En basit organik bileşikler doymuş ve doymamış hidrokarbonlardır. Bunlar, alkanlar, alkinler, alkenler sınıfındaki maddeleri içerir.
Formülleri, belirli bir dizi ve miktarda hidrojen ve karbon atomları içerir. Genellikle doğada bulunurlar.
Alkenlerin belirlenmesi
Diğer adları olefinler veya etilen hidrokarbonlardır. 18. yüzyılda yağlı bir sıvı olan etilen klorür keşfedildiğinde bu bileşik sınıfına bu ad verildi.
Alkenler, hidrojen ve karbon elementlerinden oluşan maddelerdir. Asiklik hidrokarbonlara aittirler. Molekülleri, iki karbon atomunu birbirine bağlayan tek bir çift (doymamış) bağ içerir.
Alken formülleri
Her bileşik sınıfının kendi kimyasal tanımı vardır. Onlarda, periyodik sistem elementlerinin sembolleri, her maddenin bağlarının bileşimini ve yapısını gösterir.
Alkenlerin genel formülü şu şekilde gösterilir: CH2n, burada n sayısı 2'den büyük veya 2'ye eşittir. Kodu çözülürken, her karbon atomu için iki hidrojen atomu olduğu görülebilir.
Homolog dizilerden alkenlerin moleküler formülleri aşağıdaki yapılarla temsil edilir: C2H4, C3 H6, C4H8, C 5H10, C6H12, C 7H14, C8H16, C 9 H18, C10H20. Sonraki her hidrokarbonun bir karbon ve 2 hidrojen daha içerdiği görülebilir.
Alkenlerin yapısal formülünü gösteren, bir moleküldeki atomlar arasındaki kimyasal bileşiklerin yerini ve sırasını gösteren grafik bir gösterim vardır. Değerlik çizgileri yardımıyla karbonların hidrojenlerle olan bağı gösterilir.
Alkenlerin yapısal formülü, tüm kimyasal elementler ve bağlar gösterildiğinde genişletilmiş biçimde görüntülenebilir. Olefinlerin daha özlü bir ifadesiyle, değerlik çizgileri yardımıyla karbon ve hidrojen kombinasyonu gösterilmemiştir.
İskelet formülü en basit yapıyı ifade eder. Kesik bir çizgi, karbon atomlarının üstleri ve uçlarıyla temsil edildiği ve hidrojenin bağlantılarla gösterildiği molekülün tabanını gösterir.
Olefin isimleri nasıl oluşur
Sistematik isimlendirmeye dayalı olarak, alkenlerin formülleri ve isimleri, doymuş hidrokarbonlarla ilgili alkanların yapısından oluşur. Bunu yapmak için, ikincisi adına, -an son eki -ilen veya -en ile değiştirilir. Bir örnek, bütilen oluşumudur.bütan ve pentandan pentan.
Çift bağın karbon atomlarına göre konumunu belirtmek için adın sonundaki Arap rakamını belirtin.
Alkenler, isimlerini çift bağ içeren en uzun zincire sahip hidrokarbondan alır. Zincir numaralandırmasının başlangıcı için, genellikle doymamış karbon atomu bileşiğine en yakın olan son seçilir.
Alkenlerin yapısal formülünün dalları varsa, o zaman radikallerin adlarını ve sayılarını belirtin ve bunların önüne karbon zincirindeki yere karşılık gelen sayılar gelir. Ardından hidrokarbonun adının kendisi gelir. Sayılardan sonra genellikle bir kısa çizgi gelir.
Sınırsız radikal dal vardır. İsimleri önemsiz olabilir veya sistematik isimlendirme kurallarına göre oluşturulmuş olabilir.
Örneğin, HHC=CH- etenil veya vinil olarak adlandırılır.
İzomerler
Alkenlerin moleküler formülleri izomerizmi gösteremez. Bununla birlikte, etilen molekülü hariç, bu madde sınıfı için uzamsal modifikasyon doğaldır.
Etilen hidrokarbonların izomerleri, karbon iskeleti, doymamış bağın konumu, sınıflar arası veya uzaysal olabilir.
Alkenlerin genel formülü zincirdeki karbon ve hidrojen atomlarının sayısını belirler, ancak çift bağın varlığını ve yerini göstermez. Bir örnek, C3H6 (propilen) sınıflar arası izomeri olarak siklopropandır. Diğer izomerizm türleri C4H8 veyabüten.
Buten-1 veya büten-2'de doymamış bağın farklı pozisyonları gözlenir, ilk durumda, çift bileşik ilk karbon atomunun yakınında ve ikincisinde - zincirin ortasında bulunur. Karbon iskeletindeki izomerizm, metilpropen) ve izobütilen ((CH3)2C=CH2) örneği kullanılarak düşünülebilir.
Mekansal modifikasyon, trans ve cis-pozisyonunda büten-2'nin doğasında vardır. İlk durumda, yan radikaller çift bağ ile ana karbon zincirinin üstünde ve altında bulunur, ikinci izomerde ikameler aynı taraftadır.
Olefin karakterizasyonu
Alkenlerin genel formülü, bu sınıfın tüm temsilcilerinin fiziksel durumunu belirler. Etilen ile başlayıp bütilen ile biten (C2'den C4'ye kadar), maddeler gaz halinde bulunur. Yani renksiz eten tatlı bir kokuya sahiptir, suda çözünürlüğü düşüktür, moleküler ağırlığı havadan daha azdır.
Sıvı formda, C5 ila C17 arasında homolog hidrokarbonlar sunulur. Ana zincirde 18 karbon atomu bulunan alkenden başlayarak fiziksel halden katı hale geçiş gerçekleşir.
Tüm olefinlerin sulu bir ortamda zayıf çözünürlüğe sahip olduğu, ancak benzen veya benzin gibi organik çözücülerde iyi çözünürlüğe sahip olduğu kabul edilir. Molekül ağırlıkları sudan daha azdır. Karbon zincirindeki bir artış, bu bileşiklerin erimesi ve kaynaması sırasında sıcaklık göstergelerinde bir artışa yol açar.
Olefinlerin özellikleri
Alkenlerin yapısal formülüiki karbon atomunun π- ve σ-bileşiklerinden oluşan bir çift bağın iskeletinde varlığını gösterir. Molekülün bu yapısı kimyasal özelliklerini belirler. π-bağının çok güçlü olmadığı kabul edilir, bu da bir çift atomun eklenmesi sonucu elde edilen iki yeni σ-bağının oluşumu ile onu yok etmeyi mümkün kılar. Doymamış hidrokarbonlar elektron vericilerdir. Elektrofilik katılma süreçlerinde yer alırlar.
Tüm alkenlerin önemli bir kimyasal özelliği, dihalojen türevlerine benzer bileşiklerin salınmasıyla halojenasyon işlemidir. Halojen atomları, karbonlara bir çift bağ yoluyla bağlanma yeteneğine sahiptir. Bir örnek, propilenin 1,2-dibromopropan oluşumuyla brominasyonudur:
H2C=CH–CH3 + Br2 → BrCH 2–CHBr–CH3.
Alkenlerle bromlu suda bu renk nötralizasyonu işlemi, bir çift bağın varlığının nitel kanıtı olarak kabul edilir.
Önemli reaksiyonlar, platin, paladyum veya nikel gibi katalitik metallerin etkisi altında bir hidrojen molekülünün eklenmesiyle olifinlerin hidrojenlenmesini içerir. Sonuç, doymuş bir bağa sahip hidrokarbonlardır. Buten hidrojenasyon reaksiyonunda alkanların, alkenlerin formülleri aşağıda verilmiştir:
CH3–CH2–CH=CH2 + H 2 Ni→ CH3–CH2–CH 2–CH3.
Olefinlere hidrojen halojenür molekülü ekleme işlemiMarkovnikov tarafından keşfedilen kurala göre devam eden
hidrohalojenasyon denir. Bir örnek, 2-bromopropan oluşturmak için propilenin hidrobrominasyonudur. İçinde hidrojen, en hidrojene olduğu düşünülen karbon ile çift bağda birleşir:
CH3–CH=CH2 + HBr → CH3–BrCH– CH3.
Asitlerin etkisi altında alkenlerin su ilavesinin reaksiyonuna hidrasyon denir. Sonuç, bir alkol propanol-2 molekülüdür:
CH3–HC=CH2 + H2O → CH 3–OHCH–CH3.
Sülfürik asit ile alkenlere maruz kaldığında, sülfonasyon işlemi gerçekleşir:
CH3–HC=CH2 + HO−OSO−OH → CH3 –CH3CH–O−SO2−OH.
Reaksiyon, örneğin izopropilsülfürik asit gibi asidik esterlerin oluşumuyla devam eder.
Alkenler, su ve karbondioksit gazı oluşturmak üzere oksijenin etkisi altında yanmaları sırasında oksidasyona karşı hassastırlar:
2CH3–HC=CH2 + 9O2 → 6CO 2 + 6H2O.
Olefinik bileşiklerin ve seyreltik potasyum permanganatın bir çözelti şeklinde etkileşimi, glikollerin veya dihidrik alkollerin oluşumuna yol açar. Bu reaksiyon aynı zamanda oksidatiftir, etilen glikol üretir ve çözeltinin rengini bozar:
3H2C=CH2 + 4H2O+ 2KMnO 4 → 3OHCH–CHOH+ 2MnO2 +2KOH.
Alken molekülleri bir serbest radikal ile polimerizasyon sürecine dahil olabilirveya katyon-anyon mekanizması. İlk durumda, peroksitlerin etkisi altında polietilen gibi bir polimer elde edilir.
İkinci mekanizmaya göre, asitler katyonik katalizör görevi görür ve organometalik maddeler, stereoselektif bir polimerin salınımı ile anyonik katalizörlerdir.
Alkanlar nelerdir
Ayrıca parafinler veya doymuş asiklik hidrokarbonlar olarak da adlandırılırlar. Sadece doymuş basit bağlar içeren doğrusal veya dallı bir yapıya sahiptirler. Bu sınıfın homolojik serisinin tüm temsilcileri C H2n+2.
genel formülüne sahiptir.
Yalnızca karbon ve hidrojen atomları içerirler. Alkenler için genel formül, doymuş hidrokarbonların tanımından oluşturulmuştur.
Alkanların isimleri ve özellikleri
Bu sınıfın en basit temsilcisi metandır. Bunu etan, propan ve bütan gibi maddeler takip eder. İsimleri, -an son ekinin eklendiği Yunanca sayının köküne dayanmaktadır. Alkanların adları IUPAC terminolojisinde listelenmiştir.
Alkenlerin, alkinlerin, alkanların genel formülü sadece iki tür atom içerir. Bunlara karbon ve hidrojen elementleri dahildir. Her üç sınıftaki karbon atomlarının sayısı aynıdır, fark sadece ayrılabilen veya eklenebilen hidrojen sayısında gözlenir. Doymamış bileşikler, doymuş hidrokarbonlardan elde edilir. Moleküldeki parafin temsilcileri, olefinlerden 2 daha fazla hidrojen atomu içerir, bu da doğrularalkanların genel formülü, alkenler. Alken yapısı, bir çift bağın varlığından dolayı doymamış olarak kabul edilir.
Alkanlardaki hidrojen ve karbon atomlarının sayısını ilişkilendirirsek, diğer hidrokarbon sınıflarına kıyasla değer maksimum olacaktır.
Metandan bütana (C1'den C4'ye), maddeler gaz halinde bulunur.
Sıvı formda, C5 ile C16 arasında homolog hidrokarbonlar sunulur. Ana zincirde 17 karbon atomu bulunan alkandan başlayarak fiziksel halden katı forma geçiş gerçekleşir.
Karbon iskeletindeki izomerizm ve molekülün optik modifikasyonları ile karakterize edilirler.
Parafinlerde, karbon valanslarının, σ-tipi bir bağ oluşumu ile tamamen komşu karbonlar veya hidrojenler tarafından işgal edildiği kabul edilir. Kimyasal açıdan, bu onların zayıf özelliklerine neden olur, bu nedenle alkanlara afiniteden yoksun doymuş veya doymuş hidrokarbonlar denir.
Molekülün radikal halojenasyonu, sülfoklorinasyonu veya nitrasyonu ile ilişkili ikame reaksiyonlarına girerler.
Parafinler, yüksek sıcaklıklarda oksidasyon, yanma veya bozunma sürecine girerler. Reaksiyon hızlandırıcıların etkisi altında hidrojen atomlarının yok edilmesi veya alkanların dehidrojenasyonu meydana gelir.
Alkinler nelerdir
Karbon zincirinde üçlü bağa sahip olan asetilenik hidrokarbonlar olarak da adlandırılırlar. Alkinlerin yapısı genel olarak tarif edilir.formül C H2n–2. Alkanlardan farklı olarak asetilenik hidrokarbonların dört hidrojen atomundan yoksun olduğunu gösterir. Bunların yerini iki π-bileşikinden oluşan üçlü bir bağ alır.
Böyle bir yapı, bu sınıfın kimyasal özelliklerini belirler. Alkenlerin ve alkinlerin yapısal formülü, moleküllerinin doymamışlığının yanı sıra bir çift (H2C꞊CH2) varlığını açıkça gösterir.) ve üçlü (HC≡CH) bağları.
Alkinlerin adı ve özellikleri
En basit temsilci asetilen veya HC≡CH'dir. Ayrıca etin denir. -an son ekinin çıkarıldığı ve -in eklendiği doymuş bir hidrokarbonun adından gelir. Uzun alkinlerin adlarında sayı üçlü bağın yerini belirtir.
Doymuş ve doymamış hidrokarbonların yapısını bilerek, alkinlerin genel formülünün hangi harf altında gösterildiğini belirlemek mümkündür: a) CnH2n; c) CnH2n+2; c) CnH2n-2; d) CnH2n-6. Doğru cevap üçüncü seçenektir.
Asetilenden bütana (C2'den C4'ye), maddeler doğada gaz halindedir.
Sıvı formda, C5 ile C17 arasında homolog aralıkta hidrokarbonlar vardır. Ana zincirde 18 karbon atomu bulunan alkinden başlayarak fiziksel halden katı hale geçiş gerçekleşir.
Karbon iskeletindeki izomerizm, üçlü bağ konumunda ve molekülün sınıflar arası modifikasyonları ile karakterize edilirler.
Poasetilenik hidrokarbonların kimyasal özellikleri alkenlere benzer.
Alkinlerin bir terminal üçlü bağı varsa, bunlar, örneğin NaC≡CNa gibi alkinit tuzlarının oluşumuyla bir asit görevi görür. İki π-bağının varlığı, sodyum asetilen molekülünü, ikame reaksiyonlarına giren güçlü bir nükleofil yapar.
Asetilen, dikloroasetilen elde etmek için bakır klorür varlığında klorlamaya, diasetilen moleküllerinin salınımı ile haloalkinlerin etkisi altında yoğuşmaya maruz kalır.
Alkinler, prensibi halojenasyon, hidrohalojenasyon, hidrasyon ve karbonilasyonun altında yatan elektrofilik katılma reaksiyonlarına katılır. Bununla birlikte, bu tür işlemler, çift bağa sahip alkenlere göre daha zayıf ilerler.
Asetilenik hidrokarbonlar için, alkol, birincil amin veya hidrojen sülfür molekülünün nükleofilik tipinin ilave reaksiyonları mümkündür.
