Filialų alkanų konstrukcijos, savybės, nomenklatūra ir pavyzdžiai



The šakotieji alkanai jie yra prisotinti angliavandeniliai, kurių konstrukcijos nėra tiesinė grandinė. Linijinės grandinės alkanai atskiriami nuo šakotųjų izomerų, pridėjus raidę n prieš pavadinimą. Taigi, n-heksanas reiškia, kad struktūra susideda iš šešių anglies atomų, suderintų grandinėje.

Diskoduoto medžio vainiko šakos (apatinis vaizdas) galėtų būti lyginamos su šakotais alkanais; tačiau jų grandinių storis, nepriklausomai nuo to, ar jie yra pagrindiniai, ar antriniai, ar tretiniai, turi vienodus matmenis. Kodėl? Nes visose paprastose C-C nuorodose yra.

Medžiai, kaip jie auga, linkę išsiskirti; Tas pats pasakytina ir apie alkanus. Išlaikyti pastovią grandinę su tam tikrais metileno vienetais (-CH2-) reiškia daugybę energetinių sąlygų. Kuo daugiau energijos yra alkanai, tuo didesnis polinkis į šaką.

Tiek linijiniai, tiek šakoti izomerai turi tas pačias chemines savybes, tačiau šiek tiek skiriasi jų virimas, lydymas ir kitos fizinės savybės. Iš šakotojo alkano pavyzdys yra 2-metilpropanas, paprasčiausias.

Indeksas

  • 1 Cheminės struktūros
  • 2 Cheminės ir fizinės savybės
    • 2.1 Virimo ir lydymosi taškai
    • 2.2 Tankis
  • 3 Nomenklatūra ir pavyzdžiai
  • 4 Nuorodos

Cheminės struktūros

Filialų ir linijinių alkanų bendras cheminis formulė yra tokia pati:nH2n + 2. Tai reiškia, kad abiem, tam tikram skaičiui anglies atomų, yra toks pat vandenilio kiekis. Todėl dviejų rūšių junginiai yra izomerai: jie turi tą pačią formulę, tačiau skirtingos cheminės struktūros.

Kas pirmiausia stebima tiesinėje grandinėje? Ribotas skaičius metileno grupių, -CH2-. Taigi, CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 yra linijinės grandinės alkanas, vadinamas n-heptanu.

Atkreipkite dėmesį į penkias iš eilės esančias metileno grupes. Be to, reikia pažymėti, kad šios grupės sudaro visas grandines, todėl jos yra tokio pat storio, tačiau su įvairiais ilgiais. Ką dar galima pasakyti apie juos? Kuri yra antrasis anglis, ty anglies junginiai, susiję su dviem kitais.

Minėtam n-heptanui iki atšakos būtina pertvarkyti anglies ir vandenilio junginius. Kaip? Mechanizmai gali būti labai sudėtingi ir susiję su atomų migracija ir teigiamų rūšių, vadinamų karbociatomis, formavimu (-C+).

Tačiau ant popieriaus pakanka užsakyti struktūrą taip, kad yra 3 ir 4 anglies; kitaip tariant, anglies junginiai yra susiję su trimis ar keturiais kitais. Šis naujas susitarimas yra stabilesnis nei ilgos CH grupių grupės2. Kodėl? Kadangi 3 ir 4 angliavandeniai yra energetiškai stabilesni.

Cheminės ir fizinės savybės

Išsidėsčiusios ir linijinės alkanai, turintys tuos pačius atomus, išsaugo tas pačias chemines savybes. Jų obligacijos išlieka paprastos, C-H ir C-C, ir mažai skiriasi elektronegatyvumu, todėl jų molekulės yra apolinės. Anksčiau minėtas skirtumas yra 3 ir 4 anglies (CHR)3 ir CR4).

Tačiau, šakojant grandinę izomeruose, tai, kaip molekulės sąveikauja tarpusavyje.

Pavyzdžiui, būdas, kaip susitinka dvi linijinės medžio šakos, yra ne tas pats, kaip antai du labai šakotus. Pirmoje situacijoje yra daug paviršutiniško kontakto, o antroje - tarp "šakų". Kai kurios filialai labiau bendrauja su kitais nei su pagrindiniu filialu.

Visa tai lemia panašias vertybes, tačiau daugeliu fizinių savybių jos nėra vienodos.

Virimo ir lydymosi taškai

Skystos ir kietos alkanų fazės yra intermolekulinės jėgos esant tam tikroms slėgio ir temperatūros sąlygoms. Kadangi šakotos ir linijinės alkano molekulės neveikia vienodai, nei jų skysčiai, nei kietosios medžiagos nebus tokios pačios.

Lydymosi ir virimo taškai didėja anglies skaičiumi. Linijiniams alkanams jie yra proporcingi n. Tačiau šakotųjų alkanų atveju situacija priklauso nuo to, kaip yra šakota grandinė, ir kokie yra pakaitų arba alkilo grupės (R).

Jei linijinės grandinės yra laikomos zigzagų eilėmis, tada jos puikiai gali būti tarpusavyje suderintos; tačiau su šakotomis grandinėmis, pagrindinės grandinės beveik nesikiša, nes pakaitai juos atskiria vienas nuo kito.

Todėl šakotieji alkanai turi mažesnį molekulinį kontaktinį paviršių, todėl jų lydymosi ir virimo taškai yra šiek tiek mažesni. Kuo labiau pakinta struktūra, tuo mažesnės šios vertės.

Pavyzdžiui, n-pentanas (CH3CH2CH2CH2CH3) Peb yra 36,1 ° C, o 2-metil-butanas (CH3CH2(CH3CH2CH3) ir 2,2-dimetilpropanas (C (CH3)4) 27,8 ir 9,5ºC.

Tankis

Naudojant tuos pačius samprotavimus, šakotieji alkanai yra šiek tiek mažiau tankūs, nes jie užima didesnį tūrį, gaunamą iš pagrindinių grandinių kontakto su paviršiais. Kaip ir linijiniai alkanai, jie yra nesuderinami su vandeniu ir plaukioja virš jo; tai yra, jie yra mažiau tankūs.

Nomenklatūra ir pavyzdžiai

Viršutiniame paveikslėlyje parodyti penki šakotųjų alkanų pavyzdžiai. Atkreipkite dėmesį, kad šakoms būdingas 3 arba 4 anglies. Bet kas yra pagrindinė grandinė? Tai su didžiausiu anglies atomų skaičiumi.

-A yra abejingas, nes nesvarbu, kuri grandinė yra pasirinkta, abu turi 3 C. Tada jo pavadinimas yra 2-metilpropanas. Jis yra butano izomeras, C4H10.

-Alkanas B iš pirmo žvilgsnio turi du pakaitus ir ilgą grandinę. Grupėms -CH3 jie išvardyti taip, kad jų skaičius yra mažiausias; todėl anglies pradeda skaičiuoti iš kairės pusės. Taigi B yra 2,3-dimetil-heksanas.

-C atveju ji taikoma taip pat kaip ir B. Pagrindinė grandinė turi 8 C, o du pakaitai - CH3 ir CH2CH3 jie yra labiau link kairiosios pusės. Todėl jo pavadinimas yra: 4-etil-3-metilokanas. Atkreipkite dėmesį, kad pakaitalas -etilas yra minimas prieš metilą abėcėlės tvarka.

-D atveju tai yra abejinga, kur pradeda skaičiuoti pagrindinės grandinės anglies. Jo pavadinimas: 3-etil-propanas.

-Galiausiai, E, šiek tiek sudėtingesnis šakotas alkanas, pagrindinė grandinė turi 10 C ir pradeda skaičiuoti iš bet kurios CH grupės3 iš kairės. Tokiu būdu jos pavadinimas yra: 5-etil-2,2-dimetil-dekanas.

Nuorodos

  1. Carey, F. A. (2006). „Organic Chemistry Sixth Edition“. „Mc Graw Hill“, 74–81 psl.
  2. John T. Moore, Chris Hren, Peter J. Mikulecky. Kaip pavadinti šakotais alkanais chemijoje. Gauta iš: dummies.com
  3. Dr Ian Hunt. (2014). Paprasti šakotieji alkanai. Paimta iš: chem.ucalgary.ca
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Sausio 8 d.). Filialų grandinės alkano apibrėžimas. Gauta iš: thinkco.com
  5. Chemija LibreTexts. Filialų grandinės Alkanai. Paimta iš: chem.libretexts.org
  6. Alkanai: struktūra ir savybės. Paimta iš: uam.es
  7. Nomenklatūra: alkanai. [PDF] Paimta iš: quimica.udea.edu.co