מבנים מסועפים, מאפיינים, מינוחים ודוגמאות

ה אלקנים מסועפים הם פחמימנים רוויים אשר המבנים שלהם אינם מכילים שרשרת ליניארית. אלקנים שרשרת לינאריים נבדלים מן האיזומרים מסועפת שלהם על ידי הוספת מכתב n מקדימים את השם. לפיכך, n-hexane כלומר המבנה מורכב משש אטומי פחמן מיושרים בשרשרת.

ניתן להשוות את ענפי עץ העצים (תמונה תחתונה) לאלה של אלקנים מסועפים; אולם, עובי השרשראות שלהם, בין אם הם ראשיים, משניים או שלישוניים, יש אותם ממדים. למה? כי בכל פשוט C-C הקישורים נמצאים.

העצים כפי שהם לגדול נוטים להסתעף; כנ"ל לגבי alkanes. לשמור על שרשרת קבועה עם יחידות מתילן מסוימות (-CH₂-) מרמז על שורה של תנאים אנרגטיים. ככל שיש יותר אנרגיה לאלקנים, כך גדלה הנטייה לענף.

שניהם האיזומרים ליניארית ומסועפת לחלוק את אותם תכונות כימיות, אבל עם הבדלים קלים ב רותחים שלהם, התכה, תכונות פיזיות אחרות. דוגמה של אלקן מסועפת הוא 2-מתיל, פרופאן, הפשוטה מכולם.

אינדקס

• 1 מבנים כימיים
• תכונות כימיות ופיסיקליות
  • 2.1 נקודות הרתיחה וההיתוך
  • 2.2 צפיפות
• 3 נומנקלטורה ודוגמאות
• 4 הפניות

מבנים כימיים

לאלקנים מסועפים וליניאריים יש אותה נוסחה כימית כללית: C_nח_{2n + 2}. כלומר, עבור מספר מסוים של אטומי פחמן, יש את אותו מספר של מימן. לכן, שני סוגים של תרכובות הן איזומרים: יש להם את הנוסחה זהה אך מבנים כימיים שונים.

מה הוא ציין תחילה בשרשרת ליניארית? מספר סופי של קבוצות מתילן, -CH₂-_. לפיכך, CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃ הוא אלקן שרשרת ליניארי הנקרא n-heptane.

הערה חמש קבוצות מתילן רצופים. כמו כן, יש לציין כי קבוצות אלה לפצות את כל השרשראות, ולכן הם של עובי זהה אבל באורכים משתנים. מה עוד אפשר לומר עליהם? אשר הם פחמנים 2, כלומר, פחמנים מקושרים לשני אחרים.

עבור n- heptane לסניף יש צורך לסדר מחדש פחמנים שלה ומימן. איך? המנגנונים יכולים להיות מורכבים מאוד ולכלול את הגירת האטומים ואת היווצרותם של מינים חיוביים הידועים בשם carbocations (C⁺).

עם זאת, על הנייר זה מספיק כדי להזמין את המבנה בצורה כזו שיש 3 ו 4 פחמנים; כלומר, פחמנים הקשורים לשלושה או ארבעה אחרים. הסדר חדש זה יציב יותר מקבוצות ארוכות של קבוצות CH₂. למה? כי 3 ו 4 פחמנים הם אנרגטית יותר יציב.

תכונות כימיות ופיסיקליות

אלקאנים מסועפים וליניאריים, בעלי אותם אטומים, שומרים על אותם תכונות כימיות. הקשר שלהם נשאר פשוט, C-H ו- C-C, ועם הבדל קטן electronegativities, כך המולקולות שלהם הם אפולריים. ההבדל, הנזכר לעיל, טמון 3 ו 4 פחמנים (CHR₃ ו CR₄).

עם זאת, על ידי הסתעפות שרשרת האיזומרים, את הדרך שבה המולקולות אינטראקציה זה עם זה משתנה.

לדוגמה, האופן שבו שני ענפים ליניאריים של עץ באים יחד זה לא אותו דבר כמו לשים שני אלה מסועפים מאוד על גבי אחד את השני. במצב הראשון יש הרבה מגע שטחי, ואילו השני יש "חורים" בין הענפים. כמה ענפים אינטראקציה יותר עם אחרים מאשר עם הענף הראשי.

כל זה מוביל לערכים דומים, אבל לא שווה בהרבה תכונות פיסיקליות.

נקודות רותחות והיתוך

השלבים הנוזליים והמוצקים של אלקאנים כפופים לכוחות בין-מולקולאריים בתנאי לחץ וטמפרטורה ספציפיים. מאחר שמולקולות אלקן מסועפות וליניאריות אינן מקיימות אינטראקציה באותו אופן, לא הנוזלים שלהן או מוצקים שלהן יהיו זהים.

נקודות ההיתוך וההרתיחה גדלות עם מספר הפחמן. עבור alkanes ליניארי, אלה הם פרופורציונליים n. אבל עבור alkanes מסועפת, המצב תלוי איך מסועף השרשרת העיקרית היא, ומה הקבוצות תחליף או אלקיל הם (R).

אם שרשראות ליניאריות נחשבים שורות של זיגזג, אז הם יכולים להתאים בצורה מושלמת אחד על השני; אבל עם מסועף, הרשתות העיקריות כמעט לא אינטראקציה כי תחליפים לשמור אותם בנפרד זה מזה.

כתוצאה מכך, alkanes מסועפת יש משטח מגע מולקולרי קטן יותר, ולכן, נקודות ההיתוך שלהם רותחים נוטים להיות מעט נמוך יותר. ככל שהמסגרת העצימה יותר, כך הערכים הנמוכים יותר יהיו עדיין.

לדוגמה, n-pentane (CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃) יש Peb של 36.1 מעלות צלזיוס, בעוד 2-methyl-butane (CH₃CH₂(CH₃CH₂CH₃) ו- 2,2-dimethylpropane (C (CH₃)₄) של 27.8 ו 9.5 מעלות צלזיוס.

צפיפות

שימוש באלקאנים מסובבים זהים פחות, משום שהם תופסים נפח גדול יותר, תוצאה של הירידה במגע פני השטח בין הרשתות העיקריות. בדומה לאלקנים ליניאריים, הם בלתי ניתנים להזרמה במים וצפים מעליו; כלומר, הם פחות צפופים.

המינוח ודוגמאות

חמש דוגמאות של alkanes מסועפת מוצגים בתמונה העליונה. יש לציין כי הענפים מאופיינים באמצעות פחמנים 3 או 4. אבל מהי הרשת המרכזית? זה עם המספר הגדול ביותר של אטומי פחמן.

-ב A הוא אדיש, ​​שכן לא משנה איזו שרשרת נבחרה, יש 3 ג אז, השם שלה הוא 2-מתיל, פרופאן. זה isomer של בוטאן, C₄ח₁₀.

-Alkane B יש במבט ראשון שני תחליפים שרשרת ארוכה. לקבוצות -CH₃ הם נספרים בצורה כזו שיש להם את המספר הנמוך ביותר; לכן, פחמנים מתחילים להיספר בצד שמאל. אז, B נקרא 2,3-dimethyl-hexane.

-עבור C זה חל גם על B. ב הראשי שרשרת יש 8 C, ואת שני substituents, CH₃ ו CH₂CH₃ הם ממוקמים יותר לכיוון הצד השמאלי. שמו ולכן הוא: 4-ethyl-3-metiloctane. שים לב כי אתיל תחליפי מוזכר לפני- methyl בסדר אלפביתי שלה.

-במקרה של D, הוא אדיש למקום שבו פחמי הרשת הראשית מתחילים לספור. שמו הוא: 3-ethyl-propane.

-ולבסוף, עבור E, אלקן מסועף מעט יותר מסובך, הרשת העיקרית יש 10 C ומתחיל לספור מכל אחת הקבוצות CH₃ משמאל. עושה את זה ככה השם שלה: 5-ethyl-2,2-dimethyl- דין.

הפניות

1. קארי, פ. א. (2006). כימיה אורגנית. Mc Graw Hill, עמודים 74-81.
2. ג 'ון מור מור, כריס הרן, פיטר ג' יי Mikulecky. כיצד לקרוא alkanes מסועף בכימיה. מקור: dummies.com
3. ד"ר איאן האנט. (2014). פשוט אלקאנים מסועפים. נלקח מ: chem.ucalgary.ca
4. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (8 בינואר 2018). מסועף שרשרת Alkane הגדרה. מקור: Thinkco.com
5. כימיה. שרשרת אלקאנים מסועפת. נלקח מ: chem.libretexts.org
6. Alkanes: מבנה ומאפיינים. נלקח מ: uam.es
7. המינוח: alkanes. [PDF] נלקח מתוך: quimica.udea.edu.co