Hiilivedyt ovat yksinkertaisin orgaanisten aineiden luokkaaineissa, niiden molekyyleissä on vain kahden kemiallisen elementin - hiilen ja vedyn - atomeja. Suurin osa orgaanisten yhdisteiden luokista saadaan erilaisista hiilivedyistä kemiallisia synteesimenetelmiä käyttäen.
Hiilivedyt on jaettu kahteen alaluokkaan -asyklinen ja syklinen. Seuraavat ryhmät kuuluvat asyklisiin hiilivetyihin, rasvahiilivetyihin tai alifaattisiin hiilivetyihin: tyydyttyneet hiilivedyt (alkaanit), tyydyttymättömät (alkeenit, alkyynit, dieenit), asykliset terpeenit. Syklisiä hiilivetyjä edustavat sykloparafiiniryhmät, areenit ja sykliset terpeenit. Joskus terpeenit luokitellaan bioorganisen kemian tutkimuskohteiksi.
Tyydyttyneet hiilivedyt (alkaanit) - yhdisteethiili ja vety, joiden molekyyleissä kaikki valenssit, jotka ovat jäljellä hiiliatomien yhdistämisen jälkeen toisiinsa yksinkertaisella sidoksella, ovat kyllästettyjä vetyatomilla. Kaikkia alkaaneja voidaan pitää metaanin johdannaisina tai homologeina. Jos metaanista, jolla on molekyylikaava CH4, poistetaan yksi vetyatomi, muodostuu hiukkanen - CH3-radikaali. Koska olerodi on yleensä neliarvoinen orgaanisen aineen molekyylissä, kahden tällaisen radikaalin yhdistelmä aiheuttaa homologisen sarjan toisen edustajan - etaanin (C2H6). Jos yksi vetyatomi vähennetään etaanista, muodostuu etyyliradikaali, joka yhdistämisen jälkeen CH3: n kanssa muodostaa kolmannen homologin, propaanin.
Analysoimalla propaanin rakennekaava on helpposen osoittamiseksi, että sen molekyyli sisältää kahden tyyppisiä hiiliatomeja - primaarisen ja sekundäärisen. Jokainen primaarinen hiiliatomi on sitoutunut yhteen hiiliatomiin yhdellä sen valensseista ja toissijainen - kahdella valenssilla, joissa on kaksi hiiliatomia. Jos vähennät vetyatomin propaanin primaarisesta hiiliatomista, muodostuu primaaripropyyli sekundäärisekundaaripropyylistä. Kiinnitys metyylin primaariseen tai sekundääriseen leikkaukseen aiheuttaa neljännen homologin rakenteellisten muunnosten muodostumisen. Muodostuu kaksi yhdistettä, suoraketjuinen normaali butaani ja haaraketjuinen isobutaani.
Tyydyttyneet hiilivedyt: rakenne
Metaani on tyypillinen alkaanien edustaja.Molekyylikaava CH4. Alkaanimolekyyleille on tunnusomaista sigmasidos. Metaanimolekyylissä hiiliatomi muodostaa neljä kovalenttista sidosta johtuen yhdestä s- ja kolmesta p-orbitaalista ja kukin vetyatomi - s-orbitaalin takia.
Tyydyttyneet hiilivedyt: nimikkeistö ja isomerismi
Johdettaessa homologisen rakennekaavatjoukko metaania, aloittaen butaanista C4H10, kohtaamme isomerismin ilmiön. Esimerkiksi molekyylikaava C4H10 vastaa kahta yksittäistä yhdistettä, C5H12 - kolmea. Sen jälkeen isomeerien määrä kasvaa hiiliatomien määrän kanssa alkaanimolekyylissä. Esimerkiksi molekyylikaava C6H14 vastaa viittä rakennekaavaa ja vastaavasti yksittäisiä aineita, C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. Alkaanien neljä ensimmäistä edustajaa ovat kaasuja, viidestä kahdestoistaan - nesteet, alkaen kuudestoista - kiinteät aineet ...
Tyydyttyneiden hiilivetyjen kemialliset ominaisuudet
Kaikki tyydyttyneet hiilivedyt ovat inerttejä aineita.Tämä johtuu siitä, että alkaanimolekyyleissä hiili- ja vetyatomit ovat sidoksissa sigmasidoksilla, joten nämä yhdisteet eivät voi kiinnittää vetyatomeja. Alkaanit joutuvat radikaaleihin halogenointi-, nitraus- ja pilkkoutumisreaktioihin. Halogenointiprosessissa halogeeniatomit korvaavat helposti vetyatomit alkaanimolekyylissä. Nitroinnin aikana nitroryhmä korvaa helposti vetyä tertiäärisessä, vaikeampaa - sekundäärisissä ja primaarisissa hiiliatomeissa.
Tyydyttyneet ja tyydyttymättömät hiilivedyt ovatraaka-aine erilaisten orgaanisten aineiden saamiseksi. Jakamalla vetyatomit tyydyttyneistä hiilivedyistä voidaan saada tyydyttymättömiä (alkeenit, alkyyni).
