oblikah. Če v molekuli v enakem obsegu obstajajo identični atomi, ki se nahajajo v prostoru v drugačnem vrstnem redu, govorimo o prostorskem izomerizmu. V nasprotnem primeru se imenuje stereoizomerizem. V takšnih razmerah uporaba samo strukturnih formul ne bo zadostna, zato bo treba uporabiti posebne projekcije ali prostorske formule. Omejljivi ogljikovodiki, ki se začnejo s H3C-CH3 (etan), imajo različne prostorske konfiguracije. To je posledica vrtenja znotraj molekule skozi vez C-C. Preprosto je sigma - komunikacija ustvarja konformacijsko (rotacijsko) izomerijo.

Strukturni izomerizem parafinov

Govorimo o tem, kako narediti izomere alkanov. Razred ima strukturni izomer, tj. Atom ogljika tvori različne verige. V nasprotnem primeru se možnost spreminjanja položaja v verigi ogljikovih atomov imenuje izomerizem ogljikovega ogrodja.

Izomeri heptana

Torej, kako zapustiti izomere za snov s sestavo C7H16? Za začetek lahko vse atome ogljika uredite v eni dolgi verigi, dodajte določeno število atomov C vsakemu. Koliko? Glede na to, da je valenca ogljika štiri, imajo najbolj oddaljeni atomi tri atome vodika, notranji atomi pa sta dva atoma vodika. Nastala molekula ima linearno strukturo, tako ogljikovodik se imenuje n-heptan. Črka "n" pomeni ogljikovo ogrodje ogljika.

Sedaj spremenimo razporeditev ogljikovih atomov, "skrajšamo" ravno verigo ogljika v C7H16. Izomere lahko sestavimo v razširjeni ali skrajšani strukturirani obliki. Razmislite o drugi možnosti. Prvič, enega atoma C posnemamo v obliki metilnega radikala v različnih položajih.

Ta izomer heptana ima naslednje kemijsko ime: 2-metilheksan. Zdaj "preselimo" radikale na naslednji atom ogljika. Nastali omejevalni ogljikovodik se imenuje: 3-metilheksan.

Če bomo še naprej, da se premaknete radikalno številčenje se začne na desni strani (bližje vrhu je ostanek ogljikovodika), to pomeni, da bomo dobili ta izomer, ki smo ga že imeli. Zato je razmišljanje o tem, kako narediti formulo izomerov vhodnih snovi, bodo poskušali narediti okostje tudi "krajši".

Preostala dva ogljika lahko predstavljata kot dva prosta radikala - metil.

Najprej jih uredimo za različne oglje, ki vstopajo v glavno verigo. Dobljeni izomer -2,3-dimetilpentan imenujemo.

Zdaj pustimo en radikal na istem mestu, drugi pa se prenese na naslednji atom ogljika v glavni verigi. Ta snov se imenuje 2,4-dimetilpentan.

Zdaj uredimo ogljikovodične radikale iz enega ogljikovega atoma. Prvič, drugič, dobimo 2,2 dimetilpentan. Nato tretji, pridobivši 3,3 dimetilpentan.

Zdaj v glavni verigi pustimo štiri atome ogljika, preostali tri pa uporabljamo kot metil radikale. Organiziramo jih tako: dva za drugi atom C, ena za tretji ogljik. Dobljeni izomer imenujemo: 2,2, 3 trimetilbutan.

Z uporabo heptana smo analizirali, kako pravilno izmeriti izomere za končne ogljikovodike. Na sliki so prikazani primeri strukturnih izomerov za buten6 njegovih kloro derivatov.

Alkenes

Ta razred organskih snovi ima splošno formulo CnH2n. Poleg nasičenih vezi C-C obstaja tudi dvojna vez v tem razredu. Določa glavne lastnosti te serije. Govorimo o tem, kako zapustiti izomere alkenov. Poskusimo ugotoviti njihove razlike od končnih ogljikovodikov. Poleg izomerija glavno verigo (strukturno formulo) za predstavnike tega razreda organskih ogljikovodikov je značilna tudi tri vrste izomerov, geometrijskih (cis in trans oblike), multiple igro obveznice in Interclass izomera (cikloalkanov).

Izomeri C6H12

Poskusi, da bi ugotovili, kako sestaviti izomerov c6h12, če upoštevamo dejstvo, da lahko snov s formulo neposredno pripadajo obema razredov organskih spojin: alkenov, cikloalkanov.

Najprej bomo razmislili, kako narediti izomere alkenov, če je v molekuli dvojna vez. Postavili smo ravno ogljikovo verigo, postavili smo več vezi po prvem ogljikovem atomu. Poskusimo ne le sestaviti izomere c6n12, ampak tudi ime snovi. Ta snov - heksen - 1. Slika prikazuje položaj v molekuli dvojne vezi. Ko se premika vzdolž verige ogljika, dobimo heksen-2, kot tudi heksen-3

Zdaj razpravljamo, kako narediti izomere za dano formulo, ki spreminja število atomov v glavnem vezju.

Najprej skrajšamo ogljikove ogrodje na en atom ogljika, obravnavamo ga kot metilni radikal. Dvojno vezo zapustimo po prvem atomu C. Izomerni izomer z sistematična nomenklatura bo imelo naslednje ime: 2 metilpenten - 1. Zdaj premaknemo ogljikovodični radikal vzdolž glavne verige, tako da ostane položaj dvojne vezi nespremenjen. Ta nenasičen ogljikovodik razvejane strukture imenujemo 3 metilpenten-1.

Nadaljnji izomer je mogoč brez spreminjanja glavne verige in položaja dvojne vezi: 4 metilpenten-1.

Za sestavo C6H12 lahko poskusite premakniti dvojno povezavo od prvega do drugega položaja, ne da bi pretvorili glavno verigo. Ostanek se nato premika vzdolž ogljikovega ogrodja, začenši z drugim atomom C. Ta izomer se imenuje 2 metilpenten-2. Poleg tega je možno postaviti radikal CH3 tretjega ogljikovega atoma, medtem ko dobimo 3 metil penten-2

Ko jih damo v ostanku pri četrtem atomu ogljika verige tvorjen en nov snovi nenasičen ogljikovodik ogljikov skelet navitje - 4 methylpentene-2.

Z nadaljnjim zmanjšanjem števila C v glavni verigi lahko dobimo še en izomer.

Dvojno vezo zapustimo po prvem ogljikovem atomu in na tretji C atom v glavni verigi damo dva radikala, dobimo 3,3 dimetiluten-1.

Zdaj smo postavili radikale blizu sosednjih ogljikovih atomov, ne da bi spremenili položaj dvojne vezi, dobimo 2,3-dimetilbuten-1. Poskusimo, ne da bi spremenili velikost glavne verige, premakniti dvojno povezavo na drugo mesto. V tem primeru lahko radikale postavimo le v 2 in 3 C-atome, da dobimo 2,3 dimetilbuten-2.

Za to alkeno ni drugih strukturnih izomerov, kakršni koli poskusi, da bi prišli do njih, bo vodil do kršitve teorije strukture organskih snovi AM Butlerova.

Prostorski izomeri C6H12

Zdaj bomo ugotovili, kako sestaviti izomere in homologe z vidika prostorskega izomerizma. Pomembno je razumeti, da so cis in trans oblike alkenov možni samo za položaj dvojne vezi 2 in 3.

Ko so ogljikovodični radikali v isti ravnini, se tvori cis-merjenje heksena-2 in z razporeditvijo radikalov v različnih ravninah je trans-oblika heksena 2.

Interklass izomeri C6H12

Če bi se izrekali o tem, kako sestaviti izomere in homologe, ne smemo pozabiti na takšno možnost kot inter-class izomerizem. Za nenasičeni ogljikovodiki iz serije etilena s splošno formulo CnH2n, taki izomeri so cikloalkani. Značilnost tega razreda ogljikovodikov je prisotnost ciklične (zaprto) strukture z nasičenimi enojnimi vezmi med atomi ogljika. Formule cikloheksana, metilciklopentana, dimetilciklobutana, trimetilciklopropana lahko formuliramo.

Zaključek

Organska kemija je večplastna, skrivnostna. Količina organskih snovi presega števila anorganskih spojin v stotisočkrat. To dejstvo je mogoče razložiti z obstojem tako edinstvenega pojava kot izomerizem. Če so v enotni homologni seriji podobne snovi in ​​strukture, potem ko se spremeni položaj ogljikovih atomov v verigi, se pojavijo nove spojine, imenovane izomeri. Šele po pojavu teorije o kemični strukturi organskih snovi je bilo mogoče razvrstiti vse ogljikovodike, da bi razumeli specifičnost vsakega razreda. Eden od predlogov te teorije neposredno zadeva pojav izomerizma. Veliki ruski kemik je lahko razumel, razložil in dokazal, da so kemijske lastnosti snovi, njena reaktivna aktivnost, praktična uporaba odvisna od lokacije atomov ogljika. Če primerjamo število izomerov, ki jih tvorita omejevanje alkanov in nenasičenih alkenov, so seveda vodilni alkeni. To je razloženo z dejstvom, da v njihovih molekulah obstaja dvojna vez. Ta snov dopušča, da ta razred organskih snovi tvori ne le alkene različnih vrst in struktur, temveč tudi govoriti o metabolnem izomerizmu s cikloalkani.