الهيدروكربونات هي أبسط فئة من المواد العضويةالمواد ، تحتوي جزيئاتها على ذرات عنصرين كيميائيين فقط - الكربون والهيدروجين. يتم الحصول على معظم فئات المركبات العضوية من الهيدروكربونات المختلفة باستخدام طرق التخليق الكيميائي.
تنقسم الهيدروكربونات إلى فئتين فرعيتين -لا دوري ودوري. المجموعات التالية تنتمي إلى الهيدروكربونات غير الحلقية ، أو الهيدروكربونات الدهنية ، أو الهيدروكربونات الأليفاتية: الهيدروكربونات المشبعة (الألكانات) ، غير المشبعة (الألكينات ، الألكينات ، الديينات) ، التربينات غير الحلقية. يتم تمثيل الهيدروكربونات الحلقية بمجموعات السيكلوبرافين ، أرينيس والتربينات الحلقية. في بعض الأحيان يتم تصنيف التربين كأغراض للدراسة في الكيمياء الحيوية العضوية.
الهيدروكربونات المشبعة (الألكانات) - المركباتالكربون والهيدروجين ، حيث يتم تشبع جميع التكافؤات المتبقية بعد اتصال ذرات الكربون ببعضها البعض بواسطة رابطة بسيطة بذرات الهيدروجين. يمكن اعتبار جميع الألكانات مشتقات أو متجانسات للميثان. إذا تم طرح ذرة هيدروجين واحدة من الميثان ، والتي لها الصيغة الجزيئية CH4 ، يتم تكوين جسيم - جذر CH3. نظرًا لحقيقة أن olerod عادةً ما يكون رباعي التكافؤ في جزيء المادة العضوية ، فإن الجمع بين اثنين من هذه الجذور يؤدي إلى ظهور الممثل الثاني للسلسلة المتجانسة - الإيثان (C2H6). إذا تم طرح ذرة هيدروجين واحدة من الإيثان ، يتم تكوين جذور إيثيل ، والتي ، بعد دمجها مع CH3 ، تشكل متماثلًا ثالثًا ، البروبان.
من خلال تحليل الصيغة البنائية للبروبان ، يكون الأمر سهلاًلإثبات أن جزيءه يتضمن نوعين من ذرات الكربون - الأولية والثانوية. كل ذرة كربون أولية مرتبطة بذرة كربون واحدة بإحدى تكافاتها ، والثانوية - مع اثنين من التكافؤ مع ذرتين من الكربون. إذا قمت بطرح ذرة الهيدروجين من ذرة الكربون الأولية للبروبان ، يتم تكوين البروبيل الأولي ، من الذرة الثانوية - البروبيل الثانوي. يؤدي الارتباط بالقطع الأولي أو الثانوي للميثيل إلى تكوين أصناف هيكلية من المتماثل الرابع. يتم تكوين مركبين ، البوتان العادي ذو السلسلة المستقيمة والأيزوبيوتان المتفرع السلسلة.
الهيدروكربونات المشبعة: الهيكل
الميثان هو ممثل نموذجي للألكانات. الصيغة الجزيئية CH4. تتميز جزيئات الألكان برابطة سيجما. في جزيء الميثان ، تشكل ذرة الكربون أربع روابط تساهمية بسبب مدارات واحدة s- وثلاث مدارات p ، وكل ذرة هيدروجين - بسبب مدار s.
الهيدروكربونات المشبعة: التسمية والتشابه
عند اشتقاق الصيغ الهيكلية للتماثلعدد من الميثان ، بدءًا من البيوتان C4H10 ، نواجه ظاهرة التماثل. على سبيل المثال ، الصيغة الجزيئية C4H10 تتوافق مع مركبين منفصلين ، C5H12 - ثلاثة. بعد ذلك ، يزداد عدد الأيزومرات مع زيادة عدد ذرات الكربون في جزيء الألكان. على سبيل المثال ، الصيغة الجزيئية C6H14 تتوافق مع خمس صيغ هيكلية ، وبالتالي ، المواد الفردية ، C7H16 - 9 ، C8H18 - 18 ، C10H22 - 76 ، C12H26 - 355. أول أربعة ممثلين للألكانات هم الغازات ، من الخامس إلى الثاني عشر - السوائل ، بدءًا من السادس عشر - المواد الصلبة ...
الخواص الكيميائية للهيدروكربونات المشبعة
جميع الهيدروكربونات المشبعة مواد خاملة. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في جزيئات الألكان ، ترتبط ذرات الكربون والهيدروجين بروابط سيجما ، لذلك لا يمكن لهذه المركبات ربط ذرات الهيدروجين. تدخل الألكانات في تفاعلات الهالوجين والنترة والانقسام الجذري. في عملية الهالوجين ، تحل ذرات الهالوجين بسهولة محل ذرات الهيدروجين في جزيء الألكان. أثناء النترات ، تستبدل مجموعة النيترو الهيدروجين بسهولة في المرحلة الثالثة ، وهو أكثر صعوبة - في ذرات الكربون الثانوية والأولية.
الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعةالمواد الخام لمجموعة متنوعة من المواد العضوية. عن طريق فصل ذرات الهيدروجين عن الهيدروكربونات المشبعة ، يمكن الحصول على غير المشبعة (الألكينات ، الألكينات).
