Robežvērtības ogļūdeņražiem: vispārējās īpašības, izomerisms, ķīmiskās īpašības

Ogļūdeņraži ir visvienkāršākā organisko vielu kategorijavielām, to molekulām ir tikai divu ķīmisko elementu - oglekļa un ūdeņraža atomi. No dažādiem ogļūdeņražiem lielākā daļa organisko savienojumu klases iegūst, izmantojot ķīmiskās sintēzes metodes.

Ogļūdeņraži ir sadalīti divās apakšklasēs -aciklisks un ciklisks. Ar aciklisko ogļūdeņražu, vai taukskābju amīniem un alifātiskie ogļūdeņraži, ietver šādas grupas: piesātinātie ogļūdeņraži (alkāni), nepiesātinātas (alkēnus, alkilēnus, diēniem), acikliskie terpēnu. The cikliskām ogļūdeņraža grupām, kas attēlotas cikloparafīnu, arēnas un cikliskās terpēni. Terpēni dažkārt dēvē par objektu izpēti bioorganic ķīmijā.

Robežvērtība ogļūdeņražiem (alkāniem) - savienojumiemoglekļa un ūdeņraža molekulas, kurā visi valence paliek pēc savienojumu starp oglekļa atomiem ir vienkāršā saite, piesātinātas oglekļa atomi var būt ūdeņraža. Visus alkānus var uzskatīt par metāna atvasinājumiem vai homologiem. Ja no metāna, kuram ir molekulārā formula CH4, lai ņemtu vienu ūdeņraža atomu, veidojas CH3 radikāle. Sakarā ar to, ka molekulā organiskās vielas, piemēram, oglekļa parasti tetravalentām, savienojums no diviem šādiem radikāļu izraisa izskatu otro pārstāvja homologu rindām - etāns (C2H6). Ja etāns no ņemtu vienu no ūdeņraža atomu, etilgrupas veidojas, kas, pēc savienojuma ar trešo homolog veido CH3 - propāns.

Propāna strukturālās formulas analīze ir vienkāršalai noteiktu, ka tā molekulā ir divu veidu oglekļa atomi - primāri un sekundāri. Katrs primārais oglekļa atoms ir saistīts ar vienu oglekļa atomu pēc savas valences, un sekundāro pēc divām vērtībām ar diviem oglekļa atomiem. Ja mēs izņemsim ūdeņraža atomu no propana primārā oglekļa atoma, veidojas primārā propils, no sekundārā - sekundāra propilgrupa. Primārā vai sekundārā metilpropilna pievienošana noved pie ceturtā homologa strukturālo sugu veidošanās. Divu formu savienojumi - parasts butāns ar taisna ķēdes karbonskābi un izobutāns ar sazarotu oglekļa ķēdi.

Robežvērtība ogļūdeņražiem: struktūra

Tipisks alkānu pārstāvis ir metāns. Molekulā formula CH4. Alkānu molekulas raksturo sigma saite. No metāns oglekļa atoma molekula veido četras kovalentas saites vecumam, jo ​​trim S- un p-orbitālēs un katrs ir ūdeņraža atoms, - sakarā ar S-orbitālēs.

Robežvērtības ogļūdeņražiem: nomenklatūra un izomerisms

Iegūstot strukturālās homoloģijas formulasvairāki metāni, sākot ar butānu C4H10, mēs satiekamies ar izomerizācijas fenomenu. Piemēram, molekulārā formula C4H10 atbilst diviem atsevišķiem savienojumiem, C5H12 - trīs. Pēc tam, skaits izomēru ar oglekļa atomu skaitu molekulā no alkāna palielinās. Piemēram, molekulārā formula S6N14 apmierinātu piecus strukturālās formulas un atsevišķu savienojumu, attiecīgi, S7N16 - 9, S8N18 - 18, C10H22 - 76 S12N26 - 355. Pirmie četri reprezentatīvie alkāni - gāzes no piektā līdz divpadsmitajā - šķidruma, jo XVI - cietvielas .

Piesātināto ogļūdeņražu ķīmiskās īpašības

Visi ierobežojošie ogļūdeņraži ir inertas vielas. Tas izskaidrojams ar faktu, ka oglekļa un ūdeņraža atomus oglekļa un ūdeņraža atomi savieno kopā ar sigmas saitēm, tādēļ šie savienojumi nevar pievienot ūdeņraža atomus. Alkāni nonāk radikālās halogenācijas, nitrēšanas un šķelšanās reakcijās. Halogenēšanas procesā halogēna atomi viegli aizstāj ūdeņraža atomus alkāna molekulā. Kad nitriding, nitro grupa viegli aizstāj ūdeņradi trešajā pakāpē, jo grūtāk - sekundārajos un primārajos oglekļa atomos.

Robežlielumi un nepiesātināti ogļūdeņraži irizejvielas dažādu organisko vielu iegūšanai. Atdalot ūdeņraža atomus no terminālajiem ogļūdeņražiem, ir iespējams iegūt nepiesātinātos (alkēnus, alkīnus).