Kulbrinter er den enkleste klasse af organiskestoffer, har deres molekyler kun atomer med to kemiske grundstoffer - kulstof og brint. De fleste klasser af organiske forbindelser opnås fra forskellige carbonhydrider ved hjælp af kemiske syntesemetoder.
Kulbrinter er opdelt i to underklasser -acyklisk og cyklisk. Følgende grupper tilhører acykliske carbonhydrider eller fede carbonhydrider eller alifatiske carbonhydrider: mættede carbonhydrider (alkaner), umættede (alkener, alkyner, diener), acykliske terpener. Cykliske carbonhydrider repræsenteres af cycloparaffingrupper, arener og cykliske terpener. Nogle gange klassificeres terpener som undersøgelsesobjekter inden for bioorganisk kemi.
Mættede carbonhydrider (alkaner) - forbindelserkulstof og hydrogen, i hvis molekyler alle de valenser, der er tilbage efter forbindelsen af carbonatomer med hinanden ved en simpel binding, er mættet med hydrogenatomer. Alle alkaner kan betragtes som derivater eller homologer af metan. Hvis et hydrogenatom fjernes fra metan, som har molekylformlen CH4, dannes en partikel - CH3 -radikalen. På grund af det faktum, at olerod normalt er tetravalent i et organisk stofmolekyle, forårsager kombinationen af to sådanne radikaler udseendet af den anden repræsentant for den homologe serie - ethan (C2H6). Hvis et hydrogenatom trækkes fra ethan, dannes et ethylradikal, som efter kombination med CH3 danner en tredje homolog, propan.
Ved at analysere strukturformlen for propan er det let atat fastslå, at dets molekyle omfatter to typer kulstofatomer - primære og sekundære. Hvert primære carbonatom er bundet til et carbonatom af en af dets valenser, og det sekundære - af to valenser med to carbonatomer. Hvis du trækker hydrogenatomet fra det primære carbonatom i propan, dannes primært propyl, fra det sekundære - sekundære propyl. Vedhæftning til det primære eller sekundære snit af methyl forårsager dannelse af strukturelle sorter af den fjerde homolog. To forbindelser dannes, ligekædet normal butan og forgrenet isobutan.
Mættede kulbrinter: struktur
Metan er en typisk repræsentant for alkaner.Molekylær formel CH4. Alkanmolekyler er kendetegnet ved en sigmabinding. I et metanmolekyle danner et carbonatom fire kovalente bindinger på grund af en s- og tre p-orbitaler, og hvert brintatom- på grund af en s-orbital.
Mættede kulbrinter: nomenklatur og isomerisme
Når man udleder strukturformlerne for det homologeet antal metan, der starter med butan C4H10, støder vi på fænomenet isomerisme. For eksempel svarer molekylformlen C4H10 til to individuelle forbindelser, C5H12 - tre. Efterfølgende stiger antallet af isomerer med antallet af carbonatomer i alkanmolekylet. For eksempel svarer molekylformlen C6H14 til fem strukturformler og følgelig individuelle stoffer, C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. De første fire repræsentanter for alkaner er gasser, fra femte til tolvte - væsker, startende fra den sekstende - faste stoffer ...
Kemiske egenskaber ved mættede kulbrinter
Alle mættede kulbrinter er inerte stoffer.Dette skyldes det faktum, at carbon- og hydrogenatomer i alkanmolekyler er forbundet med sigma -bindinger, så disse forbindelser kan ikke vedhæfte hydrogenatomer. Alkaner indgår i radikale halogenerings-, nitrering- og spaltningsreaktioner. I halogeneringsprocessen erstatter halogenatomer let hydrogenatomer i alkanmolekylet. Under nitrering erstatter nitrogruppen let hydrogen i tertiære, vanskeligere - i sekundære og primære carbonatomer.
Mættede og umættede kulbrinter erråmateriale til fremstilling af en række forskellige organiske stoffer. Ved at opdele hydrogenatomer fra mættede carbonhydrider kan der opnås umættede (alkener, alkyner).
