В химии существуют группы органических веществ, ktoré sa líšia podobnými vlastnosťami a sú spojené všeobecným vzorcom, ktorý opisuje pravidelnosť štruktúrneho rozdielu medzi každým ďalším členom skupiny od predchádzajúceho. Napríklad homológna skupina alkánov, alkénov, alkínov alebo iných skupín. Táto nomenklatúra má veľký význam pre výskum, predpovedanie alebo praktické uplatňovanie. U organických látok kombinovaných do skupiny sa pozorujú pravidelné zmeny chemických a fyzikálnych vlastností a všetky korelujú so zmenou molekulovej hmotnosti.
Rovnako dôležité sú pravidlá opisujúce akovlastnosti látok pri prechode z jednej skupiny do druhej. Na pochopenie toho, čo je homologická séria, by sa mali zvážiť konkrétne príklady. Akákoľvek skupina zlúčenín sa vyznačuje zvýšením teploty topenia (kryštalizácia), varu (kondenzácia) a hustoty so zvýšením molekulovej hmotnosti a počtu atómov uhlíka v molekule.
Nasýtené uhľovodíky sa nazývajú nasýtené aleboparafínové; sú to acyklické (neexistujú žiadne cykly) zlúčeniny s normálnou alebo rozvetvenou štruktúrou, ktorých atómy v molekulách sú spojené jednoduchými väzbami. Všeobecný vzorec má formu CnH2n + 2 a opisuje homológnu sériu alkánov. Molekula každého nasledujúceho člena sa v porovnaní s predchádzajúcim zvyšuje o jeden atóm uhlíka C a dva atómy H. Nasýtené uhľovodíky zahŕňajú:
- metán;
- etán;
- propán a tak ďalej.
Medzi nasýtené uhľovodíky tiež patriacykloparafínov. Toto je veľká skupina organických zlúčenín, ktorých molekuly sú uzavreté v kruhoch. Ich homológna séria má vzorec CnH2n, počínajúc chemikáliou s tromi atómami uhlíka. Príklady cykloparafínov:
- cyklopropán;
- cyklobutan;
- cyklopentán a tak ďalej
Nenasýtené alebo nenasýtené uhľovodíkysú acyklické. Patria sem látky normálnej a izostručnej. Homológna séria alkénov má všeobecný vzorec CnH2n. Tieto zlúčeniny sa vyznačujú prítomnosťou jednej dvojitej väzby medzi dvoma atómami uhlíka. Ak predchádzajúci riadok začal uhľovodíkom s jedným atómom uhlíka (metán), potom tento začína látkou, ktorej molekula obsahuje dva atómy uhlíka. Príklady alkénov:
- etylénu;
- propén;
- butén a tak ďalej.
Uhľovodíky s dvoma atómami v molekuleuhlík spojený trojitou väzbou, je ešte nenasýtený, inak sa nazýva acetylénový. Spája ich homologická séria alkínov. Opisuje sa vzorcom CnH2n-2 a začína sa acetylénom, ktorý má vo vzorci dva atómy C. Príklady alkínov:
- ethine;
- prepínať;
- butin-1 a tak ďalej.
Nenasýtené acyklické uhľovodíky, vmolekula, ktorej sú dve dvojité väzby, sa nazýva dién. Majú všeobecný vzorec CnH2n-2. Ich homológna séria začína uhľovodíkom s tromi atómami uhlíka na molekulu. Dvojité väzby môžu byť konjugované (oddelené jednou jednoduchou väzbou), kumulované (umiestnené na susedných atómoch) alebo izolované (oddelené niekoľkými jednoduchými väzbami). Príklady diénov:
- 1,2-propadiénu;
- 1,3-butadién;
- izoprén a tak ďalej
Špeciálnu skupinu tvoria chemikáliecyklická štruktúra, v molekule ktorej je benzénový kruh. Homológna séria najjednoduchších aromatických uhľovodíkov začína zlúčeninou so šiestimi atómami uhlíka - benzénom. Homológy tejto série sa tvoria, keď sa jeden alebo viac atómov vodíka viazaných na benzénový kruh nahradí radikálmi. Takto sa získa množstvo látok: benzén, toluén, xylén. Ak sú v molekule dva alebo viac substituentov, potom hovoria o prítomnosti izomérov pre tieto látky. Ďalšie homológne série aromatických zlúčenín sú odvodené od naftalénu, antracénu a ďalších látok.
Pokiaľ je v uhľovodíkovej molekule funkčná skupina, potom také chemické zlúčeniny tvoria homológnu sériu.
- Počet alkoholov sa vyznačuje prítomnosťou v molekulehydroxylová skupina (-OH). V prípade jednosýtnych alkoholov je jeden atóm vodíka v acyklickom uhľovodíku nahradený hydroxylovou skupinou; ich vzorec: CnH2n + 1OH. Existuje tiež mnoho viacsýtnych alkoholov.
- Mnohé fenoly sú charakterizované prítomnosťou hydroxylovej skupiny (-OH) v molekule, ale nahrádza vodík v benzénovom kruhu.
- Počet aldehydov sa vyznačuje prítomnosťou chemickej zlúčeniny karbonylovej skupiny (> C = O) v molekule; všeobecný vzorec pre aldehydy: R - CH = O.
- Mnoho ketónov sa tiež vyznačuje prítomnosťou karbonylovej skupiny (> C = O), ale ak sa v aldehydoch kombinuje s jedným zvyškom, potom v ketónoch existujú dva uhľovodíkové zvyšky. Ketónový vzorec: R1-CO-R2.
- Karboxylové skupiny, ktoré kombinujú karbonylové a hydroxylové skupiny, sa od iných chemikálií odlišujú množstvom karboxylových kyselín. Vzorec - RCOOH.
Pre každú sériu, či už ide o homológnu sériualdehydy, karboxylové (organické) kyseliny, alkoholy alebo iné látky, ich vlastnosti sa budú do značnej miery určovať podľa typu funkčnej skupiny a prirodzene sa budú meniť v súlade so zvyšovaním molekulovej hmotnosti látky. Táto klasifikácia obrovskej triedy chemických zlúčenín pomáha pochopiť prírodu a študovať ich vlastnosti.
