Uhlovodíky jsou nejjednodušší třídou organických láteklátky, jejich molekuly mají atomy pouze dvou chemických prvků - uhlíku a vodíku. Většina tříd organických sloučenin se získává z různých uhlovodíků metodami chemické syntézy.
Uhlovodíky se dělí do dvou podtříd -acyklické a cyklické. Následující skupiny patří k acyklickým uhlovodíkům nebo mastným uhlovodíkům nebo alifatickým uhlovodíkům: nasycené uhlovodíky (alkany), nenasycené (alkeny, alkyny, dieny), acyklické terpeny. Cyklické uhlovodíky představují cykloparafinové skupiny, areny a cyklické terpeny. Někdy jsou terpeny klasifikovány jako předměty studia v bioorganické chemii.
Nasycené uhlovodíky (alkany) - sloučeninyuhlík a vodík, v jejichž molekulách jsou všechny valence zbývající po vzájemném propojení atomů uhlíku jednoduchou vazbou nasyceny atomy vodíku. Všechny alkany lze považovat za deriváty nebo homology methanu. Pokud se jeden atom vodíku odečte od metanu, který má molekulární vzorec CH4, vytvoří se částice - radikál CH3. Vzhledem k tomu, že olerod je v molekule organické látky obvykle čtyřmocný, kombinace dvou takových radikálů způsobí výskyt druhého zástupce homologní řady - etanu (C2H6). Pokud se jeden atom vodíku odečte od etanu, vytvoří se ethylový radikál, který po kombinaci s CH3 vytvoří třetí homolog, propan.
Analýzou strukturního vzorce propanu je snadnézjistit, že jeho molekula zahrnuje dva typy atomů uhlíku - primární a sekundární. Každý primární atom uhlíku je vázán na jeden atom uhlíku jednou z jeho valencí a sekundární - dvěma valencemi se dvěma atomy uhlíku. Pokud odečtete atom vodíku od primárního atomu uhlíku propanu, vytvoří se primární propyl, od sekundárního - sekundární propyl. Připojení k primárnímu nebo sekundárnímu řezu methylu způsobuje tvorbu strukturních odrůd čtvrtého homologu. Vznikají dvě sloučeniny, normální butan s přímým řetězcem a isobutan s rozvětveným řetězcem.
Nasycené uhlovodíky: struktura
Metan je typickým představitelem alkanů.Molekulární vzorec CH4. Alkanové molekuly jsou charakterizovány sigma vazbou. V molekule metanu tvoří atom uhlíku čtyři kovalentní vazby díky jednomu s- a třem p-orbitalům a každý atom vodíku - díky s-orbitálu.
Nasycené uhlovodíky: nomenklatura a izomerismus
Při odvozování strukturních vzorců homolognířada metanu, počínaje butanem C4H10, se setkáváme s fenoménem izomerismu. Například molekulární vzorec C4H10 odpovídá dvěma jednotlivým sloučeninám, C5H12 - třem. Počet izomerů se následně zvyšuje s počtem atomů uhlíku v molekule alkanu. Například molekulární vzorec C6H14 odpovídá pěti strukturním vzorcům a podle toho jednotlivým látkám, C7H16-9, C8H18-18, C10H22-76, C12H26-355. Prvními čtyřmi zástupci alkanů jsou plyny, od pátého do dvanáctého - kapaliny, počínaje šestnáctým - pevné látky ...
Chemické vlastnosti nasycených uhlovodíků
Všechny nasycené uhlovodíky jsou inertní látky.To je způsobeno skutečností, že v molekulách alkanu jsou atomy uhlíku a vodíku spojeny sigma vazbami, takže tyto sloučeniny nemohou připojit atomy vodíku. Alkany vstupují do radikálních halogenačních, nitračních a štěpných reakcí. V procesu halogenace atomy halogenu snadno nahradí atomy vodíku v molekule alkanu. Během nitrace nitroskupina snadno nahradí vodík terciárně, obtížněji - v sekundárních a primárních atomech uhlíku.
Nasycené a nenasycené uhlovodíky jsousurovina pro získání různých organických látek. Odštěpením atomů vodíku z nasycených uhlovodíků lze získat nenasycené (alkeny, alkyny).
