A szénhidrogének a szerves anyagok legegyszerűbb osztályaanyagok, molekuláik csak két kémiai elem atomjai - szén és hidrogén. A legtöbb szerves vegyület osztályt különféle szénhidrogénekből állítják elő kémiai szintézis módszerekkel.
A szénhidrogéneket két alosztályra osztják:aciklikus és ciklikus. A következő csoportok tartoznak az aciklusos szénhidrogénekhez vagy zsíros szénhidrogénekhez, vagy alifás szénhidrogénekhez: telített szénhidrogének (alkánok), telítetlenek (alkének, alkinok, diének), aciklusos terpének. A ciklikus szénhidrogéneket cikloparaffincsoportok, arének és ciklusos terpének képviselik. Néha a terpéneket a bioszerves kémia vizsgálati tárgyai közé sorolják.
Telített szénhidrogének (alkánok) - vegyületekszén és hidrogén, amelyek molekuláiban a szénatomok egyszerű kötéssel egymáshoz való kapcsolódása után megmaradó összes vegyérték hidrogénatommal telített. Minden alkán a metán származékának vagy homológjának tekinthető. Ha egy hidrogénatomot levonunk a metánból, amelynek molekulaképlete CH4, részecske képződik - a CH3 gyök. Tekintettel arra, hogy az olerod általában négy vegyértékű szerves anyag molekulában, két ilyen gyök kombinációja a homológ sorozat második képviselőjének - az etánnak (C2H6) - megjelenését okozza. Ha az etánból levonunk egy hidrogénatomot, etil-gyök keletkezik, amely a CH3-mal való egyesülés után egy harmadik homológot, a propánt képez.
A propán szerkezeti képletének elemzésével ez egyszerűannak megállapítására, hogy molekulája kétféle szénatomot tartalmaz - primer és szekunder. Minden elsődleges szénatom egy szénatomhoz kapcsolódik az egyik vegyértékével, a szekunder - két vegyértékkel, két szénatommal. Ha kivonja a hidrogénatomot a propán elsődleges szénatomjából, akkor primer propil keletkezik, a szekunder - szekunder propilből. A metil elsődleges vagy másodlagos vágásához való kötődés a negyedik homológ szerkezeti változatainak kialakulását okozza. Két vegyület képződik, az egyenes láncú normál bután és az elágazó láncú izobután.
Telített szénhidrogének: szerkezet
A metán az alkánok tipikus képviselője.Molekulaképlet CH4. Az alkánmolekulákat szigma kötés jellemzi. A metánmolekulában egy szénatom négy kovalens kötést hoz létre egy s- és három p-pálya révén, és minden hidrogénatom - egy s-pálya miatt.
Telített szénhidrogének: nómenklatúra és izoméria
A homológ szerkezeti képleteinek levezetésekorszámos metán, kezdve a C4H10 butánnal, találkozunk az izoméria jelenségével. Például a C4H10 molekulaképlet két különálló vegyületnek, a C5H12 háromnak felel meg. Ezt követően az izomerek száma az alkánmolekulában lévő szénatomok számával nő. Például a C6H14 molekulaképlet öt szerkezeti képletnek és ennek megfelelően egyedi anyagoknak felel meg, C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. Az alkánok első négy képviselője gáz, az ötödiktől a tizenkettedikig - folyadékok, a tizenhatodiktól kezdve - szilárd anyagok ...
Telített szénhidrogének kémiai tulajdonságai
Minden telített szénhidrogén inert anyag.Ez annak köszönhető, hogy az alkánmolekulák szén- és hidrogénatomja szigma kötésekkel kapcsolódik össze, így ezek a vegyületek nem tudnak hidrogénatomot kapcsolódni. Az alkánok gyökös halogénezési, nitrálási és hasítási reakciókba lépnek. A halogénezés során a halogénatomok könnyen helyettesítik a hidrogénatomokat az alkánmolekulában. A nitrálás során a nitrocsoport könnyen helyettesíti a hidrogént a tercier, nehezebben - a szekunder és primer szénatomokban.
A telített és telítetlen szénhidrogéneknyersanyag különféle szerves anyagok előállításához. A telített szénhidrogének hidrogénatomjainak leválasztásával telítetlenek (alkének, alkinok) nyerhetők.
