- Lineāru alkānu struktūra
- Grupas
- Viņu ķēžu garumi
- Pārveidojumi
- Lineārs
- Salocīts vai salocīts
- Sajaukts
- Īpašības
- Fiziskā
- Mijiedarbība
- Stabilitāte
- Nomenklatūra
- Piemēri
- Atsauces
The lineārās alkāniem ir piesātināti ogļūdeņraži, kuru vispārējā ķīmiskā formula ir n-C n H 2n + 2 . Tā kā tie ir piesātināti ogļūdeņraži, visas to saites ir vienkāršas (CH) un sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem. Tos sauc arī par parafīniem, atšķirot tos no sazarotajiem alkāniem, kurus sauc par izoparafīniem.
Šiem ogļūdeņražiem trūkst zaru un gredzenu. Šī organisko savienojumu grupa vairāk nekā līnijas ir vairāk līdzīga ķēdēm (taisnas ķēdes alkāns); vai no kulinārijas viedokļa, līdz spageti (neapstrādāti un vārīti).
Ja neapstrādāti spageti būtu mazāk trausli, tiem būtu vēl vairāk līdzības ar lineārajiem alkāniem. Avots: Pixabay.
Neapstrādāti spageti pārstāv lineāro alkānu ideālo un izolēto stāvokli, kaut arī ar izteiktu tendenci saplīst; kamēr vārīti ēdieni, neatkarīgi no tā, vai tie ir al dente vai nē, tuvojas savam dabiskajam un sinerģiskajam stāvoklim: daži mijiedarbojas ar citiem kopumā (piemēram, makaronu ēdiens).
Šāda veida ogļūdeņraži dabiski atrodami dabasgāzes un naftas atradnēs. Vieglākajiem ir eļļošanas īpašības, savukārt smagie izturās kā pret nevēlamu asfaltu; šķīst tomēr parafīnos. Tie ļoti labi kalpo kā šķīdinātāji, smērvielas, degviela un asfalts.
Lineāru alkānu struktūra
Grupas
Tika minēts, ka šo alkānu vispārējā formula ir C n H 2n + 2 . Šī formula faktiski ir vienāda visiem alkāniem - gan lineāriem, gan sazarotiem. Tad n atšķirība ir lielāka par alkāna formulu, kuras apzīmējums nozīmē "parasts".
Vēlāk redzēsim, ka tas n nav vajadzīgs alkāniem ar oglekļa atomu skaitu, kas vienāds vai mazāks par četriem (n ≤ 4).
Līnija vai ķēde nevar sastāvēt no viena oglekļa atoma, tāpēc skaidrojums ir izslēgts no metāna (CH 4 , n = 1). Ja n = 2, mums ir etāns, CH 3 CH 3 . Jāņem vērā, ka šis alkāns sastāv no divām metilgrupām, CH 3 , kas savstarpēji savienotas.
Palielinot skaitu oglekļa atomiem, n = 3, dod alkānu propāna, CH 3 CH 2 CH 3 . Tagad parādās jauna grupa, CH 2 , ko sauc par metilēnu. Nav svarīgi, cik liels lineārā alkāns ir, tas vienmēr būs tikai divas grupas: CH 3 un CH 2 .
Viņu ķēžu garumi
Palielinoties oglekļa skaitam lineārajā alkānā, visās iegūtajās struktūrās pastāv konstante: metilēngrupu skaits palielinās. Piemēram, pieņemsim, ka lineārie alkāni ar n = 4, 5 un 6:
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 (n- butāns)
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 (n- pentāns)
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 (n- hexane)
Ķēdes kļūst garākas, jo tās savām struktūrām pievieno CH 2 grupas . Tādējādi, ilgu vai īsu lineāras alkānu atšķiras ar to, cik daudz CH 2 atdala abas termināls CH 3 grupām . Visiem šiem alkāniem ir tikai divi šie CH 3 : ķēdes sākumā un beigās. Ja man būtu vairāk, tas nozīmētu filiāļu klātbūtni.
Tāpat var redzēt kopējo CH grupu neesamību, kas pastāv tikai zaros vai kad ir aizvietotāju grupas, kas saistītas ar vienu no ķēdes oglekļa atomu.
Ka strukturālā formula var apkopot šādi: CH 3 (CH 2 ) n-2 CH 3 . Mēģiniet to pielietot un ilustrēt.
Pārveidojumi
Lineāru alkānu struktūras izmaiņas. Avots: Gabriel Bolívar.
Daži lineārie alkāni var būt garāki vai īsāki nekā citi. Šajā gadījumā n vērtība var būt 2 a ∞; tas ir, ķēde, kas sastāv no bezgalīgām CH 2 grupām un divām terminālajām CH 3 grupām (teorētiski tas ir iespējams). Tomēr ne visas stīgas telpā ir "sakārtotas" vienādi.
Tieši šeit rodas alkānu strukturālās pārvērtības. Kas viņiem parādā? Uz CH saišu pagriežamību un to elastību. Kad šīs saites sagriežas vai griežas ap kodolu asi, ķēdes sāk saliekt, salocīt vai satīt prom no sākotnējā lineārā raksturlieluma.
Lineārs
Piemēram, augšējā attēlā augšpusē ir parādīta trīspadsmit oglekļa virkne, kas paliek lineāra vai pagarināta. Šī konformācija ir ideāla, jo tiek pieņemts, ka molekulārā vide minimāli ietekmē ķēdes atomu telpisko izvietojumu. Nekas viņu netraucē, un viņai nav vajadzības saliekties.
Salocīts vai salocīts
Attēla vidū divdesmit septiņās oglekļa ķēdēs rodas ārēji traucējumi. Lai struktūra būtu “ērtāka”, tās saites pagriež tā, lai tā salocītos pati par sevi; piemēram, garš spageti.
Skaitļošanas pētījumi parādīja, ka maksimālais oglekļa atomu skaits, kāds var būt lineārai ķēdei, ir n = 17. Sākot ar n = 18, nav iespējams, ka tas nesāk saliekties vai sagriezties.
Sajaukts
Ja ķēde ir ļoti gara, var būt daži tās reģioni, kas paliek lineāri, kamēr citi ir saliekti vai ievainoti. Tas, iespējams, ir vistuvāk realitātes uzbūvei.
Īpašības
Fiziskā
Tā kā tie ir ogļūdeņraži, tie būtībā ir polāri un tāpēc hidrofobiski. Tas nozīmē, ka tos nevar sajaukt ar ūdeni. Tās nav ļoti blīvas, jo to ķēdes atstāj pārāk daudz tukšas vietas starp tām.
Tāpat to fizikālie stāvokļi svārstās no gāzveida (n <5), šķidruma (n <13) vai cietiem (par n ≥ 14), un tie ir atkarīgi no ķēdes garuma.
Mijiedarbība
Lineāras alkāna molekulas ir apolāras, un tāpēc to starpmolekulārie spēki ir Londonas izkliedes tipa. Pēc tam ķēdes (iespējams, pieņem jauktu uzbūvi) piesaista to molekulāro masu darbība un to ūdeņraža un oglekļa atomu tūlītēji izraisītie dipoli.
Tieši šī iemesla dēļ, kad ķēde kļūst garāka un līdz ar to smagāka, tās viršanas un kušanas temperatūra palielinās tādā pašā veidā.
Stabilitāte
Jo garāka ķēde, jo nestabilāka tā ir. Parasti tie sarauj saites, lai no lielās izveidotu mazākas ķēdes. Faktiski šo procesu sauc par plaisāšanu, ko ļoti bieži izmanto naftas rafinēšanā.
Nomenklatūra
Lai nosauktu lineāros alkānus, pietiek ar indikatora n pievienošanu pirms nosaukuma. Ja n = 3, tāpat kā propāna gadījumā, šim alkānam nav iespējams sazaroties:
CH 3 CH 2 CH 3
Kas nenotiek pēc n = 4, tas ir, ar n-butānu un citiem alkāniem:
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
VAI
(CH 3 ) 2 CH-CH 3
Otrā struktūra atbilst izobutānam, kas sastāv no butāna strukturālā izomēra. Lai atšķirtu vienu no otra, tiek izmantots n indikators. Tādējādi n-butāns attiecas tikai uz lineāro izomēru, bez zariem.
Jo lielāks n, jo lielāks ir strukturālo izomēru skaits un jo svarīgāk ir izmantot n-, lai apzīmētu lineāro izomēru.
Piemēram, oktānam, C 8 H 18 (C 8 H 8 × 2 + 2 ), ir līdz trīspadsmit strukturāliem izomēriem, jo ir iespējamas daudzas filiāles. Lineārais izomērs tomēr tiek nosaukts par n-oktānu, un tā struktūra ir:
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3
Piemēri
Tie ir minēti zemāk, un, lai pabeigtu dažus lineārus alkānus:
-Ethane (C 2 H 6 ): CH 3 CH 3
-Propane (C 3 H 8 ): CH 3 CH 2 CH 3
- n- heptāna (C 7 H 16 ): CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 .
- n -Decane (C 10 H 22 ): CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 .
- n- Hexadecane (C 16 H 34 ): CH 3 (CH 2 ) 14 CH 3 .
- n -Nonadecane (C 19 H 40 ): CH 3 (CH 2 ) 17 CH 3 .
- n -Eicosane (C 20 H 42 ): CH 3 (CH 2 ) 18 CH 3 .
- n -Hectane (C 100 H 202 ): CH 3 (CH 2 ) 98 CH 3 .
Atsauces
- Carey F. (2008). Organiskā ķīmija. (Sestais izdevums). Mc Graw Hill.
- Morisons, RT un Boids, R., N. (1987). Organiskā ķīmija. (5. izdevums). Redakcijas Addison-Wesley Interamericana.
- Grehems Solomons TW, Kreigs B. Frīls. (2011). Organiskā ķīmija. Amīni. (10. izdevums.). Wiley Plus.
- Jonathan M. Goodman. (1997). Kāda ir garākā nesazarotā Alkāne ar lineāru globālo minimālo uzbūvi? J. Chem. Inf. Sci., 1997, 37, 5, 876-878.
- Garsija Nissa. (2019. gads). Kas ir alkāni? Pētījums. Atgūts no: study.com
- Kevins A. Boudreauks kungs. (2019. gads). Alkāni. Atgūts no: angelo.edu
- Taisnu ķēžu alkēnu saraksts. . Atgūts no: laney.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 7. septembris). Nosauciet pirmos 10 alkānus. Atgūts no: domaco.com
- Quirky Science. (2013. gada 20. marts). Taisnu ķēžu alkāni: paredzamās īpašības. Atgūts no: quirkyscience.com
- Wikipedia. (2019. gads). Augstāki alkāni. Atgūts no: en.wikipedia.org