ألكانات أو خواص هيدروكربونية مشبعة ، تسميات ، أمثلة

ال الألكانات أو الهيدروكربونات المشبعة فهي تتميز جود في هيكلها فقط روابط تساهمية واحدة. وهذا يعني أن ذرات الكربون الموجودة في هذه الأنواع مستعبدين لأكبر عدد ممكن من ذرات الهيدروجين التي يمكن أن تشكل السندات، لهذا السبب كما هي معروفة مشبع.

في عالم الكيمياء العضوية ، تعتبر الألكانات ، والمعروفة أيضًا باسم البارافينات ، من الأنواع الوفيرة جدًا ذات الأهمية الكبرى ، والتي تنتمي إلى مجموعة الهيدروكربونات الأليفاتية (وكذلك الهيدروكربونات غير المشبعة).

يعتبر أبسط الهيدروكربونات المشبعة التي يمكن تشكيلها مثالاً على ذلك: الميثان ، وهو مركب في مرحلة الغاز في ظل ظروف بيئية قياسية (25 درجة مئوية وصرف آلي) ، صيغته هي CH₄.

كما يتضح ، تحتوي ذرة الكربون الوحيدة الموجودة في هذا الجزيء على أربع روابط بسيطة ، واحدة مع كل ذرة هيدروجين.

للألكين والألكينات استخدامات تجارية مهمة ، كما في حالة الإيثيلين والبروبيلين ؛ لكنها أيضًا مركبات أكثر تفاعلًا من الهيدروكربونات المشبعة ، مما يسبب لها مجموعة كبيرة من التفاعلات التي تنشأ من الألكينات والألكينات الشائعة.

مؤشر

• 1 تسميات الألكانات
  • 1.1 تسميات الهيدروكربونات الخطية المشبعة
  • 1.2 تسميات الهيدروكربونات المشبعة المتفرعة
  • 1.3 تسميات الهيدروكربونات المشبعة الدورية
• 2 خصائص
  • 2.1 التماثل الهندسي
  • 2.2 الحموضة
  • 2.3 قطبية
  • 2.4 نقاط الغليان والانصهار
• 3 أمثلة على الألكانات
  • 3.1 الألكانات الخطية
  • 3.2 الألكانات المتفرعة
  • 3.3 الإعصار
• 4 المراجع

تسميات الألكين

من أجل تسمية الألكانات أو الهيدروكربونات المشبعة بشكل صحيح ، فإن أول ما يجب مراعاته هو أنه وفقًا لـ IUPAC (الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية) ، يجب عدم تطبيق التسميات المنهجية لأربعة ألكانات..

تسميات الهيدروكربونات الخطية المشبعة

هذه المركبات لها الصيغة العامة C_نH_{2n + 2}, حيث قيمة ن لا يمكن إلا أن الأعداد الصحيحة الموجبة (ن = 1،2، ...)، واسمه تستخدم المقابلة لعدد من ذرات الكربون بادئة ويضاف لاحقة -شرج.

لذلك ، فإن أول أربعة جزيئات مشبعة هي: الميثان (CH₄) ، والإيثان (جيم₂H₆) ، البروبان (C)₃H₈) والبوتان (سي₄H₁₀).

لنبدأ مع تسمية الألكانات وجود 09:55 ذرات الكربون، وكمية من هذه الذرات لتكون موجودة في أطول سلسلة، شريطة أن يكون التهم مستمرة.

بالإضافة إلى ذلك ، في حالة طرح ألكان لذرة هيدروجين ، يصبح بديلاً ، أي مجموعة يتم تغيير الإنهاء إليها -شرج بواسطة -YL. على سبيل المثال ، الميثان (CH₄) سيصبح الميثيل (-CH₃) وبالمثل مع الجزيئات الأخرى.

مع الأخذ في الاعتبار ما قيل حتى الآن ، مضيفًا أنه يجب دائمًا بدء العد باستخدام ذرة الكربون التي تمتلك أقرب بديل ، يتم توضيح موضع البديل الذي يليه اسم الألكان..

وبالتالي ، فإن المركب المذكور أعلاه يسمى 3-ميثيل بنتان.

تسميات الهيدروكربونات المشبعة المتفرعة

وبالمثل ، فإن ألكانات السلسلة المتفرعة لها نفس الصيغة العامة للألكانات الخطية ، ولكن مع n> 2. لذلك ، عندما تحل محل ذرة واحدة أو أكثر من الذرات أو مجموعات من الذرات واحدة أو أكثر من ذرات الهيدروجين ، يجب الإشارة إلى موقع هذه البدائل.

إذا كان هناك عدة فروع لمجموعات ألكيل مماثلة ، فسيتم استخدام التعبيرات دي-, ثلاثي- أو تترا- للإشارة إلى كمية هذه البدائل ، مسبوقة بالإشارة إلى مواقعها وبلغت ذروتها مع اسم الألكان.

حيث بدائل مختلفة، يتم تسمية وفقا للترتيب الأبجدي، قد يكون لها أيضا بدائل لا الكربونية، والكلور (الكلور) أو نيترو (NO₂).

في جميع الحالات ، لحساب عدد الكربون في السلسلة الرئيسية ، يتم إعطاء أقل عدد للكربون المرتبط بأدنى بديل في الترتيب الأبجدي ، ويستمر في اتباع هذا الاتجاه.

تسميات الهيدروكربونات المشبعة الدورية

الهيدروكربونات الدورية المشبعة ، والمعروفة باسم ألكان حلقي لديهم الصيغة العامة C_نH_2N, حيث n = 3،4 ، ...

في هذه الجزيئات العضوية ، يتم ترتيب ذرات الكربون التي تتشكل بطريقة مغلقة ، أي أن بنيتها تشكل حلقة.

لتسمية هذه الأنواع ، نتبع الإرشادات الموضحة أعلاه للألكانات الخطية والمتفرعة ، مع إضافة البادئة فقط دورة-. أيضا ، سيكلوبروبان (C) يعتبر₃H₆) كأبسط سيكلوكلان.

وبالمثل، قد تحتوي هذه الجزيئات أكثر من واحدة بنيت في حلقة السلسلة الرئيسية لها، مع حد أدنى من ذرات الكربون تساوي ثلاث والقادمة لتشكل هياكل عالية التعقيد.

خصائص

تتميز الهيدروكربونات المشبعة بالسمة الرئيسية لتكوين روابط بسيطة بين ذراتها ، مما يجعلها مجموعة كبيرة جدًا من الجزيئات وتمنحها خصائص محددة تمامًا كما هو مفصل أدناه:

الأيزومرية الهندسية

ينتج عن تركيب جزيئات الألكان تعديلات في خواصها الفيزيائية والكيميائية ، وذلك بسبب التشكل في الروابط الأربعة التي يمكن أن يتشكل بها الكربون.

هذا يعني أنه على الرغم من أن الكربون في هذه الجزيئات لديه تهجين س³, قد تختلف الزوايا بين الذرات المجاورة لها اعتمادًا على نوع الذرة.

لتفسير ذلك بشكل أكثر دقة ، تمتلك السيكلو ألكانات الزوايا الالتوائية التي تمنحها خاصية فريدة تسمى الكيمياء المجسمة ، والتي يمكن أن تؤثر على طاقات الجزيء والعوامل الأخرى الملازمة له ، مثل الخصائص الطيفية والبصرية..

خميرة

تُظهر الهيدروكربونات المشبعة تفاعلًا منخفضًا نسبيًا للأنواع الأيونية والأنواع القطبية الأخرى. في الوقت نفسه ، ليس لديهم أي تفاعل مع المواد الحمضية والقلوية.

قطبية

تعتبر الألكانات غير موصلة ، لأن لها قطبية قطبية تقريبًا في وجود مجال كهربائي. لذلك لا يمكن إنشاء روابط الهيدروجين للسماح للذوبان في المذيبات القطبية.

لذلك فهي قابلة للذوبان عمليا في جميع المذيبات غير القطبية ، كونها غير قابلة للمزج مع المذيبات القطبية مثل الماء.

نقاط الغليان والانصهار

في التفاعلات بين الجزيئات الهيدروكربونية المشبعة بسبب قوى فان دير فال ، والتي تؤدي فيها تفاعلات أقوى إلى نقاط غليان أعلى.

لوحظ اتجاه مماثل لنقاط الانصهار ، ولكن هذا يرجع إلى قدرة التعبئة للجزيء.

نظرًا لأن هذه التفاعلات ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالوزن الجزيئي للأنواع ، فكلما زاد حجم الجزيء ، زادت نقاط الغليان والانصهار..

لذلك ، بوجود هيكل أكثر صلابة يمنحهم مستوى من التلامس بين الجزيئات ، يكون لدى cycloalkanes نقاط غليان وذوبان أعلى من الألكانات الخطية المقابلة لها.

أمثلة على الألكانات

الألكانات الخطية

الميثان: إنه غاز عديم اللون وعديم الرائحة ينتج بكثرة في الطبيعة وكمنتج لبعض الأنشطة البشرية. الميثان هو أبسط عضو في الألكانات وهو من بين أقوى غازات الدفيئة (Encyclopædia Britannica، 2017).

الإيثان: إنه غاز يوجد أساسًا في الغاز الطبيعي ويستخدم في الخلائط مع غازات أخرى لإنتاج الوقود.

البروبان: إنه غاز عديم اللون ، يوجد في الغاز الطبيعي ويستخدم كوقود في المنازل والصناعات. الصيغة الكيميائية للبروبان هي C₃H₈ وانها الصيغة الموسعة هي CH₃CH₂CH₂ (صيغة البروبان ، S.F).

البوتان: أو ن البوتان هو واحد من عشرات الغازات المستخرجة من الغاز الطبيعي الخام ويمكن أيضا أن تنتج من النفط الخام. N- البوتان هو غاز عديم اللون متعدد الأغراض. يمكن استخدام البوتان للتدفئة والتبريد والوقود للولاعات.

N-البنتان: سائل عديم اللون شفاف ذو رائحة تشبه الزيوت. تم العثور على Pentane في المشروبات الكحولية وزيت القفز. هذا الألكان هو أحد مكونات بعض أنواع الوقود ويستخدم كمذيب خاص في المختبر.

N-الهكسان: إنه سائل عديم اللون واضح ذو رائحة تشبه الزيوت. يوجد في ثمار الحمضيات ويستخدم لاستخراج زيوت الطعام من البذور والخضروات ، كمذيب للاستخدام الخاص ، وكعامل تنظيف..

N-هيبتان: سائل عديم اللون واضح ذو رائحة تشبه الزيوت. وجدت في الهيل. أقل كثافة من الماء وغير قابلة للذوبان في الماء. الأبخرة أثقل من الهواء.

N-اوكتان: إنه سائل عديم اللون مع رائحة البنزين. أقل كثافة من الماء وغير قابلة للذوبان في الماء. لذلك يطفو على الماء. ينتج بخار مزعج.

كلوريد الميثيل: كما دعا الكلوروميثان ، هو غاز عديم اللون. إنه أبسط الهالوكان ، المستخدم في صناعة بوليمرات السيليكون وفي صناعة المنتجات الكيميائية الأخرى.

الكلوروفورم: إنه سائل عديم اللون ورائحة ومتقلبة للغاية تم استخدامه على نطاق واسع لخصائصه المخدرة. نظرًا لهذه الخصائص ، تتمتع بسمعة القدرة على صاعقة أو إصابة الأشخاص ، حتى عند استهلاكهم بجرعات صغيرة (أفلامDoes Chloroform حقًا تطرقك بأسرع ما تظهر في الأفلام؟ ، 2016).

رابع كلوريد الكربون: ويسمى أيضا tetrachloromethane، وهو سائل عديم اللون، كثيف، شديد السمية، متقلبة، غير قابل للاشتعال، وجود رائحة مميزة ويستخدم كمذيب.

كلوريد الإيثيل: إنه غاز يتكثف تحت ضغط خفيف. يستخدم الكلوروإيثان في المقام الأول لتخفيف الألم المحلي في الطب الرياضي (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2017).

بروموإيثانالمعروف أيضًا باسم بروميد الإيثيل ، وهو سائل متقلب عديم اللون ، قابل للذوبان قليلاً وأكثر كثافة من الماء. الأبخرة أثقل من الهواء. يتم استخدامه لتصنيع المنتجات الدوائية وكمذيب.

الألكانات المتفرعة

ايزوبيوتين: إنه غاز عديم اللون مع رائحة زيت باهتة. يتم إرسالها كغاز مسال تحت ضغط البخار. الاتصال مع السائل يمكن أن يسبب قضمة الصقيع. مضاءة بسهولة.

نظير البنتان: يسمى أيضا 2 ميثيل البوتان ، وهو سائل مائي عديم اللون مع رائحة البنزين. يطفو في الماء. يتم إنتاج بخار قابل للاشتعال والغضب (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، قاعدة بيانات PubChem Compound ، ، 2017).

2-methylpentane: هو سلسلة الألكان المتفرعة مع الصيغة الجزيئية C₆H1₄. إنه سائل مائي برائحة البنزين التي تطفو على الماء وتنتج بخارًا مزعجًا.

3 ، 3-ديميثيل هكسان: وجدت في الأعشاب والتوابل. 3 ، 3-ديميثيل هكسان هو مكون من زيت أوسمانثوس فراجرانس (أوسمانثوس الحلو) وجينسنغ.

2 ، 3-ديميثيل هكسان: وجدت في الفواكه. 2،3 - ثنائي ميثيل هكسان هو عنصر متقلب من النشا.

neopentane: إنه سائل أقل كثافة من الماء. غير قابل للذوبان في الماء ولكنه قابل للذوبان في الكحول (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2015).

2 ، 2 ، 4 تريميثيلبنتان: أو يتم إطلاق أيزوكتان في البيئة من خلال تصنيع واستخدام والتخلص من المنتجات المرتبطة بصناعة البترول. 2،2،4-تريميثيل بنتان اخترق جلد الإنسان وتسبب في نخر الجلد والأنسجة في اليد ، والجراحة المطلوبة (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2017).

ألكان حلقي

الحلقي: إنه غاز عديم اللون ذو رائحة تشبه الزيوت. الاتصال مع السائل يمكن أن يسبب قضمة الصقيع. يمكن أن يختنق بسبب تهجير الهواء ويكون له تأثير مخدر في تركيز عالٍ.

cyclobutane: الغاز الذي يتكثف إلى سائل عند 13 درجة مئوية. غير قابل للذوبان في الماء. قابل للذوبان في الكحول والأسيتون والأثير.

سيكلوبنتان: إنه سائل عديم اللون واضح ذو رائحة تشبه الزيوت. أقل كثافة من الماء وغير قابلة للذوبان فيه. الأبخرة أثقل من الهواء.

الهكسان الحلقي: وجدت في rutabaga. تمييع في مخاليط من إضافات الألوان للاستخدام الغذائي.

cycloheptane: إنه سائل زيتي عديم اللون ، غير قابل للذوبان وأقل كثافة من الماء. استنشاق تركيزات عالية يمكن أن يكون لها تأثير مخدر. يتم استخدامه لتصنيع المنتجات الكيميائية الأخرى.

cyclooctane: عبارة عن هيدروكربون متعدد الحلقات يحتوي على تسع ذرات كربون. غير قابلة للذوبان في الماء.

methylcyclohexane: إنه سائل عديم اللون واضح ذو رائحة تشبه الزيوت. في ميثيل سيكلوهكسان ، يكون تشكُّل الكرسي الذي تكون فيه مجموعة الميثيل الكبيرة استوائيًا هو الأكثر ثباتًا ، وبالتالي الأكثر ملاءمة لجميع المطابقات الممكنة (Carey، 2011).

ايزوبروبيل سيكلوهكسان: سائل عديم اللون يوجد في الفاكهة. تم العثور على إيزوبروبيل سيكلوهكسان في Carica papaya (البابايا).

methylcyclopentane: إنه سائل عديم اللون غير قابل للذوبان وأقل كثافة من الماء. يمكن أن تكون الأبخرة مخدرة ومهيجة. ميثيل سكلوبنتان معزول عن Helianthus annuus (عباد الشمس).

norborane: هو ألكان كمفينات يدعى أيضًا bicyclo [2.2.1] هيبتان من الصيغة C7H12.

مراجع

1. الألكانات. (2016 ، 28 نوفمبر). تم الاسترجاع من chem.libretexts.org.
2. الألكانات. (وس. ف.). تم الاسترجاع من hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). الألكانات. تم الاسترجاع من bbc.co.uk.
4. كاري ، ف. أ (2011 ، 2 ديسمبر). الهيدروكربون. تعافى من بريتانيكا.
5. موسوعة بريتانيكا. (2017 ، 24 مارس). الميثان. تعافى من britannica.com.
6. أكاديمية خان. (وس. ف.). ألكانات ، سيكلو ألكانات ، ومجموعات وظيفية. استعادة dekhanacademy.org.
7. MoviesDoes Chloroform حقا ضربك بأسرع ما تظهر في الأفلام? (2016). تعافى من العلوم.
8. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ... (2017 ، 06 مايو). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ إدارة البحث الجنائي = 6337. تم الاسترجاع من PubChem.
9. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. (2015 ، 6 مايو). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ إدارة البحث الجنائي = 10041. تم الاسترجاع من PubChem.
10. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. (2017 ، 6 مايو). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ إدارة البحث الجنائي = 10907. تم الاسترجاع من PubChem.
11. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ (2017 ، 6 مايو). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ إدارة البحث الجنائي = 6556,. تم الاسترجاع من PubChem.
12. البروبان الفورمولا. (وس. ف.). تعافى من softschools.com.