Hidrocarburi limită: caracteristici generale, izomerie, proprietăți chimice

Hidrocarburile sunt cea mai simplă clasă de substanțe organice, moleculele lor având atomi de numai două elemente chimice - carbon și hidrogen. Dintre diferitele hidrocarburi care utilizează metodele de sinteză chimică, majoritatea claselor compuși organici.

Hidrocarburile sunt împărțite în două subclase - aciclice și ciclice. Prin hidrocarburi aciclice sau hidrocarburi grase sau hidrocarburi alifatice, includ următoarele grupe: hidrocarburi saturate (alcani), nesaturate (alchene, alchine, diene), terpene aciclice. Hidrocarburile ciclice sunt reprezentate de grupări de cicloparafine, arene și terpene ciclice. Uneori, terpenele se referă la obiectele studiului chimiei bioorganice.

hidrocarburi saturate (alcani) - compus din molecule de carbon și hidrogen, în care toate valență rămase după legătura dintre atomii de carbon sunt o legătură simplă, saturate atomi de carbon de hidrogen. Toate alcanii pot fi considerați derivați sau omologi ai metanului. Dacă din metan, care are formula moleculară CH4, luați unul un atom de hidrogen, se formează un CH3 radical. Datorită faptului că în molecula unei substanțe organice cum ar fi carbon este de obicei tetravalent, conectarea a două astfel de radicali determină apariția unui al doilea reprezentant al seriei omoloage - etan (C2H6). Dacă se formează etan din ia unul dintre atom de hidrogen, un radical etil, care, după conectarea la a treia Omologul formează CH3 - propan.

Analizând formula structurală propan, este ușor de stabilit că molecula sa include două tipuri de atomi de carbon - primar și secundar. Fiecare atom de carbon primar este legat la un atom de carbon prin propriile sale valențe, iar cel secundar prin două valențe cu doi atomi de carbon. Dacă îndepărtăm atomul de hidrogen din atomul de carbon primar al propanului, se formează un propil primar, de la secundar - un propil secundar. Adăugarea la metil propil primar sau secundar conduce la formarea speciilor structurale ale celui de-al patrulea omolog. Formează doi compuși - butan normal cu lanț carboxilic cu catenă liniară și izobutan cu lanț de carbon ramificat.

Hidrocarburi limită: structură

Un reprezentant tipic alcanilor este metanul. Formula moleculară CH4. Moleculele alcanice sunt caracterizate printr-o legătură sigma. În molecula de metan, atomul de carbon formează patru legături covalente datorită unui s- și a trei p-orbitale și fiecare atom de hidrogen se datorează s-orbitalilor.

Hidrocarburi limită: nomenclatură și izomerism

Când deducem formulele structurale serii omoloage metan, pornind de la butanul C4H10, ne întâlnim cu fenomenul izomerismului. De exemplu, formula moleculară C4H10 corespunde la doi compuși individuali, C5H12 - trei. Ulterior, numărul de izomeri cu numărul de atomi de carbon în moleculă a unei creșteri alean. De exemplu, formula moleculară S6N14 îndeplinesc cinci formule structurale și compuși individuali, respectiv, S7N16 - 9, S8N18 - 18, C10H22 - 76 S12N26 - 355. Primele patru alcani reprezentative - gazele din al cincilea până la al doisprezecelea - lichid, deoarece a șaisprezecea - solide .

Proprietăți chimice ale hidrocarburilor saturate

Toate hidrocarburile limitative sunt substanțe inerte. Acest lucru se explică prin faptul că în moleculele de alcani, atomii de carbon și hidrogen sunt legați împreună prin legăturile sigma, deci acești compuși nu pot atașa atomii de hidrogen. Alcanii intră în reacții radicale de halogenare, nitrare și de scindare. În procesul de halogenare, atomii de halogen înlocuiesc cu ușurință atomii de hidrogen din molecula de alcan. Atunci când este nitridat, gruparea nitro înlocuiește ușor hidrogenul în terțiar, mai dificil - în atomii de carbon secundari și primari.

Limitați și hidrocarburi nesaturate sunt materii prime pentru obținerea unei varietăți de substanțe organice. Prin desprinderea atomilor de hidrogen din hidrocarburile finale, se poate obține un conținut nesaturat (alcene, alchine).