ALKANLAR VEYA DOYMUŞ HIDROKARBONLAR: ÖZELLIKLER, ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Alkanlar ya da doymuş hidrokarbonlar tek yapısında tekli bağlar ile karakterize edilir kovalent türü. Bu, bu türlerde bulunan karbon atomlarının bağ oluşturabilecekleri maksimum hidrojen atomuna bağlı oldukları anlamına gelir, bu nedenle doymuş olarak bilinir.

Organik kimya evreninde, aynı zamanda parafinler olarak da bilinen alkanlar, alifatik hidrokarbonlar grubuna (doymamış hidrokarbonlar gibi) ait oldukça bol ve çok önemli türler olarak kabul edilir.

Oluşturulabilecek en basit doymuş hidrokarbon bir örnek olarak alınır: formülü CH ₄ olan standart ortam koşulları (25 ° C ve atm) altında gaz fazında bulunan bir bileşik olan metan .

Görülebileceği gibi, bu molekülde bulunan tek karbon atomunun, her biri hidrojen atomuyla bir tane olmak üzere dört basit bağı vardır.

Alkenler ve alkinler, etilen ve propilen durumunda olduğu gibi önemli ticari kullanımlara sahiptir; fakat aynı zamanda doymuş hidrokarbonlardan daha reaktif bileşiklerdir, bu da onların yaygın alkenler ve alkinlerden kaynaklanan yüksek bir reaksiyon yelpazesine sahip olmalarını sağlar.

Alkanların isimlendirilmesi

Alkanları veya doymuş hidrokarbonları doğru bir şekilde adlandırmak için akılda tutulması gereken ilk şey, IUPAC'a (Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği) göre, en basit dört alkan için sistematik terminolojinin uygulanmaması gerektiğidir.

Doğrusal doymuş hidrokarbonların isimlendirilmesi

Bu bileşikler, _n'nin değerinin yalnızca pozitif tamsayılar (n = 1,2, …) olabileceği genel formül C _n H _{2n + 2'ye sahiptir} ve karbon atomlarının sayısına karşılık gelen ön ek kullanılarak adlandırılırlar ve –ano sonekini ekleyin.

Bu nedenle, ilk dört doymuş moleküllerdir: metan (CH ₄ ), etan (Cı- ₂ , H ₆ ), propan (Cı- ₃ 'H ₈ ) ve bütan (Cı- ₄ , H ₁₀ ).

Beş ila on karbon atomuna sahip alkanların adlandırılmasıyla başlamak için, en uzun zincirde bulunan bu atomların sayısı, sürekli olduğu sürece sayılır.

Ayrıca, bir hidrojen atomunun bir alandan çıkarılması durumunda, bir ikame edici, yani sonlandırması -an, -il olarak değiştirilen bir grup haline gelir. Örneğin, metan (CH ₄ ) metil, (-CH olacak ₃ ) ve benzer bir şekilde, diğer moleküller ile.

Şimdiye kadar belirtilenleri hesaba katarak ve sayımın her zaman en yakın ikame ediciye sahip olan karbon atomuyla başlaması gerektiğini ekleyerek, ikame edicinin konumu ve ardından alkanın adı belirtilir.

Bu nedenle yukarıdaki bileşiğe 3-metilpentan adı verilir.

Dallanmış doymuş hidrokarbon terminolojisi

Benzer şekilde, dallı zincirli alkanlar, doğrusal olanlarla aynı genel formüle sahiptir, ancak n> 2'dir. Bu nedenle, bir veya daha fazla atom veya atom grubu, bir veya daha fazla hidrojen atomunu her ikame ettiğinde, bu ikame edicilerin konumu not edilmelidir.

Aynı alkil tipinde birkaç grup dalı varsa, di-, tri- veya tetra- ifadeleri, bu ikame edicilerin miktarını belirtmek için kullanılır, önünde konumlarının belirtilmesi ve alkanın adıyla biten.

İkame farklı durumda, alfabetik sıraya göre adlandırılır, ve aynı zamanda, örneğin klor (CI) veya nitro (NO olmayan karbon ornatığa sahip olabilen ₂ ).

Her durumda, ana zincirin karbon sayılarını saymak için en küçük sayı, alfabetik sırayla en düşük ikame ediciye bağlanan karbona verilir ve bu yönde devam eder.

Döngüsel doymuş hidrokarbonların isimlendirilmesi

Daha sikloalkanlar olarak bilinen siklik tipi doymuş hidrokarbonlar, Cı aşağıdaki genel formüle sahip _N , H _2n , n = 3,4, …

Bu organik moleküllerde, onu oluşturan karbon atomları kapalı bir şekilde dizilmiştir, yani yapıları bir halka oluşturur.

Bu türleri adlandırmak için, yukarıda doğrusal ve dallı alkanlar için açıklanan yönergeler takip edilir, yalnızca önek cyclo- eklenir. Benzer şekilde, siklopropan (Cı- ₃ , H ₆ ) olarak kabul edilir en basit sikloalkan.

Benzer şekilde, bu moleküller, ana zincirlerine entegre edilmiş, minimum üç karbon atomlu ve hatta oldukça karmaşık yapılar oluşturan birden fazla halka içerebilir.

Özellikleri

Doymuş hidrokarbonlar, atomları arasında basit bağlar oluşturma temel özelliğine sahiptir, bu da onları çok büyük bir molekül grubu haline getirir ve aşağıda ayrıntıları verilen oldukça spesifik özellikler verir:

Geometrik izomerizasyon

Alkan moleküllerinin yapısı, karbonun oluşturabileceği dört bağın konformasyonu nedeniyle fiziksel ve kimyasal özelliklerinde değişiklikler üretir.

Bu, bu moleküllerde karbonun sp ³ tipi bir hibridizasyona sahip olmasına rağmen, komşu atomları arasındaki açıların atom tipine bağlı olarak değişebileceği anlamına gelir.

Daha kesin bir şekilde açıklamak gerekirse, sikloalkanlar kendilerine stereokimya adı verilen benzersiz bir özellik veren bükülme açılarına sahiptir ve molekülün enerjilerini ve ona özgü diğer faktörleri, örneğin spektroskopik ve optik özellikleri etkileyebilir.

asidite

Doymuş hidrokarbonlar, iyonik ve diğer kutup türlerine oldukça düşük reaktivite gösterir. Aynı zamanda, asidik ve alkali maddelerle neredeyse hiç etkileşimleri yoktur.

Polarite

Alkanlar, bir elektrik alanı varlığında pratik olarak sıfır polariteye sahip oldukları için iletken değildir. Bu nedenle, polar çözücüler içinde çözünürlüğüne izin vermek için hidrojen bağları oluşturulamaz.

Bu nedenle, su gibi polar çözücülerle karışmayan tüm polar olmayan çözücülerde pratik olarak çözünürler.

Kaynama ve erime noktaları

Doymuş hidrokarbonlarda, daha güçlü etkileşimlerin daha yüksek kaynama noktalarına dönüştüğü van der Waals kuvvetleri nedeniyle moleküller arası etkileşimler meydana gelir.

Erime noktaları için benzer bir eğilim gözlemlenir, ancak bu, molekülün paketleme kapasitesinden kaynaklanmaktadır.

Bu etkileşimler doğrudan türlerin moleküler ağırlığı ile ilişkili olduğundan, molekül ne kadar büyük olursa kaynama ve erime noktaları da o kadar yüksek olacaktır.

Dolayısıyla, onlara moleküller arası bir temas düzlemi veren daha sert bir yapıya sahip olarak, sikloalkanlar karşılık gelen doğrusal alkanlardan daha yüksek kaynama ve erime noktalarına sahiptir.

Alkanes örnekleri

Doğrusal alkanlar

Metan : Doğada bol miktarda ve bazı insan faaliyetlerinin ürünü olarak oluşan renksiz ve kokusuz bir gazdır. Metan, alkanların en basit üyesidir ve sera gazlarının en güçlüleri arasındadır (Encyclopædia Britannica, 2017).

Etan : Esas olarak doğal gazda bulunan ve yakıt üretmek için diğer gazlarla karışım halinde kullanılan bir gazdır.

Propan : Doğalgazda bulunan, evlerde ve sanayide yakıt olarak kullanılan renksiz bir gazdır. Propan için kimyasal formülü C ₃ H ₈ ve genişletilmiş bir formül CH olduğu ₃ , CH ₂ , CH ₂ (propan Formül SF).

Bütan : veya n-bütan, ham doğal gazdan çıkarılan düzinelerce gazdan biridir ve ham petrolden de üretilebilir. N-bütan, renksiz çok amaçlı bir gazdır. Bütan ısıtma, soğutma ve daha hafif yakıt için kullanılabilir.

N-Pentan : Petrol benzeri bir kokuya sahip berrak renksiz bir sıvıdır. Pentan alkollü içeceklerde ve şerbetçiotu yağında bulunur. Bu alkan, bazı yakıtların bir bileşenidir ve laboratuvarda özel bir çözücü olarak kullanılır.

N-Hekzan : Petrol benzeri kokusu olan renksiz berrak bir sıvıdır. Turunçgillerde bulunur ve yemeklik yağları tohumlardan ve sebzelerden çıkarmak için, özel amaçlı bir çözücü ve temizlik maddesi olarak kullanılır.

N-Heptan : Petrol benzeri kokusu olan renksiz şeffaf bir sıvıdır. Kakulede bulunur. Sudan daha az yoğun ve suda çözünmez. Havadan daha ağır buharlar.

N-Oktan : Benzin kokusu olan renksiz bir sıvıdır. Sudan daha az yoğun ve suda çözünmez. Bu nedenle su üzerinde yüzer. Tahriş edici buhar üretir.

Metil Klorür : Klorometan olarak da adlandırılan renksiz bir gazdır. Silikon polimerlerin imalatında ve diğer kimyasal ürünlerin imalatında kullanılan en basit haloalkandır.

Kloroform : Renksiz, kokulu ve oldukça uçucu bir sıvıdır ve anestezik özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu özelliklerinden dolayı, küçük dozlarda tüketildiğinde bile insanları sersemletme veya vurma konusunda bir üne sahiptir (MoviesDoes Chloroform Gerçekten Seni Filmlerde Gösterdikleri Kadar Hızlı Bir Şekilde Devrediyor mu?, 2016).

Karbon tetraklorür : Renksiz, yoğun, oldukça toksik, uçucu, yanıcı olmayan, karakteristik bir kokusu olan ve çözücü olarak kullanılan bir sıvı olan tetraklorometan olarak da adlandırılır.

Kloroetan : Hafif basınç altında yoğunlaşan bir gazdır. Kloroetan, öncelikle spor tıbbında yerel ağrı kesici olarak kullanılır (Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi., 2017).

Bromoetan : Etil bromür olarak da bilinir, renksiz, uçucu bir sıvıdır, sudan biraz çözünür ve daha yoğundur. Buharlar havadan ağırdır. İlaç yapımında ve çözücü olarak kullanılır.

Dallanmış alkanlar

İzobütan : hafif petrol kokusu olan renksiz bir gazdır. Buhar basıncı altında sıvılaştırılmış gaz olarak sevk edilir. Sıvı ile temas donmaya neden olabilir. Kolay açılır.

İzopentan - 2-metilbütan olarak da adlandırılır, benzin kokusu olan renksiz sulu bir sıvıdır. Suda yüzer. Yanıcı ve tahriş edici buhar üretir (National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database;, 2017).

2-metilpentan : moleküler formülü ile bir dallı zincirli alkan ₆ H1 ₄ . Su üzerinde yüzen ve tahriş edici bir buhar üreten benzin kokulu sulu bir sıvıdır.

3,3-Dimetilheksan - Otlarda ve baharatlarda bulunur. 3, 3-Dimetilheksan, Osmanthus fragrans (tatlı osmanthus) ve ginseng yağının bir bileşenidir.

2, 3-Dimetilheksan : meyvelerde bulunur. 2,3-Dimetilheksan, nişastanın uçucu bir bileşenidir.

Neopentan : Sudan daha az yoğun bir sıvıdır. Suda çözünmez ancak alkolde çözünür (Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi, 2015).

2, 2, 4-trimetilpentan : veya izooktan, petrol endüstrisi ile ilgili ürünlerin imalatı, kullanımı ve bertarafı yoluyla çevreye salınır. 2,2,4-trimetilpentan bir insanın derisine nüfuz etti ve eldeki deri ve doku nekrozuna neden olarak ameliyat gerektirdi (Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi, 2017).

sikloalkanlar

Siklopropan - petrol benzeri bir kokuya sahip renksiz bir gazdır. Sıvı ile temas donmaya neden olabilir. Havanın yer değiştirmesinden boğulabilir ve yüksek konsantrasyonda narkotik etkiye sahiptir.

Siklobütan : 13 ° C'de sıvı halini alan gazdır . Suda çözünmez. Alkol, aseton ve eterde çözünür.

Siklopentan - petrol benzeri bir kokuya sahip renksiz berrak bir sıvıdır. Sudan daha az yoğun ve içinde çözünmez. Buharlar havadan ağırdır.

Sikloheksan : alabaşlarda bulunur. Gıda kullanımı için renk katkı karışımlarında seyreltici.

Sikloheptan : Renksiz, çözünmeyen, sudan daha az yoğun yağlı bir sıvıdır. Yüksek konsantrasyonların solunması narkotik etkiye sahip olabilir. Diğer kimyasalların yapımında kullanılır.

Siklooktan : dokuz karbon atomlu polisiklik bir hidrokarbondur. Suda çözünmez.

Metilsikloheksan - petrol benzeri bir kokuya sahip renksiz berrak bir sıvıdır. Metilsiklohekzanda, büyük metil grubunun ekvatoral olduğu koltuk konformasyonu en stabil olanıdır ve bu nedenle tüm olası konformasyonların en kalabalık olanıdır (Carey, 2011).

İzopropil Sikloheksan : Meyvelerde bulunan renksiz bir sıvıdır. İzopropil sikloheksan, Carica papaya'da (papaya) bulunur.

metilsiklopentan : renksiz, çözünmeyen bir sıvıdır ve sudan daha az yoğundur. Buharlar narkotik ve rahatsız edici olabilir. Metilsiklopentan, Helianthus annuus'tan (ayçiçeği) izole edilir.

Norborane : C7H12 formülüne sahip heptan bisikletler olarak da adlandırılan bisiklik bir alkan.

Referanslar

1. Alkanlar. (2016, 28 Kasım). Chem.libretexts.org'dan kurtarıldı.
2. Alkanlar. (SF). Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu adresinden kurtarıldı.
3. (2014). Alkanlar. Bbc.co.uk adresinden kurtarıldı.
4. Carey, FA (2011, 2 Aralık). Hidrokarbon. Britannica'dan kurtarıldı.
5. Encyclopædia Britannica. (2017, 24 Mart). Metan. Britannica.com'dan kurtarıldı.
6. Khan Akademisi. (SF). Alkanlar, sikloalkanlar ve fonksiyonel gruplar. Khanacademy.org'dan kurtarıldı.
7. Kloroform Filmlerde Gösterildiği Kadar Hızlı Sizi Gerçekten Etkiliyor mu? (2016). Scienceabc'den kurtarıldı.
8. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. . (2017, 6 Mayıs). PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 6337. PubChem'den alındı.
9. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2015, 6 Mayıs). PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 10041. PubChem'den alındı.
10. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2017, 6 Mayıs). PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 10907. PubChem'den alındı.
11. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. PubChem Bileşik Veritabanı;. (2017, 6 Mayıs). PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 6556 ,. PubChem'den alındı.
12. Propan Formülü. (SF). Softschools.com'dan kurtarıldı.