Limit Kohlenwasserstoffe: allgemeine Eigenschaften, Isomerie, chemische Eigenschaften

Kohlenwasserstoffe sind die einfachste Klasse von organischenSubstanzen, ihre Moleküle haben Atome von nur zwei chemischen Elementen - Kohlenstoff und Wasserstoff. Von den verschiedenen Kohlenwasserstoffen werden die meisten Klassen von organischen Verbindungen durch chemische Syntheseverfahren erhalten.

Kohlenwasserstoffe sind in zwei Unterklassen unterteilt -acyclisch und zyklisch. Azyklische Kohlenwasserstoffe oder Fettkohlenwasserstoffe oder aliphatische Kohlenwasserstoffe umfassen: gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane), ungesättigte (Alkene, Alkine, Diene), acyclische Terpene. Cyclische Kohlenwasserstoffe werden durch Gruppen von Cycloparaffinen, Arenen und cyclischen Terpenen dargestellt. Manchmal beziehen sich Terpene auch auf das Studium bioorganischer Chemie.

Begrenzung Kohlenwasserstoffe (Alkane) - VerbindungenKohlenstoff und Wasserstoff, in Molekülen, in denen alle Valenzen, die nach der Bindung von Kohlenstoffatomen durch eine einfache Bindung miteinander bestehen, mit Wasserstoffatomen gesättigt sind. Alle Alkane können als Derivate oder Homologe von Methan angesehen werden. Wenn aus dem Methan, das die Summenformel CH4 hat, ein Atom Wasserstoff entsteht, entsteht ein Rest CH3. In Verbindung mit der Tatsache, dass der Kohlenstoff in einem Molekül organischer Substanz gewöhnlich vierwertig ist, bewirkt die Kombination zweier solcher Reste das Auftreten des zweiten Repräsentanten der homologen Reihe - Ethan (C2H6). Wenn ein Ethylenatom von einem Wasserstoffatom stammt, wird ein Ethylrest gebildet, der nach dem Verbinden mit CH3 das dritte Homologe Propan bildet.

Die Analyse der Strukturformel von Propan ist einfachum festzustellen, dass sein Molekül zwei Arten von Kohlenstoffatomen enthält - primär und sekundär. Jedes primäre Kohlenstoffatom ist durch seine eigene Valenz an ein Kohlenstoffatom und das zweite durch zwei Valenzen mit zwei Kohlenstoffatomen gebunden. Wenn wir das Wasserstoffatom vom primären Kohlenstoffatom des Propans wegnehmen, wird ein primäres Propyl gebildet, vom sekundären - ein sekundäres Propyl. Die Addition an das primäre oder sekundäre Methylpropyl führt zur Bildung von Strukturspezies des vierten Homologen. Bilden Sie zwei Verbindungen - normales Butan mit einer geradkettigen Carboxylkette und Isobutan mit einer verzweigten Kohlenstoffkette.

Grenzen Kohlenwasserstoffe: Struktur

Ein typischer Vertreter für Alkane ist Methan. Molekülformel CH4. Alkanmoleküle sind durch eine Sigmabindung gekennzeichnet. Im Methanmolekül bildet das Kohlenstoffatom aufgrund einer s- und drei p-Orbitale vier kovalente Bindungen, und jedes Wasserstoffatom ist auf die s-Orbitale zurückzuführen.

Limit Kohlenwasserstoffe: Nomenklatur und Isomerie

Bei der Ableitung der StrukturhomologieformelnMethan-Serie, beginnend mit Butan C4H10, stoßen wir auf das Phänomen der Isomerie. Zum Beispiel trifft Summenformel C4H10 zwei Einzelverbindungen S5N12 - drei. Anschließend wird die Anzahl der Isomere mit der Anzahl von Kohlenstoffatomen im Molekül eines Alkans zunimmt. Zum Beispiel S6N14 Molekularformel fünf Strukturformeln und einzelnen Verbindungen entsprechen jeweils S7N16 - 9, S8N18 - 18, C10H22 - 76 S12N26 - 355. Die ersten vier repräsentativen Alkane - Gase aus dem fünften bis zwölften - Flüssigkeit, seit dem sechzehnten - Feststoffe .

Chemische Eigenschaften von gesättigten Kohlenwasserstoffen

Alle begrenzenden Kohlenwasserstoffe sind inerte Substanzen. Dies wird dadurch erklärt, dass in Alkanmolekülen die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome durch Sigma-Bindungen miteinander verbunden sind, so dass diese Verbindungen keine Wasserstoffatome anlagern können. Die Alkane gehen radikalische Halogenierungs-, Nitrierungs- und Spaltungsreaktionen ein. Bei der Halogenierung ersetzen Halogenatome leicht die Wasserstoffatome im Alkanmolekül. Beim Nitrieren ersetzt die Nitrogruppe leicht Wasserstoff in tertiären, schwereren - in sekundären und primären Kohlenstoffatomen.

Limit und ungesättigte Kohlenwasserstoffe sindRohstoffe für die Gewinnung einer Vielzahl von organischen Substanzen. Durch Abspaltung der Wasserstoffatome von den endständigen Kohlenwasserstoffen können ungesättigte (Alkene, Alkine) erhalten werden.