Alkanit tai tyydyttyneet hiilivetyjen ominaisuudet, nimikkeistö, esimerkit

alkaanit tai tyydyttyneet hiilivedyt niille on tunnusomaista, että niiden rakenteessa on vain yksinkertaisia ​​kovalenttisia sidoksia. Tämä tarkoittaa, että näissä lajeissa esiintyvät hiiliatomit on liitetty vetyatomien maksimimäärään, jolla on mahdollista muodostaa sidoksia, tästä syystä ne tunnetaan nimellä tyydyttynyt.

Orgaanisen kemian maailmankaikkeudessa alkaaneja, joita kutsutaan myös parafiineiksi, pidetään erittäin tärkeinä lajeina, jotka kuuluvat alifaattisten hiilivetyjen (samoin kuin tyydyttymättömien hiilivetyjen) ryhmään..

Yksinkertaisin kyllästetty hiilivety, joka voidaan muodostaa, on esimerkki: metaani, yhdiste, joka on kaasufaasissa tavanomaisissa ympäristöolosuhteissa (25 ° C ja atm), jonka kaava on CH₄.

Kuten voidaan nähdä, tässä molekyylissä läsnä oleva ainoa hiiliatomi sisältää neljä yksinkertaista sidosta, joista jokaisella on jokainen vetyatomi.

Alkeeneilla ja alkyyleillä on tärkeä kaupallinen käyttö, kuten eteenin ja propeenin tapauksessa; mutta ne ovat myös reaktiivisempia yhdisteitä kuin tyydyttyneet hiilivedyt, ja ne aiheuttavat suuria reaktioita, jotka syntyvät tavallisista alkeeneista ja alkyneistä.

indeksi

• 1 Alkaanien nimikkeistö
  • 1.1 Lineaaristen tyydyttyneiden hiilivetyjen nimikkeistö
  • 1.2 Tyydyttyneiden haaroittuneiden hiilivetyjen nimikkeistö
  • 1.3 Syklisten tyydyttyneiden hiilivetyjen nimikkeistö
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Geometrinen isomerointi
  • 2.2 Happamuus
  • 2.3 Polariteetti
  • 2.4 Kiehumis- ja sulamispisteet
• 3 Esimerkkejä alkaaneista
  • 3.1 Lineaariset alkaanit
  • 3.2 Haarautuneet alkaanit
  • 3.3 Sykloalkaanit
• 4 Viitteet

Alkaanin nimikkeistö

Alkaanien tai tyydyttyneiden hiilivetyjen asianmukaiseksi nimeämiseksi on ensinnäkin pidettävä mielessä, että IUPACin (Kansainvälinen puhdas- ja sovelluskemian liitto) mukaan neljän yksinkertaisimman alkaanin järjestelmällistä nimikkeistöä ei pitäisi soveltaa..

Lineaaristen tyydyttyneiden hiilivetyjen nimikkeistö

Näillä yhdisteillä on yleinen kaava C_nH_{2n + 2}, jossa n arvo voi olla vain positiivisia kokonaislukuja (n = 1,2, ...), ja ne on nimetty käyttämällä hiiliatomien lukumäärää vastaavaa etuliitettä ja lisätty -peräaukko.

Niinpä ensimmäiset neljä tyydyttynyttä molekyyliä ovat: metaani (CH₄), etaani (C₂H₆), propaani (C)₃H₈) ja butaani (C₄H₁₀).

Aluksi alkaanien nimikkeistössä, jossa on viisi ja kymmenen hiiliatomia, näiden pituimpien ketjujen läsnä olevien atomien lukumäärä lasketaan, kunhan se on jatkuvaa.

Lisäksi siinä tapauksessa, että alkaani vähennetään vetyatomista, siitä tulee substituentti, joka on ryhmä, johon lopetus lopetetaan -peräaukko mennessä -yyli. Esimerkiksi metaani (CH₄) tulisi metyyli (-CH₃) ja vastaavasti muiden molekyylien kanssa.

Ottaen huomioon, mitä tähän asti on sanottu, ja lisäämällä, että laskenta on aina aloitettava hiiliatomilla, jolla on lähin substituentti, on esitetty substituentin asema ja sen jälkeen alkaanin nimi..

Siten edellä mainittua yhdistettä kutsutaan 3-metyylipentaaniksi.

Haarautuneiden tyydyttyneiden hiilivetyjen nimikkeistö

Vastaavasti haarautuneiden ketjujen alkaaneilla on sama yleinen kaava kuin lineaarisilla alkaaneilla, mutta n> 2. Joten kun yksi tai useampi atomi tai atomiryhmä korvaa yhden tai useamman vetyatomin, näiden substituenttien sijainti tulisi huomata.

Jos samanlaisten alkyyliryhmien haaroja on useita, käytetään ilmentymiä di-, tri- tai tetra- näiden substituenttien määrän ilmaisemiseksi, ennen kuin niiden sijainnit on osoitettu ja huipentuvat alkaanin nimi.

Jos substituentit ovat erilaisia, ne on nimetty aakkosjärjestyksen mukaan, ja niissä voi olla myös muita kuin hiilen substituentteja, kuten klooria (Cl) tai nitro (NO₂).

Kaikissa tapauksissa pääketjun hiililukujen laskemiseksi annetaan pienin määrä hiilelle, joka on liitetty alimpaan substituenttiin aakkosjärjestyksessä, ja se seuraa edelleen tätä suuntaa.

Syklisten tyydyttyneiden hiilivetyjen nimikkeistö

Kyllästetyt sykliset hiilivedyt, jotka tunnetaan paremmin nimellä sykloalkaaneja niillä on yleinen kaava C_nH_2n, jossa n = 3,4, ...

Näissä orgaanisissa molekyyleissä muodostuvat hiiliatomit on järjestetty suljetulla tavalla, eli niiden rakenne muodostaa renkaan.

Näiden lajien nimeämiseksi noudatamme edellä kuvattuja lineaarisia ja haarautuneita alkaneja koskevia ohjeita, vain lisäämällä etuliite sykli-. Myös syklopropaani (C) otetaan huomioon₃H₆) on yksinkertaisin sykloalkaani.

Samalla tavalla nämä molekyylit voivat sisältää useamman kuin yhden renkaan, joka on integroitu pääketjuunsa ja joiden hiiliatomit ovat vähintään kolme ja jopa muodostavat erittäin monimutkaisia ​​rakenteita.

ominaisuudet

Tyydyttyneillä hiilivedyillä on pääasiallinen ominaisuus, että ne muodostavat yksinkertaisia ​​sidoksia niiden atomien välillä, mikä tekee niistä hyvin monen ryhmän molekyylejä ja antaa niille melko spesifisiä ominaisuuksia, kuten alla on kuvattu:

Geometrinen isomerointi

Alkaanimolekyylien rakenne tuottaa modifikaatioita niiden fysikaalisissa ja kemiallisissa ominaisuuksissa neljän sidoksen, jotka hiili voi muodostaa, konformaation vuoksi.

Tämä tarkoittaa, että vaikka näissä molekyyleissä hiilellä on sp-hybridisaatio³, niiden vierekkäisten atomien välinen kulma voi vaihdella atomin tyypistä riippuen.

Sen selittämiseksi tarkemmin sykloalkaaneilla on vääntökulmat, jotka antavat niille ainutlaatuisen ominaisuuden, jota kutsutaan stereokemialle, joka voi vaikuttaa molekyylin energiaan ja muihin siihen liittyviin tekijöihin, kuten spektroskooppisiin ja optisiin ominaisuuksiin..

happamuus

Tyydyttyneillä hiilivedyillä on melko alhainen reaktiivisuus ionisia ja muita polaarisia lajeja kohtaan. Samalla niillä ei ole käytännössä mitään vuorovaikutusta happo- ja emäksisten aineiden kanssa.

polaarisuus

Alkanit pidetään johtamattomina, koska niillä on käytännössä nolla polaarisuus sähkökentän läsnä ollessa. Siten vety- sidoksia ei voida luoda, jotta niiden liukoisuus polaarisiin liuottimiin olisi mahdollista.

Niinpä ne ovat käytännössä liukoisia kaikkiin ei-polaarisiin liuottimiin, jotka ovat sekoittumattomia polaaristen liuottimien, kuten veden kanssa.

Kiehumis- ja sulamispisteet

Kylläisissä hiilivedyissä esiintyy van der Waalsin voimien aiheuttamia molekyylien välisiä vuorovaikutuksia, joissa voimakkaampi vuorovaikutus johtaa korkeampiin kiehumispisteisiin.

Samankaltainen suuntaus havaitaan sulamispisteissä, mutta tämä johtuu molekyylin pakkauskapasiteetista.

Koska nämä vuorovaikutukset liittyvät suoraan lajin molekyylipainoon, sitä suurempi molekyyli on, sitä korkeampi sen kiehumis- ja sulamispisteet ovat..

Joten, jolla on jäykempi rakenne, joka antaa niille molekyylien välisen kontaktin tason, sykloalkaanien kiehumis- ja sulamispisteet ovat korkeammat kuin niiden vastaavat lineaariset alkaanit.

Esimerkkejä alkaaneista

Lineaariset alkaanit

metaani: Se on väritön ja hajuton kaasu, joka tuotetaan runsaasti luonteeltaan ja tiettyjen ihmisen toiminnan tuloksena. Metaani on alkaanien yksinkertaisin jäsen ja se on yksi voimakkaimmista kasvihuonekaasuista (Encyclopædia Britannica, 2017).

etaani: se on kaasua, joka löytyy pääasiassa maakaasusta ja jota käytetään sekoituksissa muiden kaasujen kanssa polttoaineiden tuottamiseksi.

propaani: Se on väritön kaasu, jota esiintyy maakaasussa ja jota käytetään polttoaineena kodeissa ja teollisuudessa. Propaanin kemiallinen kaava on C₃H₈ ja sen laajennettu kaava on CH₃CH₂CH₂ (Propaani, S.F).

butaani: tai n-butaani on yksi kymmenistä raakaa maakaasusta uutetuista kaasuista ja se voidaan tuottaa myös raakaöljystä. N-butaani on monikäyttöinen väritön kaasu. Butaania voidaan käyttää lämmitykseen, jäähdytykseen ja polttoaineisiin sytyttimille.

N-pentaania: Se on läpinäkyvä väritön neste, jonka haju on samanlainen kuin öljyllä. Pentaania löytyy alkoholijuomista ja humalaöljystä. Tämä alkaani on eräiden polttoaineiden komponentti ja sitä käytetään erikoisliuottimena laboratoriossa.

N-heksaani: Se on kirkas, väritön neste, jonka haju on samanlainen kuin öljyllä. Sitä esiintyy sitrushedelmissä ja sitä käytetään siementen ja vihannesten syötäväksi tarkoitettujen öljyjen erottamiseen liuottimena ja puhdistusaineena..

N-heptaania: on kirkas, väritön neste, jonka haju on samanlainen kuin öljyllä. Se löytyy kardemonista. Vähemmän tiheä kuin vesi ja veteen liukenematon. Höyryt, jotka ovat raskaampia kuin ilma.

N-oktaani: se on väritön neste, jossa on bensiiniä. Vähemmän tiheä kuin vesi ja veteen liukenematon. Siksi se kelluu vedessä. Tuottaa ärsyttävää höyryä.

Metyylikloridi: Kutsutaan myös kloorimetaaniksi, on väritön kaasu. Se on yksinkertaisin haloalkaani, jota käytetään silikonipolymeerien valmistuksessa ja muiden kemiallisten tuotteiden valmistuksessa.

kloroformi: se on väritön, hajuinen ja erittäin haihtuva neste, jota on käytetty laajalti sen anestesiaominaisuuksiin. Näiden ominaisuuksien takia sillä on maine, että hän pystyy tainnuttamaan tai lyömään ihmisiä, vaikka niitä käytettäisiin pieninä annoksina (MoviesDoes Chloroform todella kaataa sinut niin nopeasti kuin elokuvissa?, 2016).

Hiilitetrakloridi: Kutsutaan myös tetrakloorimetaaniksi, värittömäksi, tiheäksi, erittäin myrkylliseksi, haihtuvaksi, palamattomaksi nesteeksi, jolla on tyypillinen haju ja jota käytetään liuottimena.

kloorietaania: se on kaasu, joka tiivistyy kevyessä paineessa. Kloorietaania käytetään pääasiassa urheilulääketieteen paikallisen kivun lievittämiseen (National Biotechnology Information Center, 2017).

bromietaanillaTunnetaan myös nimellä etyylibromidi, se on haihtuva, väritön neste, liukeneva ja tiheämpi kuin vesi. Höyryt ovat ilmaa raskaampia. Sitä käytetään farmaseuttisten tuotteiden valmistamiseen ja liuottimena.

Haarautuneet alkaanit

isobutaani: se on väritön kaasu, jossa on heikko öljyn haju. Se lähetetään nestekaasuna höyrynpaineessaan. Kosketus nesteen kanssa voi aiheuttaa jäätymisen. Se on helposti valaistu.

isopentaani: Kutsutaan myös 2-metyylibutaaniksi, on väritön vesipitoinen neste, jossa on bensiinin hajua. Kelluu vedessä. Tuotetaan syttyvää ja ärsyttävää höyryä (National Center for Biotechnology Information, PubChem Compound Database;, 2017).

2-metyylipentaani: on haaraketjuinen alkaani, jonka molekyylikaava on C₆H1₄. Se on vesipitoinen neste, jonka haju on bensiiniä, joka kelluu vedessä ja tuottaa ärsyttävää höyryä.

3, 3-dimetyyliheksaani: löytyy yrtteistä ja mausteista. 3, 3-dimetyyliheksaani on osa Osmanthus fragransin (makea osmanthus) ja ginsengin öljyä..

2, 3-dimetyyliheksaani: löytyy hedelmistä. 2,3-dimetyyliheksaani on tärkkelyksen haihtuva komponentti.

neopentaani: se on vähemmän tiheä neste kuin vesi. Liukenematon veteen, mutta liukenee alkoholiin (National Center for Biotechnology Information., 2015).

2,3,4-trimetyylipentaani: tai isoktaania päästetään ympäristöön öljytuotantoon liittyvien tuotteiden valmistuksen, käytön ja hävittämisen kautta. 2,2,4-trimetyylipentaani tunkeutui ihmisen ihoon ja aiheutti ihon ja kudoksen nekroosin kädessä, vaaditun leikkauksen (National Center for Biotechnology Information., 2017).

sykloalkaaneja

syklopropaani: se on väritön kaasu, jonka haju on samanlainen kuin öljyllä. Kosketus nesteen kanssa voi aiheuttaa jäätymisen. Se voi tukahduttaa ilman siirtymisen ja sillä on huumaava vaikutus suuressa konsentraatiossa.

syklobutaania: Kaasu, joka tiivistyy nesteeseen 13 ° C: ssa. Liukenematon veteen. Liukenee alkoholiin, asetoniin ja eetteriin.

syklopentaani: Se on kirkas, väritön neste, jonka haju on samanlainen kuin öljyllä. Vähemmän tiheä kuin vesi ja siihen liukenematon. Höyryt ovat ilmaa raskaampia.

sykloheksaani: se löytyy karkosta. Laimennin elintarvikkeiden väriaineiden seoksissa.

sykloheptaani: se on öljyinen neste, joka on väritön, liukenematon ja vähemmän tiheä kuin vesi. Suurten pitoisuuksien hengittämisellä voi olla huumaava vaikutus. Sitä käytetään muiden kemiallisten tuotteiden valmistukseen.

oktaani: on yhdeksän hiiliatomia sisältävä polysyklinen hiilivety. Liukenematon veteen.

metyylisykloheksaani: Se on kirkas, väritön neste, jonka haju on samanlainen kuin öljyllä. Metyylisykloheksaanissa sen tuolin konformaatio, jossa suuri metyyliryhmä on ekvatoriaalinen, on kaikkein stabiilein ja siten kaikkein asutuin kaikista mahdollisista konformaatioista (Carey, 2011).

Isopropyylisykloheksaani: on väritön neste, joka löytyy hedelmistä. Isopropyylisykloheksaania löytyy Carica papaijasta (papaija).

metyylisyklopentaani: se on väritön neste, joka on liukenematon ja tiheämpi kuin vesi. Höyryt voivat olla huumaavia ja ärsyttäviä. Metyylisyklopentaani eristetään Helianthus annuusista (auringonkukka).

norboraaneja: on bisyklinen alkaani, jota kutsutaan myös bisyklo [2.2.1] heptaaniksi, jolla on kaava C7H12.

viittaukset

1. alkaanit. (2016, 28. marraskuuta). Haettu osoitteesta chem.libretexts.org.
2. alkaanit. (S.F.). Haettu hyperphysics.phy-astr.gsu.edusta.
3. (2014). alkaanit. Haettu osoitteesta bbc.co.uk.
4. Carey, F. A. (2011, 2. joulukuuta). hiilivety. Palautettu britannicasta.
5. Encyclopædia Britannica. (2017, maaliskuu 24). metaani. Palautettu britannica.comista.
6. Khan Academy. (S.F.). Alkanit, sykloalkaanit ja funktionaaliset ryhmät. Palautettu dekhanacademy.org.
7. MoviesDoes Chloroform todella koputtaa sinut ulos niin nopeasti kuin he näyttävät elokuvissa? (2016). Palautettu scienceabc.
8. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus ... (2017, toukokuu 06). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 6337. Haettu PubChemistä.
9. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. (2015, 6. toukokuuta). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 10041. Haettu PubChemistä.
10. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. (2017, 6. toukokuuta). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 10907. Haettu PubChemistä.
11. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. PubChem-yhdistelmätietokanta; (2017, 6. toukokuuta). PubChem-yhdistelmätietokanta, CID = 6556,. Haettu PubChemistä.
12. Propaanikaava. (S.F.). Palautettu softschools.comista.