Алкани (парафинови въглеводороди, парафини)
- Алкани - алифатни (ациклични наситени въглеводороди), в която въглеродните атоми, свързани заедно чрез прости (единични) връзки в права или разклонена верига.
Алкани - името на наситени въглеводороди на международната номенклатура.
Парафини - исторически установени име отразява свойства на тези съединения (лат parrum affinis -. Като малко афинитет неактивни).
Limit. или наситен. Тези въглеводороди са посочени във връзка с пълно насищане на водородни атоми на въглеродната верига.
Най-простите представители на алканите:
Сега можем да се извлече обща формула в алкани. Броят на въглеродните атоми в серия алкан се приема като п. тогава броят на водородните атоми ще бъде 2n + 2 стойност. Следователно, съставът от алкан съответства на общата формула Cn H2N + 2.
Ето защо често се използва следното определение:
Алкани - въглеводороди, съставът на който се изразява с обща формула Cn H2N + 2. където п - брой на въглеродни атоми.
химическа структура (от порядъка на атома в молекулата) най-простите алкани - метан, етан и пропан - показват техните структурни формули, дадени в раздел 2 се вижда от тези формули че алкани два вида химични връзки:
С-С връзка е неполярен ковалентна. Съобщение С-Н - слабо полярен ковалентна защото въглерод и водород имат подобна Електроотрицателност (2.5-2.1 и въглеродният - водород). Получаване на ковалентни връзки в алкани чрез общи електронни двойки от въглеродни и водородни атоми могат да бъдат показани чрез електронни формули:
Електронни и структурни формули отразяват химичната структура. но не показват пространствената структура на молекулите. който оказва значително влияние върху свойствата на веществото.
Пространствената структура. т.е. взаимното разположение на атоми на молекулата в пространството зависи от ориентацията на атомна орбитална (AO), тези атоми. въглеводороди основната роля на минута от пространствената ориентация на атомна орбитала на въглерод, като сферични 1s-AO водороден атом, лишени определена посока.
Пространственото подреждане на въглероден AO от своя страна зависи от вида на неговата хибридизация (част I, раздел 4.3). Наситен въглероден атом в алкани свързан към четири други атоми. Следователно, неговото състояние съответства на SP 3 хибридизация (част I, раздел 4.3.1). В този случай, всеки от въглерода четири SP 3 -Hybrid AO участва в аксиална (# 963 ;-) припокриване с S-AO водород или sp3 въглероден атом AOS друг образуващ # 963; -връзките С-Н или С-С.
четири # 963; -връзките въглероден насочена в пространството 109 под ъгъл от около 28 ", която съответства на най-малкия електрон отблъскване. Следователно, най-простите молекула Представителни алкани - метан CH4 - има формата на тетраедър в центъра на които е въглероден атом и при върховете - водороден атом:
ъгъл Bond H-C-H 109 е около 28 '. Пространствената структура на метан може да се докаже с помощта на насипни (голям мащаб) и sharosterzhnevyh модели.
Виртуален модел (VRML-сцена, камерата 2)
За записване на полезно пространство (стереохимия) формула.
В следващия хомолог молекулата - Етан С2 H6 - две четиристенен sp3 въглероден атом да образуват по-сложна пространствена структура:
За алканови молекули, съдържащи повече от 2 въглеродни атома, характеризиращ се с извита форма. Това може да бъде демонстрирано чрез например п -бутан на (VRML-модел) или п -пентан:
- Изомерия - явление на съществуване на съединения, които имат същия състав (една и съща молекулна формула), но различна структура. Такива съединения са наречени изомери.
Разликите в реда на атомни връзки в молекули (т.е., химична структура) водят до структурна изомерия. Структура структурни изомери отразени структурни формули. Сред алкани структурна изомерия проявява при съдържание на верига с 4 или повече въглеродни атоми, т.е. като се започне с бутан С4 H10.
Ако молекулите на същия състав и съща химична структура от различен възможно относително положение на атоми в пространството, е пространствено изомерия (стереоизомерия). В този случай, използването на структурни формули недостатъчни и трябва да се прилагат специални модел молекули или с формула - стереохимични (пространствени) или издатина.
Алкани, тъй етан H3 С-СН3. Те съществуват в различни пространствени форми (конформации) поради вътрешномолекулна въртене # 963; С-С-връзка и проявяват т.нар въртене (конформационни) изомерия.
Освен това, ако молекулата съдържа въглероден атом свързан с 4 различни заместители, възможно друг вид пространствен изомерия, когато два стереоизомера се отнасят помежду си като субект и неговия огледален образ (подобно на лявата ръка се отнася до отдясно). Такива разлики в структурата на молекули, наречени оптични изомери.
Структурните изомери на алкани
- Структурните изомери - съединения от същия състав, различаващи се по реда на свързване на атомите, т.е. химичната структура на молекули.
Причината за съществуването на структурен изомеризъм сред алкани yavlyaetsyasposobnost въглеродни атоми образуват верига от различен вид stroeniya.Etot структурна изомерия наречен изомерия въглероден скелет.
Например, С4 алкан H10 състав, могат да съществуват като два структурни изомери:
алкан и С5 Н12 - под формата на три структурни изомери с различни структура въглеродна верига:
С увеличаване на броя на въглеродните атоми в състава uvelichivayutsyavozmozhnosti молекулна верига разклоняване, т.е. изомери се увеличава с увеличаване на броя на въглеродните атоми.
Структурни изомери с различни физични свойства. Алкани с разклонена структура, дължащи се на по-малко плътна опаковка на молекулите и, съответно, по-малко междумолекулни взаимодействия и се вари при температура boleenizkoy отколкото техните линейни изомери.
В произтичащи структурни формули изомери като се използват следните методи.
Свързани статии