Mejni ogljikovodiki: splošne značilnosti, izomernost, kemijske lastnosti

Ogljikovodiki so najpreprostejši razred organskih snovi, njihove molekule imajo samo dva kemijska elementa - ogljik in vodik. Od različnih ogljikovodikov z uporabo metod kemične sinteze, večina razredov organske spojine.

Ogljikovodiki so razdeljeni v dva podrazreda - aciklični in ciklični. Z acikličnih ogljikovodikov ali maščobnih ogljikovodikov ali alifatskih ogljikovodikov, vključujejo naslednje skupine: nasičenih ogljikovodikov (alkanov), nenasičene (alkenov, alkini, dienov), aciklični terpenov. Ciklične ogljikovodike predstavljajo skupine cikloparafinov, aren in cikličnih terpenov. Včasih se terpene nanašajo na predmete študija bioorganske kemije.

Mejni ogljikovodiki (alkani) so spojine ogljika in vodika, v molekulah katerih so vse valence, ki ostanejo po vezavi atomov ogljika med seboj s preprosto vezjo, nasićene z atomi vodika. Vse alkane lahko štejemo za derivate ali homologe metana. Če iz metana, ki ima molekulsko formulo CH4, odvzame eno atom vodika, nastane radikal CH3. V zvezi z dejstvom, da je v molekuli organske snovi ogljik običajno tetravalenten, kombinacija dveh takšnih radikalov povzroči nastanek drugega predstavnika homologne serije - etana (C2H6). Če se vzame atom etilena iz enega vodikovega atoma, se tvori etilni radikal, ki po povezavi s CH3 tvori tretji homolog-propan.

Analiziranje strukturna formula propan, je enostavno ugotoviti, da njegova molekula vključuje dve vrsti atomov ogljika - primarno in sekundarno. Vsak primarni ogljikov atom je vezan na en ogljikov atom z lastno valenco in sekundarni z dvema valencama z dvema ogljikovima atomoma. Če vzamemo vodikov atom iz primarnega ogljikovega atoma propana, nastane primarni propil, iz sekundarnega - sekundarnega propila. Dodajanje primarnemu ali sekundarnemu metilpropilu vodi v nastanek strukturnih vrst četrtega homologa. Obstajata dve spojini - normalni butan z ravno verigo karboksilne verige in izobutan z razvejano ogljikovo verigo.

Mejni ogljikovodiki: struktura

Tipičen predstavnik alkanov je metan. Molekulska formula CH4. Za molekule Alkane je značilna sigmaova vez. V molekuli metana atom ogljika tvori štiri kovalentne vezi zaradi enega s- in treh p-orbitalov, vsak atom vodika pa je posledica s-orbitalov.

Mejni ogljikovodiki: nomenklatura in izomerizem

Pri sklepanju strukturnih formul homologne serije metana, začenši z butan C4H10, se srečujemo s pojavom izomernosti. Na primer, molekulska formula C4H10 ustreza dvema posameznima spojinama, C5H12 - trije. V prihodnosti se število izomerov poveča s povečanjem števila atomov ogljika v molekuli alkana. Na primer, molekulsko formulo S6N14 izpolnjevati pet strukturne formule in posamezne spojine, oziroma S7N16 - 9, S8N18 - 18, C10H22 - 76 S12N26 - 355. Prvi štirje Reprezentativne alkanov - plini iz petega do dvanajstega - tekočino, ker je šestnajsti - trdne snovi .

Kemijske lastnosti nasičenih ogljikovodikov

Vsi omejevalni ogljikovodiki so inertne snovi. To je razloženo z dejstvom, da so v molekulah alkana ogljikovi atomi in atomi vodika povezani z sigma vezmi, zato te spojine ne morejo dodati atoma vodika. Alkani vstopajo v radikalno halogenacijo, nitratiranje in reakcije cepitve. V postopku halogeniranja atomi halogenov zlahka nadomestijo atome vodika v molekuli alkana. Pri nitriranju nitro skupina zlahka nadomešča vodik v terciarnih, težjih - v sekundarnih in primarnih atomih ogljika.

Omejite in nenasičeni ogljikovodiki so surovine za pridobivanje različnih organskih snovi. Z odcepljanjem atomov vodika iz končnih ogljikovodikov lahko dobimo nenasičene (alkeni, alkini).