International nafngifta alkana. Alkanar: uppbygging, eiginleikar

Það mun vera gagnlegt að byrja með því að skilgreina hugtakið alkana. Þetta eru mettuð eða mettuð kolvetni, paraffín. Það má einnig segja að þetta eru karbónar þar sem samsetningin af C atómum er framkvæmd með einföldum skuldabréfum. Almenn formúlan hefur formið: CnH2n + 2.

Það er vitað að hlutfallið af fjölda H og C atóm í sameindum þeirra er hámarkað ef miðað er við aðrar tegundir. Með hliðsjón af því að allir valencies eru með C eða H, eru efnafræðilegir eiginleikar alkananna ekki skýrt framar, því næst er hugtakið mettuð eða mettuð kolvetni.

Það er líka eldra nafn, sem best endurspeglar hlutfallslega efnafræði sína - paraffín, sem þýðir í þýðingu "saklaus sækni".

Þannig er þema samtal okkar í dag: "Alkans: homology series, nomenclature, structure, isomerism". Gögn um líkamlega eiginleika þeirra verða einnig kynntar.

Alkans: bygging, nomenclature

Í þeim eru C atómin í slíku ástandi sem sp3-hybridization. Í tengslum við þetta er hægt að sýna alkan sameindin sem safn af tetrahedral C mannvirki sem eru ekki aðeins tengdar hver öðrum heldur einnig H.

Milli atómanna C og H eru sterkir, mjög lágar pólunar s-bindingar. Atóm um einfaldar skuldbindingar snúast alltaf, þannig að sameindir alkana taka margs konar form með lengd tengingarinnar, hornið á milli þeirra - stöðug gildi. Eyðublöð sem eru umbreytt í hvert annað vegna snúnings sameindarinnar sem eiga sér stað í kringum σ-skuldabréfin, er venjulegt að kalla það byggingar.

Við losun H-atómsins úr viðkomandi sameind myndast 1-valent agnir, sem kallast vetniskolefni. Þau birtast vegna efnasambanda sem ekki aðeins eru lífræn efni, heldur einnig ólífræn efnasambönd. Ef við tökum 2 vetnisatóm úr sameindinni sem takmarkar kolvetni, þá fáum við 2-valent róttækur.

Þannig getur flokkun alkana verið:

• Radial (gamall útgáfa);
• Staðgengill (alþjóðleg, kerfisbundin). Það er lagt til af IUPAC.

Lögun af geislamyndunarkerfinu

Í fyrsta lagi einkennist flokkun alkana á eftirfarandi:

1. Umfjöllun kolvetna sem afleiður metans, þar sem ein eða fleiri H atóm eru skiptitengdar með róttækum efnum.
2. Mjög þægilegt að því er varðar ekki mjög flóknar tengingar.

Lögun í staðskiptablaðinu

Alkana flokkunin hefur eftirfarandi eiginleika:

1. Grunnurinn fyrir nafnið er 1 kolefniskeðja, en hinir sameinuðu brot eru talin vera tengihópar.
2. Í nærveru nokkurra eins raðra, áður en nafn þeirra er gefið til kynna fjölda (stranglega í orðum), og róttækar tölur eru aðskilin með kommum.

Efnafræði: flokkun alkana

Til þæginda er upplýsingarnar kynntar í formi töflu.

Ofangreind flokkun alkana inniheldur nöfn sem hafa þróað sögulega (fyrstu 4 meðlimir fjölda kolvetnisstöðva).

Nöfn óþekktra alkana með 5 eða fleiri C atóm eru mynduð úr grísku tölu, sem endurspegla gefinn fjöldi C atóma. Þannig bendir viðskeytiin til þess að efnið sé úr fjölda mettaðra efnasambanda.

Þegar nöfn dreifðra alkana eru gerð er aðalkeðjan valinn til að innihalda hámarksfjölda C atóma. Það er númerað þannig að tengihóparnir eru af lægstu tölu. Ef um er að ræða tvær eða fleiri keðjur af sömu lengd er aðalinn sá sem inniheldur stærsta fjölda skiptihópa.

Myndbrigði alkana

Sem kolvetni er foreldrið í röð þeirra metan CH4. Með hverri röð fulltrúa metansöðunnar er munur frá fyrri til metýlenhópsins - CH . Þessi regluleikur má rekja til alls alkana.

Þýska vísindamaðurinn Schiel setti fram tillögu að kalla þessa röð samhliða. Á grísku þýðir það "svipað, svipað."

Þannig er homologous röð sett af tengdum lífrænum efnasamböndum sem hafa sömu byggingu með svipuðum efnafræðilegum eiginleikum. Homologues eru meðlimir þessa röð. Homologic munurinn er metýlen hópur, sem 2 nálægu homologues eru mismunandi.

Eins og áður hefur komið fram er hægt að setja samsetningu hvers mettaðra vetniskolefna með almennu formúlunni CnH2n + 2. Svo er næsta meðlimur samhverfa röð metan-C2H следующим. Til að draga frá uppbyggingu þess úr metani er nauðsynlegt að skipta um 1 atóm H með CH3 (mynd hér að neðan).

Uppbygging hvers síðari samhverfa er hægt að draga frá fyrri á sama hátt. Þess vegna framleiðir etan própan - C3H8.

Hvað er myndbrigði?

Þetta eru efni sem hafa sams konar eigindlegar og magnbundnar sameindasamsetningar (eins sameindarformúla) en mismunandi efnafræðilegir uppbyggingar, auk þess að hafa mismunandi efnafræðilegir eiginleikar.

Ofangreind vetniskolefni eru mismunandi við slíkan breytu sem suðumark: -0,5 ° - bútan, -10 ° - ísóbútan. Þessi tegund af myndbrigði er vísað til sem myndbrigði kolefnisbundinnar beinagrindarinnar, það vísar til byggingarinnar.

Fjöldi byggingarefnisins vaxa hratt með aukningu á fjölda kolefnisatómma. Þannig mun C10H22 svara til 75 ísómera (ekki þar með talin staðbundnar sjálfur) og fyrir C15H32 4347 ísómera er þegar þekkt, fyrir C20H4 er það 366 319.

Svo varð ljóst hvaða alkanar, samhverfur röð, hverfismyndun, flokkunarkerfi. Nú er kominn tími til að fara yfir reglurnar um að safna nöfnum fyrir IUPAC.

Nomenclature IUPAC: reglur um myndun nafna

Í fyrsta lagi er nauðsynlegt að finna kolefniskerfið í kolvetnisuppbyggingunni, sem er lengst og inniheldur hámarksfjölda skiptihópa. Þá er nauðsynlegt að tala um C atóm í keðjunni, sem hefst í lokin sem tengihópurinn er næst.

Í öðru lagi er grundvöllur nafngreindrar mettaðra vetniskolefna, þar sem mikilvægasti keðjan samsvarar fjölda C atómum.

Í þriðja lagi, fyrir grundvöllinn, er nauðsynlegt að gefa til kynna fjölda lása sem nálægir eru í. Þau eru fylgt eftir með vísbendingum með nöfnum varamenn.

Í fjórða lagi, þegar um er að ræða eins og tengihópar fyrir mismunandi C atóm, sameina lokarnir saman áður en nafnið birtist margfalda viðhengi: di - fyrir tvo eins skiptihópa, þriggja til þriggja, feta fjóra, penta í fimm osfrv. Ætti að vera aðskilin frá kommu, og frá orðum - með bandstriki.

Ef sama C-atómið inniheldur tvö skiptihópa í einu er lokant einnig skráð tvisvar.

Samkvæmt þessum reglum myndast alþjóðlega flokkun alkana.

Áætlanir Newman

Þessi bandarískur vísindamaður lagði til sérstakar vörpunarsamsetningar - Newman áætlanirnar - til að sýna fram á grafík. Þeir samsvara formum A og B og eru sýndar á myndinni hér fyrir neðan.

Í fyrra tilvikinu er þetta A-skreytt formgerð, en í öðru lagi er það B-hemlað. Í stöðu A eru H atómin að minnsta kosti fjarlægð frá hvor öðrum. Þetta form samsvarar stærsta gildi orku, því að frásögnin milli þeirra er mest. Þetta er öflugt óhagkvæmt ástand, sem leiðir til þess að sameindin hefur tilhneigingu til að yfirgefa hana og halda áfram í stöðugri stöðu B. Hér eru H atómin í hámarksstigi frá hvor öðrum. Þannig er orkuskilun þessara staða 12 kJ / mól, vegna þess að frjálsa snúningur um ásinn í etan sameindinni, sem tengir metýlhópana, fæst ójafnt. Eftir að hafa fallið í öflugan hagstæð staða, er sameindin seinkuð þar með, með öðrum orðum, "hægja á". Þess vegna er það kallað hindrað. Niðurstaðan - 10 þúsund etan sameindir eru í hindrað formi byggingar við ástand herbergishita. Aðeins einn hefur mismunandi form - skimað einn.

Að fá kolvetnisgildi

Frá greininni varð það þegar vitað að þetta eru alkanar (uppbyggingin, nomenclature þeirra er lýst í smáatriðum fyrr). Það verður gagnlegt að íhuga leiðir til að ná þeim. Þau eru úthlutað úr slíkum náttúrulegum aðilum eins og olíu, jarðgas, tengd gas, kol. Tilbúnar aðferðir eru einnig notaðar. Til dæmis, H2 2H2:

1. Ferlið við vetnun ómettaðra vetniskolefna: CnH2n (alkenes) → CnH2n + 2 (alkanar) ← CnH2n-2 (alkýn).
2. Úr blöndu af monoxíð C og H-myndunargas: nCO + (2n + 1) H2 → CnH2n + 2 + nH20.
3. Af karboxýlsýrum (söltum þeirra): rafgreining á rafskautinu á bakskautinu:

• Kolbe rafgreining: 2RCOONa + 2H20 → R-R + 2CO2 + H2 + 2NaOH;
• Dumas viðbrögð (ál með alkali): CH3COONa + NaOH (t) → CH4 + Na2CO .

1. Olía sprunga: CnH2n + 2 (450-700 °) → CmH2m + 2 + Cn-mH2 (nm).
2. Gasun á eldsneyti (fast efni): C + 2H2 → CH .
3. Samsetning flókinna alkana (halógenafleiður) sem hafa færri C atóm: 2CH3Cl (klórmetan) + 2Na → CH3-CH3 (etan) + 2NaCl.
4. Niðurbrot með vatni metaníða (karbíð af málmum): Al4C3 + 12H2O → 4Al (OH3) ↓ + 3CH4 ↑.

Eðliseiginleikar fullkominna kolvetna

Til þæginda eru gögnin flokkuð í töflu.

niðurstaða

Greinin var talið slíkt sem alkana (skipulag, flokkunarkerfinu, myndbrigði, samsvarandi röð og svo framvegis.). Það segir okkur svolítið um aðgerðir geislamyndaður og skipta flokkunarkerfi. Aðferðum er lýst til þess að fá alkanar.

Í samlagning, the hlutur skráð í smáatriðum allar nafnaskrá alkana (próf getur hjálpað til við að tileinka sér upplýsingar).