Angliavandeniliai yra paprasčiausia organinių medžiagų klasėmedžiagų, jų molekulėse yra tik dviejų cheminių elementų - anglies ir vandenilio - atomai. Daugelis organinių junginių klasių yra gaunami iš įvairių angliavandenilių, naudojant cheminės sintezės metodus.
Angliavandeniliai yra suskirstyti į du poklasius -acikliniai ir cikliniai. Šios grupės priklauso acikliniams angliavandeniliams, riebiesiems angliavandeniliams arba alifatiniams angliavandeniliams: sočiųjų angliavandenilių (alkanų), nesočiųjų (alkenų, alkinų, dienų), aciklinių terpenų. Cikliniai angliavandeniliai yra cikloparafino grupės, arenai ir cikliniai terpenai. Kartais terpenai priskiriami prie bioorganinės chemijos tyrimo objektų.
Sotieji angliavandeniliai (alkanai) - junginiaianglis ir vandenilis, kurių molekulėse visi valentai, likę po anglies atomų sujungimo paprastu ryšiu, yra prisotinti vandenilio atomais. Visi alkanai gali būti laikomi metano dariniais ar homologais. Jei iš metano, kurio molekulinė formulė CH4, pašalinamas vienas vandenilio atomas, susidaro dalelė - CH3 radikalas. Dėl to, kad olerodas paprastai yra keturvalentis organinės medžiagos molekulėje, dviejų tokių radikalų derinys sukelia antrojo homologinės serijos atstovo - etano (C2H6) išvaizdą. Jei iš etano atimamas vienas vandenilio atomas, susidaro etilo radikalas, kuris, sujungęs su CH3, sudaro trečią homologą - propaną.
Išanalizavus propano struktūrinę formulę, lengvanustatyti, kad jo molekulėje yra du anglies atomų tipai - pirminis ir antrinis. Kiekvienas pirminis anglies atomas yra sujungtas su vienu anglies atomu vienu iš jo valentų, o antrinis - su dviem valentomis, turinčiomis du anglies atomus. Jei atimsite vandenilio atomą iš pirminio propano anglies atomo, susidaro pirminis propilas, iš antrinio - antrinio propilo. Pritvirtinus prie pirminio ar antrinio metilo pjūvio, susidaro ketvirtojo homologo struktūrinės veislės. Susidaro du junginiai: tiesios grandinės normalusis butanas ir šakotosios grandinės izobutanas.
Sotieji angliavandeniliai: struktūra
Metanas yra tipiškas alkanų atstovas.Molekulinė formulė CH4. Alkano molekulėms būdingas sigmos ryšys. Metano molekulėje anglies atomas suformuoja keturias kovalentines jungtis dėl vienos s ir trijų p orbitalių, o kiekvienas vandenilio atomas - dėl s orbitos.
Sotieji angliavandeniliai: nomenklatūra ir izomerija
Išvedant homologo struktūrines formulesdaugybė metano, pradedant butanu C4H10, susiduriame su izomerijos reiškiniu. Pvz., Molekulinė formulė C4H10 atitinka du atskirus junginius, C5H12 - tris. Vėliau izomerų skaičius didėja kartu su anglies atomų skaičiumi alkano molekulėje. Pvz., Molekulinė formulė C6H14 atitinka penkias struktūrines formules ir atitinkamai atskiras medžiagas C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. Pirmieji keturi alkanų atstovai yra dujos, nuo penktos iki dvyliktos - skysčiai, pradedant nuo šešiolikto - kietieji ...
Sočiųjų angliavandenilių cheminės savybės
Visi sotieji angliavandeniliai yra inertinės medžiagos.Taip yra dėl to, kad alkano molekulėse anglies ir vandenilio atomus jungia sigmos ryšiai, todėl šie junginiai negali prijungti vandenilio atomų. Alkanai patenka į radikalias halogeninimo, nitrinimo ir skilimo reakcijas. Halogeninimo procese halogeno atomai alkano molekulėje lengvai pakeičia vandenilio atomus. Nitratymo metu azoto grupė lengvai pakeičia vandenilį tretiniame, sunkiau - antriniuose ir pirminiuose anglies atomuose.
Sotieji ir nesotieji angliavandeniliai yražaliava įvairioms organinėms medžiagoms gauti. Atskyrus vandenilio atomus iš sočiųjų angliavandenilių, galima gauti nesočiųjų (alkenų, alkinų).
