פחמימנים רוויים: מאפיינים כלליים, איזומרים, תכונות כימיות

פחמימנים - המעמד הפשוט של חומרים אורגניים, המולקולות יש רק שני אטומים של יסודות כימיים - פחמן ומימן. מבין פחמימנים שונים בשיטות סינתזה כימית מוכן ברוב השיעורים של תרכובות אורגניות.

פחמימנים נחלקים לשתי subclasses - אציקליות ו מחזורית. By פחמימנים אציקליות, או פחמימנים שומן או פחמימנים אליפטיות, כוללים את הקבוצות הבאות: פחמימנים רוויים (אלקאנים), בלתי רוויות (אלקנים, alkynes, Dienes), טרפנים אציקליות. הקבוצות פחמימנים המחזוריות מיוצגות cycloparaffins, זירות ו טרפנים מחזורי. טרפנים המכונים לעתים מושא המחקר של כימיה ביו.

פחמימנים רוויים (אלקאנים) - תרכובת של מולקולות פחמן ומימן שבו כל ולנסים הנותרים לאחר החיבור בין אטומי הפחמן הם הקשר יחיד, אטום פחמן רווי של מימן. כל אלקאנים יכול להיחשב תנאיהם או נגזרות של מתאן. אם מתאן, אשר יש נוסחה מולקולרית של CH4, לחסר אחד אטום מימן נוצר חלקיק - CH3 הרדיקלי. בשל העובדה כי המולקולה של חומר אורגני כמו פחמן הוא בדרך כלל tetravalent, חיבור של שני רדיקלים כאלה גורם להופעה של נציג שני של הסדרה ההומולוגית - אתאן (C2H6). אם אתאן מן לקחת אחד אטום מימן, גידול אתיל הרדיקלי נוצר, אשר, לאחר החיבור homolog השלישי מהווה CH3 - פרופאן.

ניתוח נוסחא המבני פרופאן, קל להתקנה, כי המבנה של המולקולה שלו מורכב משני סוגים של אטומי פחמן - יסודיים ותיכון. כל אטום פחמן הראשוני חייב אטום פחמן אחד אחד ולנסי שלה, ומשני - שני valencies לשני אטומי פחמן. אם מפחיתים את אטום פחמן הראשוני של פרופאן מימן, propyl העיקרי נוצר משני - propyl משנית. ההצטרפות ברומיד propyl הראשוני או המשני גורם להיווצרות שינויים מבניים של homolog הרביעי. שני קשרים נוצרים - ישר בוטאן נורמלי שרשרת קרבוקסילית ואיזובוטאן מסועפות שרשרת הפחמן.

פחמימנים רוויים: מבנה

נציג טיפוסי של אלקאנים הוא מתאן. נוסחה מולקולרית CH4. עבור מולקולות של אלקאנים הוא קשר סיגמא טיפוסי. המולקולה של אטום הפחמן ומתאן יוצר ארבעה קשרים קוולנטיים בשל שלושה אורביטלים p S- ו וכל אטום מימן, - בשל s-אורביטלי.

פחמימנים רוויים: מינוח ואיזומרים

כאשר דמימה, הנוסחא המבנית של הסדרה ההומולוגית של מתאן, בוטאן C4H10 מאז אנו נתקלים בתופעה של איזומריה. לדוגמה, הנוסחה המולקולרית C4H10 לפגוש שני S5N12 תרכובות הפרט - שלושה. כתוצאה מכך, מספר איזומרים עם מספר אטומי פחמן במולקולה של עליות האלקאן. לדוגמה, הנוסחה המולקולרית S6N14 לפגוש חמש נוסחאות מבניות ותרכובות הפרט, בהתאמה, S7N16 - 9, S8N18 - 18, C10H22 - 76 S12N26 - 355. ארבעת אלקאנים הנציג הראשון - גזים מן החמישית עד י"ב - נוזל, מאז השש - מוצקים .

תכונות כימיות של פחמימנים רוויים

כל מרווה חומרים אינרטי. זהו, כך שהמולקולות של אלקאנים של אטומי פחמן ומימן קשורים קשר סיגמא, ולכן תרכובות אלה לא ניתן אטומים מימן מצורף. אלקאנים להגיב הרדיקלי הלוגנציה, ניטרציה, מחשוף. במהלך הלוגנים הלוגנציה אטומים תחליף בקלות במולקולה של האלקאן מימן. כאשר נטר nitriding להחליף בקלות עבור מימן שליישונים, קשה - בתוך אטום פחמן מהשני העיקרי.

רווי ו פחמימנים בלתי רווי הם חומרי הגלם לייצור חומרים אורגניים שונים. פיצול אטום מימן מן פחמימנים הרוויים ניתן להשיג בלתי רווי (אלקנים, alkynes).