ALIFATIK HIDROKARBONLAR: ÖZELLIKLER, ISIMLENDIRME, REAKSIYONLAR, TIPLER - KIMYA - 2025

Alifatik hidrokarbonlar olmayan bir koku anlamda aromatiklik yoksun olan, fakat ilgili kimyasal kararlılık. Hidrokarbonları bu şekilde sınıflandırmak, aromatik olmayan çeşitli hidrokarbon türleri arasında ayrım yapmadığı için günümüzde çok belirsiz ve kesin değildir.

Böylece alifatik hidrokarbonlara ve aromatik hidrokarbonlara sahibiz. İkincisi, temel birimleri tarafından tanınır: benzen halkası. Diğerleri ise herhangi bir moleküler yapıyı benimseyebilir: doğrusal, dallı, döngüsel, doymamış, polisiklik; benzen gibi konjuge sistemlere sahip olmadıkları sürece.

Çakmaklardaki sıvı yakıt, alifatik hidrokarbonların bir karışımından oluşur. Kaynak: Pixnio.

'Alifatik' terimi, yağ anlamına gelen ve aynı zamanda sıvı yağları ifade etmek için kullanılan Yunanca 'aleiphar' kelimesinden doğmuştur. Bu nedenle, 19. yüzyılda bu sınıflandırma, yağlı özlerden elde edilen hidrokarbonlara verilmiştir; aromatik hidrokarbonlar ise ağaçtan ve kokulu reçinelerden elde edildi.

Bununla birlikte, organik kimyanın temelleri pekiştikçe, hidrokarbonları, doğal kaynaklarından daha da önemli olan farklılaştıran bir kimyasal özellik olduğu keşfedildi: aromatiklik (koku değil).

Bu şekilde, alifatik hidrokarbonlar, aromatiklikten yoksun olanlar olmak üzere, yalnızca yağlardan elde edilenler olmaktan çıktı. Bu ailede, ister lineer ister döngüsel olsun, alkanlar, alkenler ve alkinler var. Bu nedenle 'alifatik' belirsiz kabul edilir; bazı genel yönleri ele almak faydalı olsa da.

Örneğin, alifatik 'uçlar' veya 'zincirler' derken, aromatik halkaların olmadığı moleküler bölgelere atıfta bulunuyorsunuz. Tüm alifatik hidrokarbonlar arasında tanım gereği en basit olanı metan, CH _4'tür ; benzen ise aromatik hidrokarbonların en basitidir.

Alifatik hidrokarbonların özellikleri

Alifatik hidrokarbonların özellikleri, hangilerinin dikkate alındığına bağlı olarak farklı derecelerde değişir. Düşük ve yüksek moleküler kütlelerin yanı sıra lineer, dallı, döngüsel veya polisiklik olanlar, şaşırtıcı üç boyutlu yapılara sahip olanlar bile vardır; Küba'da olduğu gibi, küp şeklinde.

Bununla birlikte, bahsedilebilecek bazı genellemeler var. Çoğu alifatik hidrokarbon, hidrofobik ve apolar gazlar veya sıvılardır, bazıları diğerlerinden daha apolardır, çünkü karbon zincirlerinde halojen, oksijen, nitrojen veya sülfür atomları içerenler bile listeye dahil edilmiştir.

Aynı şekilde, minimum ısı kaynağıyla havada oksitlenmeye yatkın olduklarından yanıcı bileşiklerdir. Alifatik molekülleri bir arada tutan zayıf dağıtıcı etkileşimler nedeniyle yüksek uçuculuğunu da eklersek, bu özellik daha tehlikeli hale gelir.

Bunu, örneğin propan gibi nispeten kolayca sıvılaşabilen bir gaz olan bütan içinde görüyoruz. Her ikisi de son derece uçucu ve yanıcıdır, bu da onları pişirme gazı veya cep çakmaklarında aktif bileşenler haline getirir.

Tabii ki, bu uçuculuk, moleküler kütle arttıkça ve hidrokarbon gittikçe viskoz ve yağlı sıvılar oluşturdukça azalma eğilimindedir.

terminoloji

Hidrokarbonların isimlendirilmesi, özelliklerinden bile daha farklıdır. Alkanlar, alkenler veya alkinler ise, IUPAC tarafından şart koşulan aynı kurallar takip edilir: en uzun zinciri seçin, en düşük gösterge numaralarını en ikame edilen uca veya en reaktif heteroatomlara veya gruplara atayın.

Bu şekilde, her ikame edicinin hangi karbon üzerinde bulunduğu veya hatta doymamışlıkların (çift veya üçlü bağlar) bulunduğu bilinmektedir. Siklik hidrokarbonlar söz konusu olduğunda, isimden önce alfabetik sıraya göre listelenen ikame ediciler gelir, ardından onu oluşturan karbon sayılarını sayan 'döngü' sözcüğü gelir.

Örneğin, aşağıdaki iki siklohekzanı düşünün:

Alifatik hidrokarbonlar olarak sınıflandırılan iki sikloheksan. Kaynak: Gabriel Bolívar.

Sikloheksan A'ya 1,4-dimetilsikloheksan denir. Halka beş karbon olsaydı, 1,4-dimetilsiklopentan olurdu. Bu arada, siklohekzan B, en düşük göstergeleri kullanmaya çalıştığı için 1,4,6-sikloheksan değil 1,2,4-trimetilsiklohekzan olarak adlandırılır.

Şimdi, tuhaf yapılara sahip hidrokarbonlar için isimlendirme çok karmaşık hale gelebilir. Onlar için ayrı ayrı ve dikkatlice açıklanması gereken daha spesifik kurallar vardır; tıpkı dienler, terpenler, polienler ve polisiklik bileşikler gibi.

Tepkiler

Yanma

Neyse ki, bu hidrokarbonlar için reaksiyonlar daha az çeşitlidir. Bunlardan birinden daha önce bahsedilmişti: kolayca yanarlar, karbondioksit ve su üretirler ve ayrıca heteroatomların (Cl, N, P, O, vb.) Varlığına bağlı olarak diğer oksitler veya gazlar üretirler. Ancak CO ₂ ve H ₂ O yanmanın ana ürünleridir.

İlave

Doymamışlık gösterirlerse, ilave reaksiyonlara girebilirler; yani, belirli bir mekanizmayı takip ederek küçük molekülleri ikame ediciler olarak omurgalarına katarlar. Bu moleküller arasında su, hidrojen ve halojen var (F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ ve I ₂ ).

Halojenasyon

Öte yandan, ultraviyole radyasyon (hv) ve ısı etkisindeki alifatik hidrokarbonlar, CH bağlarını kırarak CX bağları (CF, C-Cl, vb.) Bu, metan veya pentan gibi çok kısa zincirli alkanlarda gözlenen halojenasyon reaksiyonudur.

çatlama

Alifatik hidrokarbonların, özellikle uzun zincirli alkanların maruz kalabileceği bir başka reaksiyon, termal kırılmadır. Termal enerjinin DC bağlarını koparması için yoğun ısı sağlamaktan oluşur ve böylece büyük moleküllerden yakıt piyasasında daha yüksek değerde olan küçük moleküller oluşur.

Yukarıdaki dört reaksiyon, alifatik bir hidrokarbonun maruz kalabileceği ana reaksiyonlardır; yanma, herhangi bir bileşiğe karşı ayrım yapmadığı için en önemlisidir; hepsi oksijen varlığında yanacak, ancak hepsi molekül eklemeyecek veya küçük moleküller halinde parçalanmayacaktır.

Türleri

Alifatik hidrokarbonlar, daha spesifik bir şekilde sınıflandırılan, doymamışlıklarının derecesini ve sahip oldukları yapı tipini gösteren sayısız bileşiği gruplandırır.

Ne kadar doymamış olduklarına göre, alkanlar (doymuş), alkenler ve alkinler (doymamış) var.

Alkanlar, tek CC bağlarına sahip olmakla karakterize edilirken, alkenlerde ve alkinlerde sırasıyla C = C ve C≡C bağlarını gözlemliyoruz. Bunları görselleştirmenin çok genel bir yolu, alkanların karbon iskeletlerini zikzak ve bükülmüş zincirler, alkenler için "kareler" ve alkinler için "düz çizgiler" olarak düşünmektir.

Bunun nedeni, ikili ve üçlü bağların, yapılarını "sertleştirerek" dönüşlerinde enerji ve sterik kısıtlama sunmasıdır.

Alkanlar, alkenler ve alkinler dallı, siklik veya polisiklik olabilir. Bu nedenle, sikloalkanlar, sikloalkenler, sikloalkinler ve dekalin (bisiklo yapılı), adamantan (beyzbol şapkasına benzer), heptalen, gonan gibi bileşikler de alifatik hidrokarbonlar olarak kabul edilir.

Dienler (iki çift bağ ile), polienler (birçok alternatif çift bağ ile) ve terpenler (izopren, bir dienden türetilen bileşikler) gibi diğer hidrokarbon türleri alkenlerden ortaya çıkar.

Uygulamalar

Yine, bu hidrokarbonların kullanımları, hangisinin dikkate alındığına bağlı olarak değişebilir. Bununla birlikte, özellikler ve reaksiyon bölümlerinde, sadece gaz moleküllerini değil, aynı zamanda ışık ve ısıyı da serbest bırakmak için hepsinin yandıkları açıklığa kavuşturuldu. Bu nedenle, yakıt veya ısı kaynağı olarak hizmet etmek için yararlı olan enerji rezervuarlarıdır.

Bu nedenle benzin bileşiminin bir parçası olarak, doğal gaz için, Bunsen brülörlerinde ve genel olarak yangınları başlatmak için kullanılırlar.

En dikkate değer örneklerden biri, yanması bir numunenin metal iyonlarının analitik testlerde gerçekleştirilen atomik absorpsiyon spektrometresinde uyarılmasını sağlayan asetilen, HC≡CH'dir. Ayrıca ortaya çıkan yangın kaynak için de kullanılabilir.

Parafinikler gibi sıvı alifatik hidrokarbonlar sıklıkla yağlar için ekstraksiyon çözücüleri olarak kullanılır. Ek olarak, çözücü etkisi lekeleri, emayeleri, boyaları çıkarmak veya basitçe belirli bir organik bileşiğin çözeltilerini hazırlamak için kullanılabilir.

Viskoz veya katı, en yüksek moleküler kütleye sahip olanlar reçinelerin, polimerlerin veya ilaçların üretiminde kullanılır.

"Alifatik" terimi ile ilgili olarak, genellikle bir makromolekülde aromatiklikten yoksun bölgelere atıfta bulunmak için kullanılır. Örneğin, asfaltenler yüzeysel olarak alifatik zincirlere sahip aromatik bir çekirdek olarak tanımlanır.

Örnekler

İlk başta metanın alifatik hidrokarbonların en basiti olduğu söylendi. Bunlar propan, ardından, CH ₃ CH ₂ CH ₃ , bütan, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , pentan, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , oktan, nonan, dekan ve benzeri alkanlar, her zaman sahip uzun.

Aynı etilen için de geçerlidir, CH ₂ = CH ₂ , propen, CH ₃ = CH ₂ , buten, CH ₃ CH ₂ = CH ₃ ve alkinler boyunca. İki çift bağ varsa, bunlar dienlerdir ve ikiden fazla varsa polienlerdir. Aynı iskelet içinde çift ve üçlü bağlar olabilir ve bu da yapısal karmaşıklığı artırır.

Sikloalkanlar arasında, siklopropan, siklobütan, siklopentan, sikloheksan, sikloheptan, siklooktan ve ayrıca sikloheksen ve sikloheksinden bahsedebiliriz. Dallı türevler, tüm bu hidrokarbonlardan elde edilir, mevcut örnekler (1,4-dimetilsikloheksan gibi) daha da çoğalır.

En temsili terpenlerden limonen, mentol, pinen, A vitamini, skualen vb. Polietilen -CH ile doyurulmuş bir polimerdir ₂ -CH ₂ - birimleri , aynı zamanda bu hidrokarbonların bir örnek teşkil eder. Diğer örnekler daha önceki bölümlerde belirtilmiştir.

Referanslar

1. Morrison, RT ve Boyd, R, N. (1987). Organik Kimya. 5. Baskı. Editör Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organik Kimya. (Altıncı baskı). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organik Kimya. Aminler. (10. baskı.). Wiley Plus.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 Ağustos 2019). Alifatik Hidrokarbon Tanımı. Kurtarıldı: thinkco.com
5. Vikipedi. (2019). Alifatik bileşik. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
6. Kimya LibreTexts. (20 Ağustos 2019). Alifatik Hidrokarbonlar. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
7. Elizabeth Wyman. (2019). Alifatik Hidrokarbonlar: Tanım ve Özellikler. Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı