- Doğrusal alkanların yapısı
- Gruplar
- Zincirlerinin uzunlukları
- konformasyonları
- Doğrusal
- Yuvarlanmış veya katlanmış
- Karışık
- Özellikleri
- Fiziksel
- Etkileşimler
- istikrar
- terminoloji
- Örnekler
- Referanslar
Doğrusal alkanlar olan genel kimyasal formül -C n, doymuş hidrokarbonlar , n H 2n + 2 . Doymuş hidrokarbonlar olduklarından, tüm bağları basittir (CH) ve sadece karbon ve hidrojen atomlarından oluşur. Bunlara ayrıca izoparafinler adı verilen dallı alkanlardan ayıran parafinler de denir.
Bu hidrokarbonların dalları ve halkaları yoktur. Çizgilerden çok, bu organik bileşik ailesi zincirlere (Düz zincirli alkan) daha çok benzer; veya mutfak açısından spagetti'ye (çiğ ve pişmiş).
Çiğ spagetti daha az kırılgan olsaydı, doğrusal alkanlara daha da yakın benzerlik gösterirlerdi. Kaynak: Pixabay.
Ham spagetti, belirgin bir kırılma eğilimine sahip olmasına rağmen, doğrusal alkanların ideal ve izole durumunu temsil eder; pişmiş olanlar, al dente olup olmadıklarına bakılmaksızın, doğal ve sinerjik durumlarına yaklaşırlar: bazıları diğerleriyle bir bütün olarak etkileşime girer (örneğin makarna yemeği).
Bu tür hidrokarbonlar doğal olarak doğal gaz ve petrol sahalarında bulunur. En hafifleri yağlama özelliğine sahipken, ağır olanlar istenmeyen asfalt gibi davranır; ancak parafinlerde çözünür. Çözücüler, yağlayıcılar, yakıtlar ve asfalt olarak çok iyi hizmet ederler.
Doğrusal alkanların yapısı
Gruplar
Bu alkanlar genel formülü Cı olduğu sözü edilen n, H 2n + 2 . Bu formül, ister doğrusal ister dallı olsun, tüm alkanlar için aslında aynıdır. Bu durumda, alkan formülünden önce gelen n-'deki fark, "normal" anlamına gelir.
Dörde eşit veya daha az karbon sayısına (n ≤ 4) sahip alkanlar için bu n- 'nin gereksiz olduğu daha sonra görülecektir.
Bir çizgi veya zincir tek bir karbon atomundan oluşamaz, bu nedenle metan (CH 4 , n = 1) açıklama için dışlanır . N ise = 2, biz etan, CH sahip 3 -CH 3 . Bu alkan iki metil grubu, CH oluşur Not 3 bağlantılandırılır.
N, karbonlu sayısının arttırılması = 3, alkan propan verir, CH 3 -CH 2 -CH 3 . Şimdi yeni bir CH grubu, görünür 2 metilen adlandırılan. Doğrusal alkan ne kadar büyük olursa olsun, her zaman sadece iki gruba sahip olacaktır: CH 3 ve CH 2 .
Zincirlerinin uzunlukları
Doğrusal alkanın içindeki karbon sayısı arttığında ortaya çıkan tüm yapılarda bir sabit vardır: metilen gruplarının sayısı artar. Örneğin, n = 4, 5 ve 6 olan doğrusal alkanları varsayalım:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-bütan),
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-pentan)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n-heksan)
Onlar CH eklemek çünkü uzun zincirlere haline 2 bünyelerine grupları . Bu durumda, ne kadar CH uzun ya da kısa lineer alkan farklıdır 2 ayrıldığı iki terminal CH 3 grup . Bütün bu alkanlar sadece şu iki CH sahip 3 : zincirinin başında ve bunun sonunda. Daha fazlasına sahip olsaydım, dalların varlığını ima ederdi.
Benzer şekilde, sadece dallarda mevcut olan veya zincirin karbonlarından birine bağlı ikame edici gruplar olduğunda CH gruplarının tamamen yokluğu görülebilir.
Aşağıdaki gibi özetlenebilir: CH 3 (CH 2 ) n-2 CH 3 . Uygulamaya ve göstermeye çalışın.
konformasyonları
Doğrusal alkanların yapısal konformasyonları. Kaynak: Gabriel Bolívar.
Bazı doğrusal alkanlar diğerlerinden daha uzun veya daha kısa olabilir. Bu durumda n, 2 a ∞ değerine sahip olabilir; bu sonsuz CH oluşan bir zincirdir 2 grubu ve iki uç CH 3 gruba (teorik olarak mümkündür). Ancak, tüm dizeler uzayda aynı şekilde "düzenlenmez".
Alkanların yapısal uyumları burada ortaya çıkar. Ne borçlu? CH bağlarının dönebilirliğine ve esnekliğine. Bu bağlantılar nükleer bir eksen etrafında büküldüğünde veya döndüğünde, zincirler bükülmeye, katlanmaya veya orijinal doğrusal özelliklerinden uzağa kıvrılmaya başlar.
Doğrusal
Üstteki resimde, örneğin, üstte doğrusal veya uzatılmış olarak kalan on üç karbonlu bir zincir gösterilmektedir. Bu konformasyon idealdir, çünkü moleküler ortamın zincirdeki atomların uzaysal düzenini minimum düzeyde etkilediği varsayılır. Hiçbir şey onu rahatsız etmez ve eğilmesine gerek yoktur.
Yuvarlanmış veya katlanmış
Görüntünün ortasında, yirmi yedi karbon zinciri bir dış rahatsızlık yaşıyor. Yapı, daha "rahat" olması için bağlantılarını kendi üzerine katlanacak şekilde döndürür; uzun bir spagetti gibi.
Hesaplamalı çalışmalar, doğrusal bir zincirin sahip olabileceği maksimum karbon sayısının n = 17 olduğunu göstermiştir. N = 18'den itibaren, bükülmeye veya bükülmeye başlamaması imkansızdır.
Karışık
Zincir çok uzunsa, diğerleri bükülürken veya sarılırken doğrusal kalan bölgeleri olabilir. Hepsinden önemlisi, bu belki de gerçeklik uyumuna en yakın olanıdır.
Özellikleri
Fiziksel
Hidrokarbon oldukları için, esasen apolardırlar ve bu nedenle hidrofobiktirler. Bu, suyla karışamayacakları anlamına gelir. Zincirleri aralarında çok fazla boşluk bıraktığı için çok yoğun değillerdir.
Benzer şekilde, fiziksel durumları gaz (n <5 için), sıvı (n <13 için) veya katı (n ≥ 14 için) arasında değişir ve zincirin uzunluğuna bağlıdır.
Etkileşimler
Doğrusal alkan molekülleri apolardır ve bu nedenle moleküller arası kuvvetleri Londra saçılım tipindedir. Zincirler (muhtemelen karışık bir yapıya sahiptirler), daha sonra moleküler kütlelerinin ve hidrojen ve karbon atomlarının anlık indüklenmiş dipollerinin etkisiyle çekilir.
Bu nedenle zincir uzadığında ve dolayısıyla ağırlaştığında kaynama ve erime noktaları da aynı şekilde artar.
istikrar
Zincir ne kadar uzunsa o kadar dengesizdir. Büyük olandan daha küçük zincirler yapmak için genellikle bağlantılarını koparırlar. Aslında bu işlem, yağ rafinasyonunda oldukça kullanılan çatlama olarak bilinir.
terminoloji
Doğrusal alkanları adlandırmak için, ismin önüne n- göstergesini eklemek yeterlidir. Propan gibi n = 3 ise, bu alkanın herhangi bir dallanma göstermesi imkansızdır:
CH 3 -CH 2 -CH 3
Bu, n = 4'ten sonra, yani n-bütan ve diğer alkanlarda olmaz:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3
VEYA
(CH 3 ) 2 , CH = CH 3
İkinci yapı, yapısal bir bütan izomerinden oluşan izobutana karşılık gelir. Birini diğerinden ayırmak için n göstergesi devreye girer. Bu nedenle, n-bütan, dallar olmadan yalnızca doğrusal izomeri ifade eder.
N ne kadar yüksekse, yapısal izomerlerin sayısı o kadar fazla olur ve doğrusal izomeri belirtmek için n-'yi kullanmak o kadar önemlidir.
Örneğin, oktan, C 8 H 18 (C 8 H 8 × 2 + 2 ), birçok dal mümkün olduğu için on üçe kadar yapısal izomere sahiptir. Doğrusal izomer ise n-oktan olarak adlandırılır ve yapısı şöyledir:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3
Örnekler
Aşağıda bahsedilmiş ve bazı doğrusal alkanları bitirmek için:
-Etan (Cı- 2 , H 6 ): CH 3 CH 3
-Propan (Cı- 3 'H 8 ): CH 3 CH 2 CH 3
- n-heptan (Cı- 7 H 16 ): CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 .
- n, -dekan (Cı- 10 , H 22 ): CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 .
- n-Heksadekan (Cı- 16 , H 34 ): CH 3 (CH 2 ) 14 CH 3 .
- n, -Nonadecane (Cı- 19 , H 40 ): CH 3 (CH 2 ) 17 CH 3 .
- n, -Eicosane (Cı- 20 , H 42 ): CH 3 (CH 2 ) 18 CH 3 .
- n, -Hectane (Cı- 100 , H 202 ): CH 3 (CH 2 ) 98 CH 3 .
Referanslar
- Carey F. (2008). Organik Kimya. (Altıncı baskı). Mc Graw Hill.
- Morrison, RT ve Boyd, R, N. (1987). Organik Kimya. (5. Baskı). Editör Addison-Wesley Interamericana.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organik Kimya. Aminler. (10. baskı.). Wiley Plus.
- Jonathan M. Goodman. (1997). Doğrusal Küresel Minimum Konformasyona Sahip En Uzun Dallanmamış Alkan Nedir? J. Chem Inf Comput. Sci.1997, 37, 5, 876-878.
- Garcia Nissa. (2019). Alkanlar Nelerdir? Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı
- Bay Kevin A. Boudreaux. (2019). Alkanlar. Kurtarıldı: angelo.edu
- Düz zincirli Alkenlerin listesi. . Laney.edu'dan kurtarıldı
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 Eylül 2018). İlk 10 Alkan'ı adlandırın. Kurtarıldı: thinkco.com
- İlginç Bilim. (20 Mart 2013). Düz zincirli alkanlar: özellikleri tahmin etme. Kurtarıldı: quirkyscience.com
- Vikipedi. (2019). Daha yüksek alkanlar. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı