โครงสร้างของอัลเคนที่แยกตามคุณสมบัติคุณสมบัติระบบการตั้งชื่อและตัวอย่าง



แอลเคนแยกเป็นสาขา พวกมันคือไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่มีโครงสร้างไม่ประกอบด้วยโซ่แบบเชิงเส้น อัลเคนเชิงเส้นตรงนั้นแตกต่างจากไอโซเมอร์ที่แยกได้ของพวกมันโดยการเพิ่มตัวอักษร n anteceding ชื่อ ดังนั้น n-hexane หมายถึงโครงสร้างประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนหกอะตอมที่อยู่ในแนวเดียวกัน.

กิ่งก้านของต้นไม้ที่ถูกปลดออก (ภาพด้านล่าง) สามารถเปรียบเทียบได้กับกิ่งของแอลเคน อย่างไรก็ตามความหนาของโซ่ของพวกเขาไม่ว่าจะเป็นตัวหลักรองหรือตติยภูมิมีขนาดเท่ากันทั้งหมด ทำไม? เพราะในลิงค์ C-C ทั้งหมดนั้นมีอยู่.

ต้นไม้ที่พวกมันเติบโตมักจะแตกแขนงออกไป เช่นเดียวกับ alkanes รักษาโซ่คงที่ด้วยเมธิลีนบางหน่วย (-CH2-) แสดงถึงชุดของเงื่อนไขที่มีพลัง ยิ่งอัลเคนมีพลังงานมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีแนวโน้มที่จะแตกกิ่งก้านสาขามากขึ้นเท่านั้น.

ไอโซเมอร์ทั้งเชิงเส้นและแบบกิ่งมีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน แต่มีความแตกต่างกันเล็กน้อยในการเดือดการหลอมเหลวและคุณสมบัติทางกายภาพอื่น ๆ ตัวอย่างของอัลเคนแยกเป็น 2-methyl-propane ซึ่งง่ายที่สุดของทั้งหมด.

ดัชนี

  • 1 โครงสร้างทางเคมี
  • 2 คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพ
    • 2.1 จุดเดือดและจุดหลอมเหลว
    • 2.2 ความหนาแน่น
  • 3 ศัพท์และตัวอย่าง
  • 4 อ้างอิง

โครงสร้างทางเคมี

อัลคาไลน์ที่แยกเป็นกิ่งและเชิงเส้นมีสูตรทางเคมีทั่วไปเหมือนกัน: CnH2n + 2. นั่นคือทั้งสองอย่างสำหรับอะตอมคาร์บอนจำนวนหนึ่งมีจำนวนไฮโดรเจนเท่ากัน ดังนั้นสารประกอบสองชนิดคือไอโซเมอร์พวกมันมีสูตรเดียวกัน แต่มีโครงสร้างทางเคมีที่แตกต่างกัน.

สิ่งที่สังเกตเห็นเป็นครั้งแรกในห่วงโซ่เชิงเส้น? กลุ่มเมทิลลีนจำนวน จำกัด , -CH2-. ดังนั้น CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 เป็นอัลเคนเชนเชิงเส้นที่เรียกว่า n-heptane.

โปรดสังเกตกลุ่มเมธิลีนห้ากลุ่มติดต่อกัน นอกจากนี้ควรสังเกตว่ากลุ่มเหล่านี้ประกอบโซ่ทั้งหมดและดังนั้นจึงมีความหนาเท่ากัน แต่มีความยาวแปรผัน มีอะไรอีกที่จะพูดเกี่ยวกับพวกเขา? ซึ่งเป็นคาร์บอนลำดับที่ 2 นั่นคือคาร์บอนจะเชื่อมโยงกับคาร์บอนสองตัว.

สำหรับ n-heptane ที่กล่าวมาเพื่อแยกมันเป็นสิ่งจำเป็นในการจัดเรียงใหม่ของ carbons และ hydrogens อย่างไร? กลไกเหล่านี้มีความซับซ้อนมากและเกี่ยวข้องกับการย้ายถิ่นของอะตอมและการก่อตัวของสปีซีส์ในเชิงบวกที่รู้จักกันในชื่อ carbocations (-C+).

อย่างไรก็ตามบนกระดาษมันก็เพียงพอที่จะสั่งซื้อโครงสร้างในลักษณะที่มีคาร์บอนที่ 3 และ 4; กล่าวอีกนัยหนึ่งคาร์บอนเชื่อมโยงกับสามหรือสี่คนอื่น ๆ การจัดเรียงใหม่นี้มีความเสถียรมากกว่าการจัดกลุ่มแบบยาวของกลุ่ม CH2. ทำไม? เนื่องจากคาร์บอนที่ 3 และ 4 มีความเสถียรมากกว่า.

คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ

alkanes แยกและเป็นเชิงเส้นมีอะตอมเดียวกันเก็บคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน พันธบัตรของพวกเขายังคงง่าย C-H และ C-C และมีความแตกต่างเล็กน้อยใน electronegativities ดังนั้นโมเลกุลของพวกเขาคือ apolar ความแตกต่างดังกล่าวข้างต้นอยู่ในลำดับที่ 3 และ 4 (CHR)3 และ CR4).

อย่างไรก็ตามโดยการแยกสายโซ่ใน isomers วิธีที่โมเลกุลมีปฏิสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของกันและกัน.

ตัวอย่างเช่นวิธีที่กิ่งก้านของต้นไม้สองต้นมารวมกันนั้นไม่เหมือนกับการวางกิ่งก้านสาขาสองกิ่งไว้บนต้นไม้ ในสถานการณ์แรกมีการสัมผัสผิวเผินมากในขณะที่สองมี "รู" ระหว่างกิ่ง บางสาขามีปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่นมากกว่าสาขาหลัก.

ทั้งหมดนี้นำไปสู่ค่าที่คล้ายกัน แต่ไม่เท่ากันในคุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่าง.

จุดเดือดและจุดหลอมเหลว

ขั้นตอนของของเหลวและของแข็งของอัลเคนนั้นขึ้นอยู่กับแรงระหว่างโมเลกุลภายใต้ความดันและอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจง เนื่องจากโมเลกุลของอัลเคนแตกแขนงและเป็นเส้นตรงไม่มีปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกันทั้งของเหลวและของแข็งจะไม่เหมือนกัน.

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดเพิ่มขึ้นตามจำนวนคาร์บอน สำหรับอัลเคนเชิงเส้นสิ่งเหล่านี้จะเป็นสัดส่วน n. แต่สำหรับอัลเคนที่แยกแล้วสถานการณ์จะขึ้นอยู่กับวิธีการแยกสายโซ่หลักและกลุ่มย่อยหรือแอลคิลคืออะไร (R).

หากโซ่เชิงเส้นถือเป็นแถวของคดเคี้ยวไปมาพวกเขาสามารถพอดีกัน; แต่ด้วยการแยกกิ่งโซ่หลักแทบไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์เพราะองค์ประกอบย่อยทำให้พวกมันแตกต่างจากกันและกัน.

เป็นผลให้อัลเคนแยกเป็นชิ้นส่วนมีพื้นผิวสัมผัสโมเลกุลขนาดเล็กดังนั้นจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของพวกเขามีแนวโน้มที่จะลดลงเล็กน้อย ยิ่งโครงสร้างมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่าใดค่าเหล่านี้ก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น.

ตัวอย่างเช่น n-pentane (CH3CH2CH2CH2CH3) มี Peb ที่ 36.1 ° C ในขณะที่ 2-methyl-butane (CH3CH2(CH3) CH2CH3) และ 2,2-dimethylpropane (C (CH3)4) จาก 27.8 และ9.5ºC.

ความหนาแน่น

ด้วยการใช้เหตุผลแบบเดียวกันแอลเคนแบบแขนงจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าเล็กน้อยเนื่องจากมันมีปริมาตรมากขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการลดการสัมผัสพื้นผิวระหว่างโซ่หลัก เช่นเดียวกับอัลเคนเชิงเส้นพวกเขาจะไม่สามารถจับได้ด้วยน้ำและลอยอยู่เหนือมัน นั่นคือพวกเขามีความหนาแน่นน้อยกว่า.

ศัพท์และตัวอย่าง

ห้าตัวอย่างของอัลเคนที่แยกแล้วจะแสดงในภาพด้านบน โปรดทราบว่ากิ่งก้านมีลักษณะโดยมีคาร์บอน 3 หรือ 4 แต่โซ่หลักคืออะไร? ด้วยจำนวนอะตอมคาร์บอนที่มากที่สุด.

-ใน A มันไม่แยแสเนื่องจากไม่ว่าจะเลือกโซ่ใดทั้งคู่มี 3 C จากนั้นชื่อของมันคือ 2-methyl-propane มันคือไอโซเมอร์ของบิวเทนซี4H10.

-อัลเคนบีมีตั้งแต่แรกเห็นสอง substituents และสายยาว ไปยังกลุ่ม -CH3 มีการแจกแจงในลักษณะที่มีจำนวนน้อยที่สุด ดังนั้นจึงนับจำนวนคาร์บอนจากด้านซ้าย ดังนั้น B เรียกว่า 2,3-dimethyl-hexane.

-สำหรับ C มันใช้เช่นเดียวกับสำหรับ B สายโซ่หลักมี 8 C และสององค์ประกอบย่อยคือ CH3 และ CH2CH3 ตั้งอยู่ทางด้านซ้ายมากขึ้น ชื่อของมันคือ: 4-ethyl-3-metiloctane โปรดทราบว่า substituent -ethyl ถูกกล่าวถึงก่อนหน้า -methyl ตามลำดับตัวอักษร.

-ในกรณีของ D มันจะไม่สนใจว่าที่คาร์บอนของโซ่หลักเริ่มนับ ชื่อของมันคือ: 3-ethyl-propane.

-และสุดท้ายสำหรับ E ซึ่งเป็นอัลเคนแตกแขนงเล็กน้อยที่ซับซ้อนโซ่หลักมี 10 C และเริ่มนับจากกลุ่ม CH ใด ๆ3 จากทางซ้าย ทำแบบนี้ชื่อของมันคือ: 5-ethyl-2,2-dimethyl-dean.

การอ้างอิง

  1. Carey, F. A. (2006) เคมีอินทรีย์รุ่นที่หก Mc Graw Hill, หน้า 74-81.
  2. John T. Moore, Chris Hren, Peter J. Mikulecky. วิธีการตั้งชื่อ alkanes แยกในทางเคมี. สืบค้นจาก: dummies.com
  3. ดร. เอียนฮัน (2014) Alkanes แยกง่าย นำมาจาก: chem.ucalgary.ca
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 มกราคม 2018) นิยาม Alkane เชน ดึงมาจาก: thoughtco.com
  5. เคมีเคมี Alkanes แยกสาขา นำมาจาก: chem.libretexts.org
  6. Alkanes: โครงสร้างและคุณสมบัติ นำมาจาก: uam.es
  7. ศัพท์เฉพาะ: อัลเคน [PDF] นำมาจาก: quimica.udea.edu.co