Förgrenade alkaner strukturer, egenskaper, nomenklatur och exempel

den grenade alkaner de är mättade kolväten, vars strukturer inte består av en linjär kedja. Linjära kedjealkaner skiljer sig från sina grenade isomerer genom tillsats av en bokstav n anteceding namnet. Således betyder n-hexan att strukturen består av sex kolatomer inriktade i en kedja.

Grenarna av en disembodied trädkrona (bottenbild) kunde jämföras med de av grenade alkaner; Tjockleken på deras kedjor, oavsett om de är huvudsakliga, sekundära eller tertiära, har emellertid alla samma dimensioner. Varför? Eftersom alla enkla C-C-länkar är närvarande.

Trädarna som de växer tenderar att gräva ut; Detsamma gäller för alkaner. Behåll en konstant kedja med vissa metylenheter (-CH₂-) innebär en rad energiska förhållanden. Ju mer energi alkanerna har desto större tendens är det att grena.

Både de linjära och grenade isomererna delar samma kemiska egenskaper, men med små skillnader i deras kokande, smältande och andra fysikaliska egenskaper. Ett exempel på en grenad alkan är 2-metylpropan, det enklaste av allt.

index

• 1 Kemiska strukturer
• 2 Kemiska och fysikaliska egenskaper
  • 2.1 Koknings- och smältpunkter
  • 2,2 Densitet
• 3 Nomenklatur och exempel
• 4 referenser

Kemiska strukturer

Grenade och linjära alkaner har samma allmänna kemiska formel: C_nH_{2n + 2}. Det vill säga, både för ett visst antal kolatomer, har samma antal väten. Därför är de två typerna av föreningar isomerer: de har samma formel men olika kemiska strukturer.

Vad observeras först i en linjär kedja? Ett ändligt antal metylengrupper, -CH₂-_. Således är CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃ är en linjär kedjealkan som kallas n-heptan.

Notera de fem konsekutiva metylengrupperna. Det bör också noteras att dessa grupper utgör alla kedjor, och därför är de av samma tjocklek men med olika längder. Vad mer kan man säga om dem? Vilka är 2: a kolatomer, det vill säga kol som är kopplade till två andra.

För nämnda n-heptan till gren är det nödvändigt att omorganisera dess karboner och väten. Hur? Mekanismerna kan vara mycket komplexa och involvera migrering av atomer och bildandet av positiva arter som kallas karbokationer (-C⁺).

På papper är det emellertid tillräckligt att man beställer strukturen på ett sådant sätt att det finns 3: e och 4: e kolatomer; med andra ord kolar kopplade till tre eller fyra andra. Detta nya arrangemang är stabilt än långa grupperingar av CH-grupper₂. Varför? Eftersom det tredje och fjärde kolet är energiskt stabilare.

Kemiska och fysikaliska egenskaper

Grenade och linjära alkaner, som har samma atomer, bibehåller samma kemiska egenskaper. Deras bindningar är enkla, C-H och C-C, och med liten skillnad i elektronegativiteter, så är deras molekyler apolära. Skillnaden, som nämns ovan, ligger i 3: e och 4: e kolatomen (CHR₃ och CR₄).

Genom att förgrena kedjan i isomerer förändras emellertid molekylernas sätt att växla med varandra.

Till exempel är det sättet att två linjära grenar i ett träd sammanfaller inte detsamma som att placera två högt förgrenade varandra ovanpå varandra. I den första situationen finns mycket ytlig kontakt, medan i andra är det "hål" mellan grenarna. Vissa grenar interagerar mer med andra än med huvudgrenen.

Allt detta leder till liknande värden men inte lika i många av de fysikaliska egenskaperna.

Koknings- och smältpunkter

Vätskans och fasta faser av alkaner utsätts för intermolekylära krafter under specifika tryck- och temperaturbetingelser. Eftersom förgrenade och linjära alkanmolekyler inte interagerar på samma sätt, kommer varken deras vätskor eller fasta ämnen att vara desamma.

Smält- och kokpunkten ökar med kolantalet. För linjära alkaner är dessa proportionella mot n. Men för grenade alkaner beror situationen på hur förgrenad huvudkedjan är och vad substituenten eller alkylgrupperna är (R).

Om de linjära kedjorna betraktas som rader med zigzags, kan de passa perfekt över varandra; men med förgreningarna interagerar huvudkedjorna nästan inte, eftersom substituenterna håller dem skilda från varandra.

Som ett resultat har grenade alkaner en mindre molekylär kontaktyta och därför tenderar deras smält- och kokpunkter att vara något lägre. Ju mer ramifierade strukturen desto lägre blir dessa värden fortfarande.

Till exempel kan n-pentan (CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃) har en Peb på 36,1 ° C, medan 2-metyl-butan (CH₃CH₂(CH₃) CH₂CH₃) och 2,2-dimetylpropan (C (CH₃)₄) av 27,8 och 9,5 ºC.

densitet

Med samma resonemang är grenade alkaner något mindre täta, eftersom de upptar större volym, en produkt av minskningen i ytkontakt mellan huvudkedjorna. Liksom linjära alkaner är de icke blandbara med vatten och flyter ovanför den; det vill säga de är mindre täta.

Nomenklatur och exempel

Fem exempel på grenade alkaner visas i den övre bilden. Observera att grenarna är karakteriserade av att ha 3: e eller 4: e kolatomer. Men vad är huvudkedjan? Det med det största antalet kolatomer.

-I A är det likgiltigt, oavsett vilken kedja som väljs, har båda 3 C. Därefter är namnet 2-metylpropan. Det är isomer av butan, C₄H₁₀.

-Alkan B har vid första anblicken två substituenter och en lång kedja. Till grupper -CH₃ de är uppräknade på ett sådant sätt att de har minst antal Därför börjar kolatomerna räknas från vänster sida. Så kallas B 2,3-dimetylhexan.

-För C gäller det samma som för B. Huvudkedjan har 8 C, och de två substituenterna, en CH₃ och en CH₂CH₃ De ligger mer mot vänster sida. Dess namn är därför: 4-etyl-3-metiloktan. Observera att substituenten -etyl nämns före -metyl i sin alfabetiska ordning.

-I fallet D är det likgiltigt med var kolkarna i huvudkedjan börjar räkna. Dess namn är: 3-etylpropan.

-Och slutligen för E, en något mer komplex grenad alkan, har huvudkedjan 10 C och börjar räkna från någon av CH-grupperna₃ från vänster. På så sätt gör man namnet: 5-etyl-2,2-dimetyldekan.

referenser

1. Carey, F.A. (2006). Organisk kemi Sjätte upplagan. Mc Graw Hill, sidorna 74-81.
2. John T. Moore, Chris Hren, Peter J. Mikulecky. Hur man heter grenade alkaner i kemi. Hämtad från: dummies.com
3. Dr Ian Hunt. (2014). Enkelförgrenade alkaner. Hämtad från: chem.ucalgary.ca
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 januari 2018). Alkane Definition med grenad kedja. Hämtad från: thoughtco.com
5. Kemi LibreTexts. Alkaner med grenad kedja. Hämtad från: chem.libretexts.org
6. Alkaner: struktur och egenskaper. Hämtad från: uam.es
7. Nomenklatur: alkaner. [PDF]. Hämtad från: quimica.udea.edu.co