- Ķīmiskās struktūras
- Ķīmiskās un fizikālās īpašības
- Viršanas un kušanas punkti
- Blīvums
- Nomenklatūra un piemēri
- Atsauces
The sazarotu alkāniem ir piesātināti ogļūdeņraži, kuru būvēm nav sastāv no lineāras ķēdes. Taisnas ķēdes alkānus no sazarotajiem izomēriem atšķir, pievienojot burtu n pirms nosaukuma. Tādējādi n-heksāns nozīmē, ka struktūra sastāv no sešiem oglekļa atomiem, kas izlīdzināti virknē.
Kailā koka lapotnes zarus (apakšējais attēls) varētu salīdzināt ar sazarotu alkānu zariem; tomēr tā ķēžu, neatkarīgi no tā, vai tās ir galvenās, sekundārās vai terciārās, biezumam ir visi vienādi izmēri. Kāpēc? Jo visās vienkāršajās saitēs ir C-C.
Avots: Pixabay
Kokiem augot, tie parasti sazarojas; tāpat kā alkāni. Pastāvīgas ķēdes uzturēšana ar noteiktām metilēna vienībām (–CH 2 -) ietver virkni enerģētisko apstākļu. Jo vairāk enerģijas ir alkāniem, jo lielāka tendence sazaroties.
Gan lineāriem, gan sazarotiem izomēriem ir vienādas ķīmiskās īpašības, taču ar nelielām atšķirībām to viršanas temperatūrā, kušanas temperatūrā un citās fizikālajās īpašībās. Sazarota alkāna piemērs ir 2-metilpropāns, kas ir vienkāršākais no visiem.
Ķīmiskās struktūras
Sazarotajiem un lineārajiem alkāniem ir tāda pati vispārējā ķīmiskā formula: C n H 2n + 2 . Tas ir, abos noteiktā skaitā oglekļa atomu ir vienāds ūdeņražu skaits. Tādēļ divu veidu savienojumi ir izomēri: tiem ir viena formula, bet atšķirīgas ķīmiskās struktūras.
Kas vispirms tiek novērots lineārajā ķēdē? Ierobežots skaits metilēna grupu, –CH 2 - . Tādējādi, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ir taisna ķēde alkāns sauc par n-heptāna.
Ņemiet vērā piecas secīgās metilēna grupas. Jāatzīmē arī, ka šīs grupas veido visas ķēdes un tāpēc ir vienāda biezuma, bet ar mainīgu garumu. Ko vēl var teikt par viņiem? Kas ir 2. oglekļa atoms, tas ir, ogleklis, kas savienots ar diviem citiem.
Lai minētais n-heptāns sazarotos, ir jāpārkārto tā ogleklis un ūdeņradis. Kā? Mehānismi var būt ļoti sarežģīti un ietvert atomu migrāciju un pozitīvu sugu veidošanos, kas pazīstamas kā karbokācijas (–C + ).
Tomēr uz papīra pietiek, lai struktūru sakārtotu tā, lai būtu 3. un 4. ogleklis; citiem vārdiem sakot, oglekļi, kas savienoti ar trim vai četriem citiem. Šis jaunais pasūtījums ir stabilāks nekā ilgi CH 2 grupu kopas . Kāpēc? Jo 3. un 4. ogleklis ir enerģētiski stabilāks.
Ķīmiskās un fizikālās īpašības
Sazaroti un lineāri alkāni, kuriem ir vienādi atomi, saglabā tās pašas ķīmiskās īpašības. Viņu saites paliek vienkāršas, C - H un C - C, un ar nelielu atšķirību starp elektronegativitātēm, tāpēc to molekulas ir nepolāras. Iepriekš minētā atšķirība ir saistīta ar 3. un 4. oglekli (CHR 3 un CR 4 ).
Tomēr, ķēdei sadaloties izomēros, tas maina molekulu savstarpējo mijiedarbību.
Piemēram, veids, kā savienot divus lineārus koka zarus, nav tas pats, kas divus augsti sazarotus novietot vienu virs otra. Pirmajā situācijā ir daudz kontaktu ar virsmu, bet otrajā pārsvarā ir “spraugas” starp zariem. Dažas filiāles mijiedarbojas vairāk ar otru, nevis ar galveno filiāli.
Tas viss rada līdzīgas vērtības, bet daudzās fizikālajās īpašībās tās nav.
Viršanas un kušanas punkti
Alkānu šķidrā un cietā fāze tiek pakļauti starpmolekulāriem spēkiem īpašos spiediena un temperatūras apstākļos. Tā kā sazaroto un lineāro alkānu molekulas nesadarbojas vienādi, arī to šķidrumi vai cietās vielas nebūs vienādi.
Kušanas un viršanas temperatūra palielinās līdz ar oglekļa atomu skaitu. Lineāriem alkāniem tie ir proporcionāli n. Bet sazarotajiem alkāniem situācija ir atkarīga no tā, cik sazarota ir galvenā ķēde un kādi ir aizvietotāji vai alkilgrupas (R).
Ja lineārās ķēdes tiek uzskatītas par līkloču rindām, tad tās lieliski derēs viena otrai; bet ar sazarotajām galvenajām ķēdēm gandrīz nav mijiedarbības, jo aizvietotāji tos atšķir viens no otra.
Rezultātā sazarotajiem alkāniem ir mazāka molekulārā saskarne, un tāpēc to kušanas un viršanas temperatūrai mēdz būt nedaudz zemāka. Jo sazarotāka struktūra, jo mazākas šīs vērtības joprojām būs.
Piemēram, n-pentāns (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) has a PEB of 36.1 ° C, kamēr 2-metil-butāns (CH 3 CH 2 (CH 3 ) CH 2 CH 3 ) un 2,2-dimetil-propane (C (CH 3 ) 4 ) no 27,8 un 9,5 ° C.
Blīvums
Izmantojot to pašu pamatojumu, sazarotie alkāni ir nedaudz mazāk blīvi, ņemot vērā faktu, ka tie aizņem lielāku tilpumu, jo mazinās virszemes kontakts starp galvenajām ķēdēm. Tāpat kā lineārie alkāni, tie nav sajaukti ar ūdeni un peld virs tā; tas ir, tie ir mazāk blīvi.
Nomenklatūra un piemēri
Avots: Gabriel Bolívar
Augšējā attēlā parādīti pieci sazarotu alkānu piemēri. Ņemiet vērā, ka zariem ir 3. vai 4. oglekļa atoms. Bet kāda ir galvenā ķēde? Tas, kurā ir vislielākais oglekļa atomu skaits.
-Tā ir vienaldzīgi, jo neatkarīgi no tā, kura ķēde tiek izvēlēta, abiem ir 3 C. Tātad, tā nosaukums ir 2-metil-propāns. Tas ir butāna C 4 H 10 izomērs .
-Alkānam B no pirmā acu uzmetiena ir divi aizvietotāji un gara ķēde. –CH 3 grupas ir numurētas tā, lai tām būtu vismazākais skaits; tāpēc oglekli sāk skaitīt no kreisās puses. Tādējādi B sauc par 2,3-dimetilheksānu.
-For C tas pats attiecas arī B Galvenais ķēde ir 8 C, un divi aizvietotāji, kas ir CH 3 un CH 2 CH 3 ir vairāk uz kreisajā pusē atrodas. Tāpēc tā nosaukums ir: 4-etil-3-metiloktāns. Ņemiet vērā, ka -etila aizvietotājs pirms metilgrupas ir minēts alfabēta secībā.
-D gadījumā nav svarīgi, kur tiek ieskaitīti galvenās ķēdes oglekļi. Tās nosaukums ir: 3-etil-propāns.
-Uzbeidzot E, nedaudz sarežģītāku sazarotu alkānu, galvenajā ķēdē ir 10 C un tā sāk skaitīties no jebkuras CH 3 grupas kreisajā pusē. Šādi rīkojoties, tā nosaukums ir: 5-etil-2,2-dimetil-dekāns.
Atsauces
- Kerija, FA (2006). Organiskās ķīmijas sestais izdevums. Mc Graw Hill izdevniecība, 74.-81.lpp.
- Džons T. Mūrs, Kriss Hrens, Pīters J. Mikuleckis. Kā nosaukt sazarotos alkānus ķīmijā. Atgūts no: dummies.com
- Dr Ian Hunt. (2014). Vienkārši sazaroti alkani. Paņemts no: chem.ucalgary.ca
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 8. janvāris). Sazarotās ķēdes Alkāna definīcija. Atgūts no: domaco.com
- Ķīmija LibreTexts. Sazarotu ķēžu alkani. Paņemts no: chem.libretexts.org
- Alkāni: struktūra un īpašības. Ņemts no: uam.es
- Nomenklatūra: alkāni. . Iegūts no: quimica.udea.edu.co