Egenskaper av alkaner eller mättade kolväten, nomenklatur, exempel



den alkaner eller mättade kolväten De kännetecknas av att de endast har enkla kovalenta bindningar i sin struktur. Detta innebär att de kolatomer som finns närvarande i dessa arter är kopplade till den maximala mängden väteatomer med vilken det är möjligt att bilda bindningar, därför är de kända som mättad.

I universum av organisk kemi betraktas alkaner, även kända som paraffiner, som ganska rikliga arter av stor betydelse, som tillhör gruppen alifatiska kolväten (såväl som omättade kolväten).

Det enklaste mättade kolväte som kan bildas tas som exempel: metan, en förening som befinner sig i gasfasen under normala miljöförhållanden (25 ° C och atm), vars formel är CH4.

Såsom kan ses, har den enda kolatomen som finns i denna molekyl fyra enkla bindningar, en med varje väteatom.

Alkener och alkyner har viktiga kommersiella användningsområden, som i fallet med eten och propen; men de är också mer reaktiva föreningar än mättade kolväten, vilket får dem att ha ett stort antal reaktioner som uppstår genom vanliga alkener och alkyner.

index

  • 1 Nomenklatur av alkaner
    • 1.1 Nomenklaturen av linjära mättade kolväten
    • 1.2 Nomenklaturen av mättade förgrenade kolväten
    • 1.3 Nomenklaturen av cykliska mättade kolväten
  • 2 egenskaper
    • 2.1 Geometrisk isomerisering
    • 2.2 surhet
    • 2.3 Polaritet
    • 2.4 Koknings- och smältpunkter
  • 3 Exempel på alkaner
    • 3.1 linjära alkaner
    • 3.2 Grenade alkaner
    • 3,3 cykloalkaner
  • 4 referenser

Alkane nomenklatur

För att korrekt ange alkaner eller mättade kolväten är det första att komma ihåg att enligt den IUPAC (International Union of Clean and Applied Chemistry) den systematiska nomenklaturen för de fyra enklaste alkanerna inte bör tillämpas..

Nomenklaturen för linjära mättade kolväten

Dessa föreningar har den allmänna formeln CnH2n + 2, där värdet på n endast kan vara positiva heltal (n = 1,2, ...), och är namngivna med användning av motsvarande det antalet kolatomer prefix och suffix tillsättes -anus.

Så, de första fyra mättade molekylerna är: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C)3H8) och butan (C4H10).

Till att börja med den nomenklatur för alkaner med fem till tio kolatomer, till mängden av dessa atomer vara närvarande i den längsta kedjan, förutsatt att det är kontinuerliga counts.

Dessutom, om en alkan subtraheras en väteatom, blir den en substituent, det vill säga en grupp till vilken uppsägningen ändras -anus av -yl. Exempelvis kan metan (CH4) skulle bli metyl (-CH3) och på liknande sätt med de andra molekylerna.

Med hänsyn till vad som hittills har sagts och tillägger att räkningen alltid måste startas med kolatomen som besitter den närmaste substituenten, anges substituentens position följd av alkanens namn..

Således kallas ovanstående förening 3-metylpentan.

Nomenklatur för grenade mättade kolväten

På liknande sätt har grenade alkaner samma generella formel som linjära alkaner men med n> 2. Så, när en eller flera atomer eller grupper av atomer ersätter en eller flera väteatomer bör placeringen av dessa substituenter noteras.

Om det finns flera grenar av liknande alkylgrupper används uttryck di-, tri- eller tetra- för att indikera kvantiteten av dessa substituenter, föregås av indikationen av deras positioner och kulmineras med namnet på alkanen.

Där substituenterna är olika, är namngivna enligt alfabetisk ordning, kan även ha substituenter inte kolhaltiga, som klor (Cl) eller nitro (NO2).

I samtliga fall, för att räkna koldioxidnumren i huvudkedjan, ges det minsta antalet kolet som är kopplat till den lägsta substituenten i alfabetisk ordning och fortsätter att följa den riktningen.

Nomenklaturen av cykliska mättade kolväten

Mättade cykliska kolväten, bättre kända som cykloalkaner de har som den allmänna formeln CnH2n, där n = 3,4, ...

I dessa organiska molekyler är kolatomerna som bildar den anordnade på ett slutet sätt, det vill säga deras struktur bildar en ring.

För att beteckna dessa arter följer vi ovanstående riktlinjer för linjära och grenade alkaner, varvid endast prefixet läggs till cykel-. Dessutom betraktas cyklopropan (C)3H6) som den enklaste cykloalkanen.

På samma sätt kan dessa molekyler innehålla mer än en ring integrerad i huvudkedjan, med ett minimum av kolatomer lika med tre och jämnt bildande högkomplexa strukturer.

egenskaper

Mättade kolväten har huvudkarakteristiken för att bilda enkla bindningar mellan sina atomer, vilket gör dem till en väldigt många molekylgrupper och ger dem ganska specifika egenskaper som beskrivs nedan:

Geometrisk isomerisering

Alkanmolekylernas struktur ger förändringar i deras fysikaliska och kemiska egenskaper, på grund av konformationen av de fyra bindningar som kol kan bilda.

Detta innebär att även om kolet i dessa molekyler har en sp hybridisering3, vinklarna mellan deras intilliggande atomer kan variera beroende på typen av atom.

För att förklara det mer exakt har cykloalkaner torsionsvinklar som ger dem en unik egenskap som kallas stereokemi, som kan påverka molekylens energier och andra faktorer som är inneboende i den, såsom spektroskopiska och optiska egenskaper..

syrlighet

De mättade kolvätena uppvisar en relativt låg reaktivitet mot joniska och andra polära arter. Samtidigt har de praktiskt taget ingen interaktion med syra och alkaliska ämnen.

polaritet

Alkaner anses vara icke-ledande, eftersom de har praktiskt taget nollpolaritet i närvaro av ett elektriskt fält. Så vätebindningar kan inte skapas för att tillåta deras löslighet i polära lösningsmedel.

Så de är praktiskt lösliga i alla icke-polära lösningsmedel, vilka är icke-blandbara med polära lösningsmedel, såsom vatten.

Koknings- och smältpunkter

I mättade kolväten uppstår intermolekylära interaktioner på grund av van der Waals-krafter, där starkare interaktioner resulterar i högre kokpunkter.

En liknande trend observeras för smältpunkter, men detta beror på molekylens förpackningskapacitet.

Eftersom dessa interaktioner är direkt relaterade till molekylvikten hos arten, desto större molekyl, ju högre dess kokande och smältpunkter kommer att vara..

Så, med en mer styv struktur som ger dem ett plan för intermolekylär kontakt, har cykloalkaner högre koknings- och smältpunkter än deras motsvarande linjära alkaner.

Exempel på alkaner

Linjära alkaner

metan: Det är en färglös och luktfri gas som produceras rikligt i naturen och som en produkt av vissa mänskliga aktiviteter. Metan är den enklaste medlemmen av alkaner och är bland de mest potenta av växthusgaser (Encyclopædia Britannica, 2017).

etan: det är en gas som främst finns i naturgas och som används i blandningar med andra gaser för att producera bränslen.

propån: det är en färglös gas som finns i naturgas och används som bränsle i hem och industri. Den kemiska formeln för propan är C3H8 och det är förlängda formeln är CH3CH2CH2 (Propanformel, S.F).

butan: eller n-butan är en av dussintals gaser extraherade från rå naturgas och kan också framställas från råolja. N-butan är en mångsidig färglös gas. Butan kan användas för uppvärmning, kylning och bränsle för tändare.

N-pentan: Det är en genomskinlig färglös vätska med lukt som liknar olja. Pentan finns i alkoholhaltiga drycker och i hoppolja. Denna alkan är en del av vissa bränslen och används som speciallösningsmedel i laboratoriet.

N-hexan: Det är en klar, färglös vätska med lukt som liknar olja. Den finns i citrusfrukter och används för att extrahera ätoljor från frön och grönsaker, som lösningsmedel för speciell användning och som rengöringsmedel..

N-heptan: är en klar, färglös vätska med lukt som liknar olja. Det finns i kardemumma. Mindre tät än vatten och olösligt i vatten. Ångor tyngre än luft.

N-oktan: Det är en färglös vätska med lukt av bensin. Mindre tät än vatten och olösligt i vatten. Därför flyter det på vattnet. Producerar irriterande ånga.

Metylklorid: även kallad klormetan, är en färglös gas. Det är den enklaste haloalkanen, som används vid tillverkning av silikonpolymerer och vid tillverkning av andra kemiska produkter.

kloroform: Det är en färglös, luktlös och mycket flyktig vätska som har använts i stor utsträckning för sina bedövningsegenskaper. På grund av dessa egenskaper har det rykte att kunna stunna eller slå folk, även när de konsumeras i små doser (MoviesDoes Chloroform Really Knock You Out så snabbt som de visar i filmer?, 2016).

Koltetraklorid: Även kallad tetraklormetan, en färglös vätska, tät, mycket giftiga, flyktiga, oantändliga, med karakteristisk lukt och används som ett lösningsmedel.

kloretan: det är en gas som kondenserar under lätt tryck. Kloretan används främst för att lindra lokal smärta i idrottsmedicin (National Center for Biotechnology Information., 2017).

brometanKallas även etylbromid, det är en flyktig färglös vätska, något löslig och tätare än vatten. Ångor är tyngre än luft. Det används för att tillverka farmaceutiska produkter och som lösningsmedel.

Grenade alkaner

isobutan: Det är en färglös gas med en svag lukt av olja. Den skickas som en flytande gas under dess ångtryck. Kontakt med vätskan kan orsaka frostskador. Det är lätt upplyst.

isopentan: även kallad 2 metylbutan, är en färglös vattenhaltig vätska med lukt av bensin. Floats i vattnet. Brännbar och irriterande ånga produceras (National Center for Biotechnology Information, PubChem Compound Database;, 2017).

2-metylpentan: är en förgrenad alkan med molekylformeln C6H14. Det är en vattenhaltig vätska med en lukt av bensin som flyter på vatten och ger en irriterande ånga.

3, 3-dimetylhexan: finns i örter och kryddor. 3, 3-dimetylhexan är en beståndsdel i oljan av Osmanthus fragrans (sweet osmanthus) och ginseng.

2, 3-dimetylhexan: finns i frukter. 2,3-Dimetylhexan är en flyktig komponent av stärkelse.

neopentan: det är en mindre tät vätska än vatten. Olösligt i vatten men lösligt i alkohol (National Center for Biotechnology Information., 2015).

2, 2, 4-trimetylpentan: eller isooctan släpps ut i miljön genom tillverkning, användning och bortskaffande av produkter i samband med petroleumindustrin. 2,2,4-trimetylpentan trängde in i huden hos en människa och orsakade nekros av huden och vävnaden i handen, nödvändig operation (National Center for Biotechnology Information., 2017).

cykloalkaner

cyklopropan: Det är en färglös gas med lukt som liknar olja. Kontakt med vätskan kan orsaka frostskador. Det kan kvävas genom förskjutningen av luften och har en narkotisk effekt i hög koncentration.

cyklobutan: Gas som kondenserar till en vätska vid 13 ° C. Olöslig i vatten. Löslig i alkohol, aceton och eter.

cyklopentan: Det är en klar, färglös vätska med lukt som liknar olja. Mindre tät än vatten och olöslig i den. Ångor är tyngre än luft.

cyklohexan: det finns i rutabaga. Spädningsmedel i blandningar av färgadditiv för livsmedelsanvändning.

cykloheptan: Det är en oljig flytande färglös, olöslig och mindre tät än vatten. Inandning av höga koncentrationer kan ha en narkotisk effekt. Det används för att tillverka andra kemiska produkter.

cyklooktan: är ett polycykliskt kolväte med nio kolatomer. Olösligt i vatten.

metylcyklohexan: Det är en klar, färglös vätska med lukt som liknar olja. I metylcyklohexan är konformationen av stolen, där den stora metylgruppen är ekvatorial, den mest stabila och därför den mest befolkade av alla möjliga konformationer (Carey, 2011).

Isopropylcyklohexan: är en färglös vätska som finns i frukter. Isopropylcyklohexan finns i Carica papaya (papaya).

metylcyklopentan: Det är en färglös vätska olöslig och mindre tät än vatten. Ångor kan vara narkotiska och irriterande. Metylcyklopentan isoleras från Helianthus annuus (solros).

norborane: är en bicyklisk alkan även kallad bicyklo [2.2.1] heptan med formel C7H12.

referenser

  1. alkaner. (2016, 28 november). Hämtad från chem.libretexts.org.
  2. alkaner. (S.F.). Hämtat från hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  3. (2014). alkaner. Hämtad från bbc.co.uk.
  4. Carey, F. A. (2011, december 2). kolväte. Återställd från britannica.
  5. Encyclopædia Britannica. (2017, 24 mars). metan. Återställd från britannica.com.
  6. Khan Academy. (S.F.). Alkaner, cykloalkaner och funktionella grupper. Återställd dekhanacademy.org.
  7. MoviesDoes Chloroform verkligen slår ut dig så snabbt som de visar i filmer? (2016). Återställd från scienceabc.
  8. National Center for Biotechnology Information ... (2017, maj 06). PubChem Compound Database; CID = 6337. Hämtad från PubChem.
  9. National Center for Biotechnology Information. (2015, maj 6). PubChem Compound Database; CID = 10041. Hämtad från PubChem.
  10. National Center for Biotechnology Information. (2017, maj 6). PubChem Compound Database; CID = 10907. Hämtad från PubChem.
  11. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; (2017, maj 6). PubChem Compound Database; CID = 6556,. Hämtad från PubChem.
  12. Propanformel. (S.F.). Återställd från softschools.com.