- A lineáris alkánok felépítése
- csoportok
- Láncuk hossza
- konformációk
- Lineáris
- Feltekerve vagy összehajtva
- Vegyes
- Tulajdonságok
- Fizikai
- interakciók
- Stabilitás
- Elnevezéstan
- Példák
- Irodalom
A lineáris alkánok telített szénhidrogének, amelyek általános képlete n-C n H 2n + 2. Mivel telített szénhidrogének, az összes kötésük egyszerű (CH), és csak szén- és hidrogénatomokból állnak. Parafineknek is nevezik őket, megkülönböztetve őket az elágazó láncú alkánoktól, amelyeket izoparaffinoknak neveznek.
Ezeknek a szénhidrogéneknek nincs ága és gyűrű. A vonalakon túl ez a szerves vegyületek családja hasonlóbb a láncokhoz (egyenes láncú alkán); vagy kulináris szögből, spagettiig (nyers és főtt).
Ha a nyers spagetti kevésbé törékeny, akkor még jobban hasonlítanak a lineáris alkánokra. Forrás: Pixabay.
A nyers spagetti reprezentálja a lineáris alkánok ideális és izolált állapotát, bár kifejezett hajlamosak; míg a főtt ételek függetlenül attól, hogy al dente vagy sem - közelebb kerülnek természetes és szinergikus állapotukhoz: egyesek egészben másokkal kölcsönhatásba lépnek (például a tészta étel).
Az ilyen típusú szénhidrogének természetesen megtalálhatók a földgáz- és olajmezőkben. A legkönnyebbek kenési tulajdonságokkal rendelkeznek, míg a nehézek nemkívánatos aszfaltként viselkednek; oldódik paraffinokban. Nagyon jól szolgálnak oldószerként, kenőanyagként, üzemanyagként és aszfaltként.
A lineáris alkánok felépítése
csoportok
Megemlítették, hogy az általános képlete ezen alkánok jelentése C n H 2n + 2. Ez a képlet valójában minden alkánra egyforma, akár egyenes, akár elágazó. Az n-ben kifejezett különbség az alkán képletét megelőzi, amelynek jelölése "normál".
Később kiderül, hogy ez n- szükségtelen azon alkánok esetében, amelyek szénatomszáma legalább négy (n ≤ 4).
A vonal vagy lánc nem állhat egyetlen szénatom, így a metán (CH 4, n = 1) ki van zárva a magyarázatot. Ha n = 2, van-etán, CH 3 -CH 3. Megjegyezzük, hogy ez a alkán két metilcsoport, CH 3, összekapcsolva.
Növelése a szénatomok száma, n = 3, ad az alkán a propán, a CH 3 -CH 2 -CH 3. Most egy új csoport jelenik meg, CH 2, úgynevezett metilén. Nem számít, milyen nagy a lineáris alkán, akkor mindig csak két csoport: CH 3 és CH 2.
Láncuk hossza
Ha a szénatomszám a lineáris alkánban növekszik, akkor az összes kapott szerkezetben állandó van: a metiléncsoportok száma növekszik. Tegyük fel például, hogy n = 4, 5 és 6 lineáris alkánok:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-bután)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (N- pentán)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-hexán)
A láncok hosszabb lesz, mert hozzá CH 2 -csoportoknak a struktúrákat. Így, egy hosszú vagy rövid lineáris alkán különbözik, hogy hány CH 2 elválasztja a két terminális CH 3 csoport. Mindegyik alkánnak csak kettője van ezeknek a CH3- oknak: a lánc elején és a végén. Ha több lenne, az ágak jelenlétét jelentené.
Hasonlóképpen, a CH-csoportok teljes hiánya látható, csak az ágakban vagy akkor, ha vannak szubsztituens csoportok a lánc egyik szénatomjához kapcsolódva.
A szerkezeti képlet a következőképpen foglalhatók össze: CH 3 (CH 2) n-2 CH 3. Próbáld meg alkalmazni és illusztrálni.
konformációk
Lineáris alkánok szerkezeti átalakulása. Forrás: Gabriel Bolívar.
Néhány lineáris alkán lehet hosszabb vagy rövidebb, mint mások. Ebben az esetben n értéke 2 a ∞; azaz az lánc alkotott végtelen CH 2 csoport és két terminális CH 3 csoportot (elméletileg ez lehetséges). Ugyanakkor nem minden húrok vannak "ugyanúgy elrendezve" az űrben.
Itt alakulnak ki az alkánok szerkezeti konformációi. Mire tartoznak? A CH-kötések forgathatóságához és rugalmasságához. Amikor ezek a láncok egy magmag tengelye körül forognak vagy forognak, a láncok meghajolnak, hajlamosak vagy tekercselnek az eredeti lineáris karakterisztikájuktól.
Lineáris
A felső képen például egy tizenhárom szénlánc látható a tetején, amely egyenes vagy hosszabb marad. Ez a konformáció ideális, mivel feltételezzük, hogy a molekuláris környezet minimálisan befolyásolja az atomok térbeli elrendezését a láncban. Semmi sem zavarja őt, és nem kell lehajolnia.
Feltekerve vagy összehajtva
A kép közepén a huszonhét szénlánc külső zavart tapasztal. A szerkezet, hogy "kényelmesebb" legyen, úgy forgatja a linkeit, hogy önmagára hajtogasson; például egy hosszú spagetti.
A számítástechnikai tanulmányok kimutatták, hogy a szénatomok maximális száma, amely egy lineáris láncon lehet, n = 17. n = 18-tól kezdve lehetetlen, hogy az ne kezdjen elhajolni vagy elfordulni.
Vegyes
Ha a lánc nagyon hosszú, előfordulhat, hogy vannak olyan régiói, amelyek egyenesek maradnak, míg mások meghajlottak vagy megsérültek. Mindenekelőtt talán ez a legközelebb a valóság alakításához.
Tulajdonságok
Fizikai
Mivel szénhidrogének, lényegében apolárisak, és ezért hidrofóbak. Ez azt jelenti, hogy nem keverhetők össze vízzel. Nem túl sűrűek, mert láncuk túl sok üres helyet hagy köztük.
Hasonlóképpen, fizikai állapotuk gáznemű (n <5), folyékony (n <13) vagy szilárd (n ≥ 14) tartománytól függ, és a lánc hosszától függ.
interakciók
A lineáris alkán molekulák apolárisak, és ezért intermolekuláris erõik London szétszórt típusúak. Ezután a láncokat (valószínűleg vegyes konformációt alkalmazva) vonzza molekuláris tömegük és hidrogén- és szénatomjuk pillanatnyilag indukált dipólusainak hatása.
Ez az oka annak, hogy ha a lánc hosszabb lesz, és ezért nehezebb, forráspontja és olvadáspontja ugyanolyan mértékben növekszik.
Stabilitás
Minél hosszabb a lánc, annál instabilabb. Általában megszakítják a kapcsolatukat, hogy egy nagyobb láncból kisebb láncokat készítsenek. Valójában ezt a folyamatot krakkolásnak nevezik, amelyet nagymértékben használnak az olajfinomításban.
Elnevezéstan
A lineáris alkánok megnevezéséhez elegendő az n jelzést hozzáadni a név elé. Ha n = 3, mint a propán esetében, ez az alkán lehetetlen elágazóvá válni:
CH 3 -CH 2 -CH 3
Ami nem történik n = 4 után, azaz n-butánnal és a többi alkánnal:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3
VAGY
(CH 3) 2 CH-CH 3
A második szerkezet az izobutánnak felel meg, amely bután szerkezeti izomeréből áll. Az egymástól való megkülönböztetéshez az n-jelzőfény kerül lejátszásra. Tehát az n-bután csak a lineáris izomerre vonatkozik, ágak nélkül.
Minél nagyobb az n, annál nagyobb a szerkezeti izomerek száma és annál fontosabb az n-érték használata a lineáris izomerre utaláshoz.
Például, oktán, C 8- H 18 (C 8 H 8 × 2 + 2), az akár tizenhárom szerkezeti izomerek, mivel sok ág lehet. A lineáris izomer neve: n-oktán, szerkezete:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3
Példák
Az alábbiakban említjük őket, és néhány lineáris alkán befejezéséhez:
-Etán (C 2 H 6): CH 3 CH 3
Propán: (C 3 H 8): CH 3 CH 2 CH 3
- n-heptán (C 7 H 16): CH 3 (CH 2) 5 CH 3.
- N dekán (C 10 H 22): CH 3 (CH 2) 8 CH 3.
- N- Hexadekán (C 16 H 34): CH 3 (CH 2) 14 CH 3.
- N -Nonadecane (C 19 H 40): CH 3 (CH 2) 17- CH 3.
- N -Eicosane (C 20 H 42): CH 3 (CH 2) 18- CH 3.
- N -Hectane (C 100 H 202): CH 3 (CH 2) 98 CH 3.
Irodalom
- Carey F. (2008). Szerves kémia. (Hatodik kiadás). Mc Graw Hill.
- Morrison, RT és Boyd, R, N. (1987). Szerves kémia. (5. kiadás). Szerkesztői Addison-Wesley Interamericana.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Szerves kémia. Aminok. (10. kiadás). Wiley Plus.
- Jonathan M. Goodman. (1997). Mi a leghosszabb, nem elágazó lánc, lineáris globális minimális konformációval? J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1997, 37, 5, 876-878.
- Garcia Nissa. (2019). Mik az alkánok? Tanulmány. Helyreállítva: study.com
- Kevin A. Boudreaux. (2019). Alkánok. Helyreállítva: angelo.edu
- Az egyenes láncú alkének listája.. Helyreállítva: laney.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. szeptember 7.) Nevezze meg az első 10 alkánt. Helyreállítva: gondolat.com
- Furcsa tudomány. (2013. március 20.). Egyenes láncú alkánok: előrejelző tulajdonságok. Helyreállítva: quirkyscience.com
- Wikipedia. (2019). Magasabb alkánok. Helyreállítva: en.wikipedia.org