Alkanes หรือคุณสมบัติของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวศัพท์เฉพาะตัวอย่าง

แอลเคน หรือ ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว พวกเขามีลักษณะโดยมีในโครงสร้างของพวกเขาเพียงพันธบัตรโควาเลนต์ง่าย ๆ ซึ่งหมายความว่าอะตอมของคาร์บอนที่มีอยู่ในสปีชีส์เหล่านี้เชื่อมโยงกับอะตอมไฮโดรเจนในปริมาณสูงสุดซึ่งเป็นไปได้ในการสร้างพันธะด้วยเหตุนี้พวกมันจึงถูกเรียกว่า เปี่ยม.

ในเอกภพของเคมีอินทรีย์อัลเคนหรือที่รู้จักกันในชื่อพาราฟินถือได้ว่าเป็นสายพันธุ์ที่มีความสำคัญมากซึ่งเป็นกลุ่มของอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน (เช่นเดียวกับไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว).

ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่ง่ายที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้นั้นนำมาเป็นตัวอย่าง: มีเธนสารประกอบที่อยู่ในสถานะก๊าซภายใต้สภาพแวดล้อมมาตรฐาน (25 ° C และ atm) ซึ่งมีสูตรคือ CH₄.

ดังที่เห็นได้ว่าอะตอมของคาร์บอนเพียงอะตอมเดียวที่มีอยู่ในโมเลกุลนี้มีพันธะง่าย ๆ สี่อันหนึ่งอะตอมต่อไฮโดรเจนแต่ละอะตอม.

Alkenes และ alkynes มีการใช้ในเชิงพาณิชย์ที่สำคัญเช่นในกรณีของเอทิลีนและโพรพิลีน แต่พวกมันก็เป็นสารประกอบที่ตอบสนองได้ดีกว่าไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวทำให้พวกมันมีปฏิกิริยาในระดับสูงที่เกิดจากอัลคีนและอัลคีนทั่วไป.

ดัชนี

• 1 ศัพท์ของอัลเคน
  • 1.1 ระบบการตั้งชื่อไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเชิงเส้น
  • 1.2 ศัพท์เฉพาะของไฮโดรคาร์บอนที่อิ่มตัวแล้ว
  • 1.3 ระบบการตั้งชื่อไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแบบวงกลม
• 2 คุณสมบัติ
  • 2.1 เรขาคณิตไอโซเมอไรเซชัน
  • 2.2 ความเป็นกรด
  • 2.3 ขั้ว
  • 2.4 จุดเดือดและจุดหลอมเหลว
• 3 ตัวอย่างของ alkanes
  • 3.1 alkanes เชิงเส้น
  • 3.2 แยกแอลเคน
  • 3.3 Cycloalkanes
• 4 อ้างอิง

ระบบการตั้งชื่ออัลเคน

เพื่อที่จะตั้งชื่อ alkanes หรือไฮโดรคาร์บอนที่อิ่มตัวอย่างถูกต้องสิ่งแรกที่ต้องจำไว้คือตาม IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ไม่ควรใช้ศัพท์ที่เป็นระบบสำหรับอัลเคนที่ง่ายที่สุดทั้งสี่.

ศัพท์เฉพาะของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเชิงเส้น

สารประกอบเหล่านี้มีสูตรทั่วไป C_nH_{2n + 2}, เมื่อค่าของ n สามารถเป็นจำนวนเต็มบวกได้เท่านั้น (n = 1,2, ... ) และพวกมันถูกตั้งชื่อโดยใช้คำนำหน้าซึ่งสอดคล้องกับจำนวนอะตอมของคาร์บอนและต่อท้ายจะถูกเพิ่มเข้าไป -ทวารหนัก.

ดังนั้นโมเลกุลสี่อิ่มตัวแรกคือ: มีเธน (CH)₄), อีเทน (C.)₂H₆) โพรเพน (C)₃H₈) และบิวเทน (C₄H₁₀).

ในการเริ่มต้นด้วยการตั้งชื่อของแอลเคนที่มีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ห้าถึงสิบอะตอมจำนวนของอะตอมเหล่านี้ที่มีอยู่ในสายโซ่ที่ยาวที่สุดจะถูกนับรวมตราบเท่าที่ยังคงต่อเนื่อง.

นอกจากนี้ในกรณีที่อัลเคนหักลบอะตอมไฮโดรเจนมันจะกลายเป็นสารตั้งต้นซึ่งก็คือกลุ่มที่มีการเปลี่ยนแปลงการเลิกจ้าง -ทวารหนัก โดย -YL. ตัวอย่างเช่นมีเทน (CH₄) จะกลายเป็นเมทิล (-CH₃) และในทำนองเดียวกันกับโมเลกุลอื่น ๆ.

เมื่อพิจารณาถึงสิ่งที่ได้กล่าวไปแล้วและเพิ่มเติมว่าการนับต้องเริ่มต้นด้วยอะตอมของคาร์บอนที่มีองค์ประกอบย่อยที่ใกล้ที่สุดอยู่เสมอตำแหน่งขององค์ประกอบย่อยตามด้วยชื่อของอัลเคนจะถูกระบุ.

ดังนั้นสารประกอบดังกล่าวเรียกว่า 3-methylpentane.

ศัพท์เฉพาะของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว

ในทำนองเดียวกัน alkanes แบบโซ่กิ่งมีสูตรทั่วไปเหมือนกับ alkanes แบบเชิงเส้น แต่มี n> 2 ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมแทนหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งอะตอมไฮโดรเจนที่ตั้งขององค์ประกอบเหล่านี้ควรจะสังเกต.

หากมีกลุ่มอัลคิลที่คล้ายกันหลายแขนงจะใช้นิพจน์ di-, ไตร- หรือ Tetra- เพื่อระบุปริมาณของส่วนประกอบย่อยเหล่านี้นำหน้าด้วยการระบุตำแหน่งและปิดท้ายด้วยชื่อของแอลเคน.

ในกรณีที่สารตั้งต้นนั้นแตกต่างกันพวกมันจะถูกตั้งชื่อตามลำดับตัวอักษรและอาจมีสารที่ไม่ใช่คาร์บอนเช่นคลอรีน (Cl) หรือไนโตร (ไม่มี)₂).

ในทุกกรณีหากต้องการนับจำนวนคาร์บอนของสายโซ่หลักจำนวนที่น้อยที่สุดจะถูกกำหนดให้กับคาร์บอนที่เชื่อมโยงกับส่วนประกอบย่อยต่ำสุดตามลำดับตัวอักษรและจะดำเนินการตามทิศทางนั้น.

ศัพท์เฉพาะของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแบบวงกลม

ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเป็นที่รู้จักกันดีในนาม cycloalkanes พวกเขามีสูตรทั่วไป C_nH_2n, โดยที่ n = 3,4, ...

ในโมเลกุลของสารอินทรีย์เหล่านี้อะตอมของคาร์บอนที่ก่อตัวมันจะถูกจัดเรียงในลักษณะที่ปิดนั่นคือโครงสร้างของพวกมันก่อตัวเป็นวงแหวน.

ในการตั้งชื่อสายพันธุ์เหล่านี้เราปฏิบัติตามแนวทางที่อธิบายไว้ข้างต้นสำหรับ alkanes เชิงเส้นและกิ่งก้านเพียงเพิ่มคำนำหน้าเท่านั้น วงจร-. นอกจากนี้ยังพิจารณา cyclopropane (C)₃H₆) เป็น cycloalkane ที่ง่ายที่สุด.

ในทำนองเดียวกันโมเลกุลเหล่านี้สามารถมีวงแหวนมากกว่าหนึ่งวงที่รวมอยู่ในห่วงโซ่หลักของมันโดยมีอะตอมคาร์บอนขั้นต่ำเท่ากับสามและแม้กระทั่งสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนสูง.

สรรพคุณ

ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีคุณสมบัติหลักในการสร้างพันธะอย่างง่ายระหว่างอะตอมของพวกเขาซึ่งทำให้พวกเขาเป็นกลุ่มของโมเลกุลจำนวนมากและให้คุณสมบัติที่ค่อนข้างเฉพาะดังรายละเอียดด้านล่าง:

ไอโซเมอไรเซชันเชิงเรขาคณิต

โครงสร้างของโมเลกุลอัลเคนทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเนื่องจากโครงสร้างของพันธะทั้งสี่ที่คาร์บอนสามารถก่อตัวได้.

ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าในโมเลกุลเหล่านี้คาร์บอนมีการผสมแบบลูกผสม³, มุมระหว่างอะตอมที่อยู่ติดกันอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของอะตอม.

เพื่อที่จะอธิบายอย่างแม่นยำมากขึ้นไซโคลคานเนชันมีมุมบิดที่ทำให้พวกเขามีลักษณะเฉพาะที่เรียกว่า stereochemistry ซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อพลังงานของโมเลกุลและปัจจัยอื่น ๆ ที่มีอยู่ในนั้นเช่นคุณสมบัติทางสเปก.

ความเปรี้ยว

ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแสดงปฏิกิริยาค่อนข้างต่ำต่ออิออนและสายพันธุ์อื่น ๆ ในเวลาเดียวกันพวกเขาแทบไม่มีปฏิกิริยากับกรดและสารอัลคาไลน์.

กระแสไฟฟ้า

อัลคาเนถือว่าไม่นำไฟฟ้าเพราะพวกเขามีขั้วเกือบเป็นศูนย์ต่อหน้าสนามไฟฟ้า ดังนั้นไม่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนเพื่อให้สามารถละลายได้ในตัวทำละลายขั้วโลก.

ดังนั้นพวกมันจึงละลายได้จริงในตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้วทั้งหมดซึ่งไม่สามารถละลายได้กับตัวทำละลายขั้วโลกเช่นน้ำ.

จุดเดือดและจุดหลอมเหลว

ในไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวระหว่างโมเลกุลเนื่องจากแรงแวนเดอร์วาลส์เกิดขึ้นซึ่งการปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งส่งผลให้จุดเดือดสูงขึ้น.

แนวโน้มที่คล้ายกันถูกตรวจพบสำหรับจุดหลอมเหลว แต่นี่เป็นเพราะความจุบรรจุภัณฑ์ของโมเลกุล.

เนื่องจากปฏิกริยาเหล่านี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับน้ำหนักโมเลกุลของสปีชีส์ยิ่งโมเลกุลมีขนาดใหญ่ขึ้นจะยิ่งมีจุดเดือดและละลายสูงขึ้น.

ดังนั้นการมีโครงสร้างที่เข้มงวดมากขึ้นซึ่งทำให้ระนาบการสัมผัสระหว่างโมเลกุลนั้นเป็นไปได้ cycloalkanes จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงกว่า alkane เชิงเส้นที่สอดคล้องกัน.

ตัวอย่างของอัลเคน

แอลเคนเชิงเส้น

มีเทน: เป็นก๊าซที่ไม่มีสีและไม่มีกลิ่นที่ผลิตขึ้นอย่างอุดมสมบูรณ์ในธรรมชาติและเป็นผลิตภัณฑ์ของกิจกรรมมนุษย์บางอย่าง มีเทนเป็นสมาชิกแอลเคนที่ง่ายที่สุดและเป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพมากที่สุด (Encyclopædia Britannica, 2017).

อีเทน: เป็นก๊าซที่พบส่วนใหญ่ในก๊าซธรรมชาติและใช้ในการผสมกับก๊าซอื่น ๆ เพื่อผลิตเชื้อเพลิง.

โพรเพน: เป็นก๊าซไม่มีสีซึ่งพบในก๊าซธรรมชาติและใช้เป็นเชื้อเพลิงในบ้านและอุตสาหกรรม สูตรทางเคมีของโพรเพนคือ C₃H₈ และมันคือสูตรเพิ่มเติมคือ CH₃CH₂CH₂ (สูตรโพรเพน, S.F).

บิวเทน: หรือ n-butane เป็นหนึ่งในหลายสิบของก๊าซที่สกัดจากก๊าซธรรมชาติดิบและยังสามารถผลิตได้จากน้ำมันดิบ N-butane เป็นก๊าซไม่มีสีเอนกประสงค์ บิวเทนสามารถใช้สำหรับทำความร้อนระบายความร้อนและเชื้อเพลิงสำหรับไฟแช็ค.

N-เพนเทน: เป็นของเหลวใสไม่มีสีมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมัน Pentane พบได้ในเครื่องดื่มแอลกอฮอล์และน้ำมันฮอพ อัลเคนนี้เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงบางชนิดและใช้เป็นตัวทำละลายพิเศษในห้องปฏิบัติการ.

N-เฮกเซน: เป็นของเหลวใสไม่มีสีมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมัน มันถูกพบในผลไม้รสเปรี้ยวและใช้ในการสกัดน้ำมันที่บริโภคได้จากเมล็ดและผักเป็นตัวทำละลายสำหรับการใช้งานพิเศษและเป็นสารทำความสะอาด.

N-heptane: เป็นของเหลวใสไม่มีสีมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมัน พบในกระวาน หนาแน่นน้อยกว่าน้ำและไม่ละลายในน้ำ ไอหนักกว่าอากาศ.

N-ออกเทน: เป็นของเหลวไม่มีสีไม่มีกลิ่นน้ำมันเบนซิน หนาแน่นน้อยกว่าน้ำและไม่ละลายในน้ำ ดังนั้นมันลอยอยู่บนน้ำ ผลิตไอที่ระคายเคือง.

เมทิลคลอไรด์: เรียกอีกอย่างว่าคลอโรมีเทนเป็นก๊าซไม่มีสี เป็น haloalkane ที่ง่ายที่สุดที่ใช้ในการผลิตซิลิโคนโพลีเมอร์และในการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีอื่น ๆ.

คลอโรฟอร์ม: เป็นของเหลวที่ไม่มีสีมีกลิ่นและมีความผันผวนสูงซึ่งถูกใช้อย่างกว้างขวางในคุณสมบัติของยาสลบ เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้มันมีชื่อเสียงในความสามารถในการทำให้มึนงงหรือตีผู้คนแม้ว่าจะบริโภคในปริมาณน้อย (MoviesDoes Chloroform ทำให้คุณประหลาดใจอย่างรวดเร็วเหมือนกับที่พวกเขาแสดงในภาพยนตร์?, 2016).

คาร์บอนเตตระคลอไรด์: เรียกอีกอย่างว่า tetrachloromethane, ไม่มีสี, หนาแน่น, เป็นพิษสูง, ระเหยได้, ของเหลวไม่ติดไฟที่มีกลิ่นเฉพาะตัวและใช้เป็นตัวทำละลาย.

คลอโร: เป็นก๊าซที่ควบแน่นภายใต้ความดันเบา Chloroethane ใช้เป็นหลักในการบรรเทาอาการปวดท้องที่ในเวชศาสตร์การกีฬา (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, 2017).

bromoethaneยังเป็นที่รู้จักกันในนามเอทิลโบรไมด์มันเป็นของเหลวไม่มีสีที่ระเหยได้ซึ่งละลายได้และหนาแน่นกว่าน้ำเล็กน้อย ไอหนักกว่าอากาศ มันถูกใช้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ยาและเป็นตัวทำละลาย.

แยกแอลเคน

ไอโซ: เป็นก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นจาง ๆ ของน้ำมัน มันถูกส่งไปเป็นก๊าซเหลวภายใต้ความดันไอ สัมผัสกับของเหลวสามารถทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลือง มันติดไฟง่าย.

isopentane: เรียกอีกอย่างว่าเมธิลบิวเทน 2 คือของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นน้ำมันเบนซิน ลอยอยู่ในน้ำ ไอระเหยไวไฟและระคายเคือง (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, ฐานข้อมูลผสม PubChem;, 2017).

2 methylpentane: เป็นอัลเคนโซ่กิ่งที่มีสูตรโมเลกุล C₆H1₄. มันเป็นของเหลวที่มีกลิ่นของน้ำมันเบนซินที่ลอยอยู่บนน้ำและก่อให้เกิดไอที่ระคายเคือง.

3, 3-Dimethylhexane: พบในสมุนไพรและเครื่องเทศ 3, 3-Dimethylhexane เป็นส่วนประกอบของน้ำมันของ Osmanthus fragrans (osmanthus หวาน) และโสม.

2, 3-Dimethylhexane: พบในผลไม้ 2,3-Dimethylhexane เป็นองค์ประกอบที่ระเหยได้ของแป้ง.

neopentane: เป็นของเหลวหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในแอลกอฮอล์ (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, 2015).

2, 2, 4-trimethylpentane: หรือ isooctane ถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมผ่านการผลิตการใช้และการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมปิโตรเลียม 2,2,4-trimethylpentane ทะลุผิวหนังของมนุษย์และทำให้เกิดการตายของผิวหนังและเนื้อเยื่อในมือจำเป็นต้องได้รับการผ่าตัด (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, 2017).

cycloalkanes

cyclopropane: เป็นก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมัน สัมผัสกับของเหลวสามารถทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลือง มันสามารถหายใจไม่ออกโดยการกำจัดของอากาศและมีผลกระทบยาเสพติดในความเข้มข้นสูง.

cyclobutane: ก๊าซที่ควบแน่นเป็นของเหลวที่ 13 องศาเซลเซียสไม่ละลายในน้ำ ละลายได้ในแอลกอฮอล์อะซิโตนและอีเธอร์.

cyclopentane: เป็นของเหลวใสไม่มีสีมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมัน หนาแน่นน้อยกว่าน้ำและไม่ละลายในน้ำ ไอหนักกว่าอากาศ.

cyclohexane: พบใน rutabaga เจือจางสารผสมสีเจือปนสำหรับใช้ในอาหาร.

cycloheptane: เป็นของเหลวไม่มีสีไม่ละลายน้ำและหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ การสูดดมที่ความเข้มข้นสูงอาจมีผลกระทบต่อยาเสพติด มันถูกใช้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เคมีอื่น ๆ.

cyclooctane: เป็นโพลีไซคลิกไฮโดรคาร์บอนของอะตอมคาร์บอนเก้าอะตอม ไม่ละลายในน้ำ.

METHYLCYCLOHEXANE: เป็นของเหลวใสไม่มีสีมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมัน ใน methylcyclohexane โครงสร้างของเก้าอี้ที่กลุ่มเมทิลขนาดใหญ่เป็นเส้นศูนย์สูตรมีเสถียรภาพมากที่สุดและดังนั้นประชากรที่มีความสอดคล้องมากที่สุด (Carey, 2011).

Isopropyl cyclohexane: เป็นของเหลวไม่มีสีที่พบในผลไม้ Isopropyl cyclohexane พบใน Carica papaya (papaya).

methylcyclopentane: เป็นของเหลวที่ไม่มีสีไม่ละลายและมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ไอระเหยสามารถทำให้หลงไหลและระคายเคืองได้ Methylcyclopentane แยกได้จาก Helianthus annuus (ทานตะวัน).

norborane: เป็นอัลเคน bicyclic หรือที่เรียกว่า bicyclo [2.2.1] heptane ของสูตร C7H12.

การอ้างอิง

1. แอลเคน. (2016, 28 พฤศจิกายน) สืบค้นจาก chem.libretexts.org.
2. แอลเคน. ( S.F. ) สืบค้นจาก hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). แอลเคน. เรียกดูจาก bbc.co.uk.
4. Carey, F. A. (2011, 2 ธันวาคม). ไฮโดรคาร์บอน. กู้คืนจาก britannica.
5. สารานุกรมบริแทนนิกา (2017, 24 มีนาคม). มีเทน. กู้คืนจาก britannica.com.
6. Khan Academy ( S.F. ). Alkanes, cycloalkanes และกลุ่มที่ใช้งานได้. กู้คืน dekhanacademy.org แล้ว.
7. MoviesDoes Chloroform ทำให้คุณกระฉับกระเฉงเหมือนอย่างที่พวกเขาแสดงในภาพยนตร์? (2016) กู้คืนจาก Scienceabc.
8. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ ... (2017, 06 พฤษภาคม). PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 6337. ดึงมาจาก PubChem.
9. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. (2015, 6 พฤษภาคม). PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 10041. ดึงมาจาก PubChem.
10. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. (2017, 6 พฤษภาคม). PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 10907. ดึงมาจาก PubChem.
11. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; (2017, 6 พฤษภาคม). PubChem Compound Database; CID = 6556,. ดึงมาจาก PubChem.
12. สูตรโพรเพน. ( S.F. ) กู้คืนจาก softschools.com.