Kolväten är den enklaste klassen av organiskaämnen, deras molekyler har bara atomer med två kemiska element - kol och väte. De flesta klasser av organiska föreningar erhålls från olika kolväten med kemiska syntesmetoder.
Kolväten är indelade i två underklasser -acyklisk och cyklisk. Följande grupper tillhör acykliska kolväten eller feta kolväten eller alifatiska kolväten: mättade kolväten (alkaner), omättade (alkener, alkyner, diener), acykliska terpener. Cykliska kolväten representeras av cykloparaffingrupper, arenor och cykliska terpener. Ibland klassificeras terpener som studieobjekt inom bioorganisk kemi.
Mättade kolväten (alkaner) - föreningarkol och väte, i vilka molekyler alla valenser som återstår efter anslutning av kolatomer till varandra genom en enkel bindning är mättade med väteatomer. Alla alkaner kan betraktas som derivat eller homologer av metan. Om en väteatom subtraheras från metan, som har molekylformeln CH4, bildas en partikel - CH3-radikalen. På grund av det faktum att olerod vanligtvis är tetravalent i en organisk substansmolekyl, orsakar kombinationen av två sådana radikaler utseendet på den andra representanten för den homologa serien - etan (C2H6). Om en väteatom subtraheras från etan, bildas en etylradikal, som efter kombination med CH3 bildar en tredje homolog, propan.
Genom att analysera propan strukturformel är det lätt attför att fastställa att dess molekyl innehåller två typer av kolatomer - primära och sekundära. Varje primär kolatom är bunden till en kolatom av en av dess valenser, och den sekundära - av två valenser med två kolatomer. Om du subtraherar väteatomen från den primära kolatomen i propan, bildas primär propyl, från den sekundära - sekundära propylen. Fästning vid den primära eller sekundära skärningen av metyl orsakar bildandet av strukturella sorter av den fjärde homologen. Två föreningar bildas, rakkedjig normal butan och grenad isobutan.
Mättade kolväten: struktur
Metan är en typisk representant för alkaner.Molekylformel CH4. Alkanmolekyler kännetecknas av en sigma-bindning. I en metanmolekyl bildar en kolatom fyra kovalenta bindningar på grund av en s- och tre p-orbitaler, och varje väteatom - på grund av en s-orbital.
Mättade kolväten: nomenklatur och isomerism
När man härleder de homologa strukturformlernaett antal metan, med början på butan C4H10, möter vi fenomenet isomerism. Molekylformeln C4H10 motsvarar till exempel två individuella föreningar, C5H12 - tre. Därefter ökar antalet isomerer med antalet kolatomer i alkanmolekylen. Till exempel motsvarar molekylformeln C6H14 fem strukturformler och följaktligen individuella substanser, C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. De första fyra representanterna för alkaner är gaser, från den femte till den tolvte - vätskor, från och med den sextonde - fasta ämnen ...
Kemiska egenskaper hos mättade kolväten
Alla mättade kolväten är inerta ämnen.Detta beror på det faktum att i alkanmolekyler är kol- och väteatomer kopplade genom sigma-bindningar, så dessa föreningar kan inte fästa väteatomer. Alkaner går in i radikala halogenerings-, nitrerings- och klyvningsreaktioner. I halogeneringsprocessen ersätter halogenatomer lätt väteatomer i alkanmolekylen. Under nitreringen ersätter nitrogruppen lätt väte i tertiär, svårare - i sekundära och primära kolatomer.
Mättade och omättade kolväten ärråvara för att erhålla en mängd olika organiska ämnen. Genom att dela väteatomer från mättade kolväten kan omättade (alkener, alkyner) erhållas.
