Ķīmijā ir organisko vielu grupaskas atšķiras ar līdzīgām īpašībām un ko apvieno ar vispārīgu formulu, kas raksturo katra nākamā grupas dalībnieka strukturālās atšķirības struktūru no iepriekšējās. Piemēram, homonu virkne alkānu, alkēnu, alkīnu vai citu grupu. Šī nomenklatūra ir ļoti nozīmīga pētniecībai, prognozēšanai vai praktiskajam pielietojumam. Grupēto organisko vielu gadījumā tiek novērotas regulāras ķīmisko un fizikālo īpašību izmaiņas, un tās visas ir saistītas ar izmaiņām molekulmasā.
Tikpat svarīgi ir noteikumi, kas apraksta, kā mainīt.vielu īpašības pārejā no vienas grupas uz otru. Lai saprastu, kas ir homoloģiska sērija, jāņem vērā konkrēti piemēri. Visām savienojumu grupām ir raksturīga kušanas temperatūras (kristalizācija), viršanas (kondensācijas) un blīvuma palielināšanās, palielinot molekulmasu un oglekļa atomu skaitu molekulā.
Piesātinātus ogļūdeņražus sauc par piesātinātiem vaiparafīns; tie ir acikliski (bez cikla) savienojumi ar normālu vai sazarotu struktūru, un to molekulas atomi savieno ar vienreizējām saitēm. Vispārējā formula ir CnH2n + 2 un apraksta homologu alkānu sēriju. Katra nākamā locekļa molekula, salīdzinot ar iepriekšējo, palielinās par vienu atomu C un diviem H atomiem. Piesātinātie ogļūdeņraži ietver:
- metāns;
- etāns;
- propāns un tā tālāk.
Piesātinātie ogļūdeņraži arī ietvercikloparafīni. Šī ir liela organisko savienojumu grupa, kuras molekulas ir aizvērtas ar gredzeniem. To homoloģiskajai sērijai ir formula CnH2n, sākot ar ķīmisko vielu ar trim oglekļa atomiem. Cikloparafīnu piemēri:
- ciklopropāns;
- ciklobutāna;
- ciklopentāns utt
Непредельные или ненасыщенные углеводороды также ir acikliski. Tie ietver normālas un izostatiskās vielas. Homogēnām alkēnu sērijām ir vispārējā formula CnH2n. Šos savienojumus raksturo viena divkārša saite starp diviem oglekļa atomiem. Ja iepriekšējā rinda sākās ar ogļūdeņradi ar vienu oglekļa atomu (metānu), tad tas sākas ar vielu molekulā, kurā ir divi oglekļa atomi. Alkēnu piemēri:
- etēns;
- propēns;
- butēns un tā tālāk.
Ogļūdeņraži molekulā, kas ir divi atomiogleklis ir savienots ar trīskāršu saiti, ir vēl nepiesātināti, pretējā gadījumā tos sauc par acetilēnu. Tos apvieno homologa virkne alkīnu. Tas ir aprakstīts ar formulu CnH2n-2 un sākas ar acetilēnu, kura formula ir divi atomi.
- etīns;
- propilēns;
- butin-1 un tā tālāk.
Nepiesātinātie acikliskie ogļūdeņraži. \ Tmolekulu, kurai ir divas dubultās saites, sauc par dienām. Tām ir vispārējā formula CnH2n-2. To homologās sērijas sākas ar ogļūdeņražu ar trim oglekļa atomiem molekulā. Dubultās saites var konjugēt (atdalīt ar vienu atsevišķu saiti), kumulēt (atrodas blakus esošajiem atomiem) vai izolēt (atdalīt ar vairākām atsevišķām saitēm). Diīnu piemēri:
- 1,2-propadiēns;
- 1,3-butadiēns;
- izoprēns un tā tālāk
Ķīmiskās vielas veido īpašu grupucikliska struktūra, kuras molekulā ir benzola gredzens. Vienkāršāko aromātisko ogļūdeņražu homoloģiskā virkne sākas ar savienojumu ar sešiem oglekļa atomiem - benzolu. Šīs sērijas homologi veidojas, kad viens vai vairāki ūdeņraža atomi, kas piesaistīti benzola gredzenam, tiek aizstāti ar radikāļiem. Tādējādi iegūst vairākas vielas: benzolu, toluolu, ksilolu. Ja molekulā ir divi vai vairāki aizvietotāji, tad mēs runājam par šo vielu izomēru klātbūtni. Citas homoloģiskas aromātisko savienojumu sērijas ir iegūtas no naftalīna, antracēna un citām vielām.
Ja ogļūdeņraža molekulā ir funkcionālā grupa, tad šādi ķīmiskie savienojumi veido arī homoloģiskas virknes.
- Vairāki spirti izceļas ar klātbūtni molekulāhidroksilgrupa (–OH). Vienvērtīgiem spirtiem vienu ūdeņraža atomu acikliskajā ogļūdeņražā aizstāj ar hidroksilgrupu; to formula: CnH2n + 1OH. Ir arī vairāki daudzvērtīgi spirti.
- Vairākiem fenoliem raksturīga hidroksilgrupas (–OH) klātbūtne molekulā, bet tā aizvieto ūdeņradi benzola gredzenā.
- Vairāki aldehīdi izceļas ar karbonilgrupas (> C = O) klātbūtni molekulā; vispārējā formula aldehīdiem: R - CH = O.
- Vairāki ketoni izceļas arī ar karbonilgrupas (> C = O) klātbūtni, bet, ja aldehīdos to apvieno ar vienu radikāli, tad ketonos ir divi ogļūdeņraža radikāļi. Ketonu formula: R1 - CO - R2.
- Vairākas karbonskābes no citām ķīmiskām vielām atšķiras ar karboksilgrupu, kas apvieno karbonilgrupas un hidroksilgrupas. Formula - RCOOH.
Katrai sērijai, vai tā būtu homoloģiska sērijaaldehīdiem, karbonskābēm (organiskām) skābēm, spirtiem vai citām vielām, to īpašības lielā mērā nosaka funkcionālās grupas tips, un tās dabiski mainīsies līdz ar vielas molekulmasas palielināšanos. Šī plašās ķīmisko savienojumu klases klasifikācija palīdz izprast dabu un izpētīt to īpašības.
