ALKANES O SATURATED HYDROCARBONS: MGA KATANGIAN, HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2026

Ang mga alkanes o saturated hydrocarbons ay nailalarawan sa pamamagitan ng solong mga bono lamang sa istraktura ng uri ng covalent. Nangangahulugan ito na ang mga carbon atoms na naroroon sa mga species na ito ay nakasalalay sa maximum na halaga ng mga atom ng hydrogen na kung saan maaari silang makabuo ng mga bono, sa kadahilanang ito ay kilala sila bilang saturated.

Sa sansinukob ng organikong kimika, ang mga alkana, na kilala rin bilang mga paraffins, ay itinuturing na lubos na sagana at napakahalagang species, na kabilang sa grupo ng mga aliphatic hydrocarbons (tulad ng hindi nabubuong hydrocarbons).

Ang pinakasimpleng saturated hydrocarbon na maaaring mabuo ay kinuha bilang isang halimbawa: mitein, isang tambalang matatagpuan sa yugto ng gas sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon ng ambient (25 ° C at atm), na ang pormula ay CH ₄ .

Tulad ng makikita, ang nag-iisang carbon atom na naroroon sa molekulang ito ay may apat na simpleng mga bono, ang bawat isa ay mayroong bawat hydrogen atom.

Ang mga Alkenes at alkynes ay may mahalagang komersyal na gamit, tulad ng kaso ng etilena at propylene; ngunit ang mga ito ay mas reaktibong mga compound kaysa sa mga saturated hydrocarbons, na ginagawang ang mga ito ay may isang mataas na hanay ng mga reaksyon na lumabas mula sa karaniwang mga alkena at alkynes.

Pangngalan ng mga alkanes

Upang maayos na pangalanan ang mga alkanes o saturated hydrocarbons, ang unang bagay na dapat tandaan ay ayon sa IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ang sistematikong nomenclature para sa apat na pinakasimpleng alkanes ay hindi dapat mailapat.

Pangngalan ng mga linear na saturated hydrocarbons

Ang mga compound na ito ay may pangkalahatang pormula C _n H _{2n + 2} , kung saan ang halaga ng n ay maaari lamang maging positibong integer (n = 1,2, …), at sila ay pinangalanan gamit ang prefix na naaayon sa bilang ng mga atomo ng carbon at idagdag ang suffix -ano.

Kaya, ang unang apat na mga saturated molecules ay: mitein (CH ₄ ), etana (C ₂ H ₆ ), propane (C ₃ H ₈ ) at butane (C ₄ H ₁₀ ).

Upang magsimula sa nomenclature ng mga alkanes na may pagitan ng lima at sampung mga atom na carbon, ang bilang ng mga atomo na naroroon sa pinakamahabang chain ay binibilang, hangga't ito ay tuluy-tuloy.

Bukod dito, kung ang isang hydrogen atom ay ibinabawas mula sa isang alkane, ito ay nagiging isang substituent, iyon ay, isang pangkat na ang pagtatapos-isang ay binago sa -yl. Halimbawa, ang mitein (CH ₄ ) ay magiging metil (-CH ₃ ) at katulad ng iba pang mga molekula.

Isinasaalang-alang kung ano ang sinabi sa ngayon, at pagdaragdag na ang bilang ay dapat palaging magsimula sa carbon atom na may pinakamalapit na kahalili, ang posisyon ng kahalili na sinusundan ng pangalan ng alkane ay ipinahiwatig.

Kaya, ang compound sa itaas ay tinatawag na 3-methylpentane.

Branched saturated hydrocarbon nomenclature

Katulad nito, ang branched-chain alkanes ay may parehong pangkalahatang pormula bilang mga guhit, ngunit may n> 2. Kaya sa bawat oras na isa o higit pang mga atoms o pangkat ng mga atom ay kapalit ng isa o higit pang mga atom ng hydrogen, dapat na ituro ang lokasyon ng mga substituents na ito.

Kung mayroong maraming mga sangay ng mga pangkat na magkatulad na uri ng alkyl, ang mga ekspresyon di-, tri- o tetra- ay ginagamit upang ipahiwatig ang halaga ng mga kahalili na ito, na nauna sa indikasyon ng kanilang mga posisyon at nagtatapos sa pangalan ng alkane.

Kung sakaling magkakaiba ang mga substituents, sila ay pinangalanan ayon sa alpabetong pagkakasunud-sunod, at maaari ring magkaroon ng mga hindi substansiya na hindi carbon, tulad ng chlorine (Cl) o nitro (HINDI ₂ ).

Sa lahat ng mga kaso, upang mabilang ang mga numero ng carbon sa pangunahing kadena, ang pinakamaliit na bilang ay ibinibigay sa carbon na naka-link sa pinakamababang kahalili sa pagkakasunud-sunod ng alpabeto, at nagpapatuloy sa direksyon na iyon.

Pangngalan ng cyclic saturated hydrocarbons

Ang mga cyclic-type na saturated hydrocarbons, na mas kilala bilang cycloalkanes, ay may pangkalahatang pormula C _n H _2n , kung saan n = 3,4, …

Sa mga organikong molekulang ito, ang mga carbon atoms na bumubuo nito ay nakaayos sa isang saradong paraan, iyon ay, ang kanilang istraktura ay bumubuo ng singsing.

Upang pangalanan ang mga species na ito, ang mga alituntunin na inilarawan sa itaas para sa linear at branched alkanes ay sinusunod, idinagdag lamang ang prefix cyclo-. Gayundin, ang cyclopropane (C ₃ H ₆ ) ay itinuturing na pinakasimpleng cycloalkane.

Katulad nito, ang mga molekulang ito ay maaaring maglaman ng higit sa isang singsing na isinama sa kanilang pangunahing kadena, na may isang minimum na tatlong mga carbon atom at kahit na bumubuo ng mga kumplikadong istruktura.

Ari-arian

Ang mga tinadtad na hydrocarbon ay may pangunahing katangian ng pagbubuo ng mga simpleng bono sa pagitan ng kanilang mga atomo, na gumagawa ng mga ito ng isang napakalaking grupo ng mga molekula at binibigyan sila ng tiyak na mga katangian tulad ng detalyado sa ibaba:

Ang geometriko isomerization

Ang istraktura ng mga molekulang alkane ay gumagawa ng mga pagbabago sa kanilang mga pisikal at kemikal na mga katangian, dahil sa pagsasaayos ng apat na mga bono na maaaring mabuo ang carbon.

Nangangahulugan ito na sa kabila ng katotohanan na sa mga molekulang ito ang carbon ay may isang sp ³ type na hybridization , ang mga anggulo sa pagitan ng mga katabing atom nito ay maaaring magkakaiba depende sa uri ng atom.

Upang maipaliwanag ito nang mas tumpak, ang mga cycloalkanes ay may mga anggulo ng torsion na nagbibigay sa kanila ng isang natatanging katangian na tinatawag na stereochemistry, at maaaring makaapekto sa mga energies ng molekula at iba pang mga kadahilanan na likas dito, tulad ng pagbibigay nito ng spectroscopic at optical na mga katangian.

Acidity

Ang mga tinadtad na hydrocarbons ay nagpapakita ng medyo mababang reaktibo sa ionic at iba pang mga species ng polar. Kasabay nito, halos wala silang pakikisalamuha sa mga sangkap na acidic at alkalina.

Polarity

Ang mga Alkanes ay itinuturing na di-kondaktibo, sapagkat mayroon silang halos zero polarity sa pagkakaroon ng isang electric field. Kaya ang mga bono ng hydrogen ay hindi mabubuo upang pahintulutan ang solubility nito sa mga polar solvents.

Kaya ang mga ito ay praktikal na natutunaw sa lahat ng mga non-polar solvents, na hindi maiiwasan sa mga polar solvent tulad ng tubig.

Mga punto ng boiling at natutunaw

Sa mga puspos na hydrocarbons, nangyayari ang mga intermolecular na pakikipag-ugnay dahil sa mga puwersa ng van der Waals, kung saan ang mas malakas na pakikipag-ugnay ay isinalin sa mas mataas na mga punto ng kumukulo.

Ang isang katulad na takbo ay sinusunod para sa mga natutunaw na puntos, ngunit ito ay dahil sa kapasidad ng packing ng molekula.

Dahil ang mga pakikipag-ugnay na ito ay direktang nauugnay sa molekular na bigat ng mga species, mas malaki ang molekula ng kumukulo at natutunaw na mga puntos ay magiging mas mataas.

Kaya, sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang mas mahigpit na istraktura na nagbibigay sa kanila ng isang intermolecular na eroplano ng pakikipag-ugnay, ang mga cycloalkanes ay may mas mataas na mga punto ng kumukulo at natutunaw kaysa sa kanilang mga kaukulang guhit na mga linya.

Mga halimbawa ng mga alkanes

Mga guhit na guhit

Methane : Ito ay isang walang kulay at walang amoy na gas na nangyayari nang sagana sa kalikasan at bilang produkto ng ilang mga aktibidad ng tao. Ang Methane ay ang pinakasimpleng miyembro ng alkanes at kabilang sa pinaka-makapangyarihang mga gas ng greenhouse (Encyclopædia Britannica, 2017).

Ang Ethane : ay isang gas na pangunahin na matatagpuan sa natural gas at ginagamit sa mga mixtures kasama ang iba pang mga gas upang makagawa ng mga gasolina.

Propane : Ito ay isang walang kulay na gas, na matatagpuan sa natural gas at ginamit bilang isang gasolina sa mga bahay at industriya. Ang formula ng kemikal para sa propane ay C ₃ H ₈ at ang pinalawak na pormula ay CH ₃ CH ₂ CH ₂ (Propane Formula, SF).

Ang butane: o n-butane ay isa sa dose-dosenang mga gas na nakuha mula sa likas na gas na natural at maaari ring magawa mula sa langis ng krudo. Ang N-butane ay isang walang kulay na multi-purpose gas. Ang butane ay maaaring magamit para sa pagpainit, paglamig, at mas magaan na gasolina.

N-Pentane : ay isang malinaw na walang kulay na likido na may amoy na tulad ng petrolyo. Ang Pentane ay matatagpuan sa mga inuming nakalalasing at langis ng hop. Ang alkane na ito ay isang bahagi ng ilang mga gasolina at ginagamit bilang isang specialty solvent sa laboratory.

N-Hexane : ay isang walang kulay na malinaw na likido na may amoy na tulad ng petrolyo. Ito ay matatagpuan sa mga prutas ng sitrus at ginagamit upang kunin ang nakakain na langis mula sa mga buto at gulay, bilang isang espesyal na layunin na solvent, at bilang isang ahente ng paglilinis.

N-Heptane : ay isang walang kulay na transparent na likido na may amoy na tulad ng petrolyo. Ito ay matatagpuan sa cardamom. Mas mababa sa siksik kaysa sa tubig at hindi matutunaw sa tubig. Ang mga singaw ay mas mabibigat kaysa sa hangin.

N-Octane : Ito ay isang walang kulay na likido na may amoy ng gasolina. Mas mababa sa siksik kaysa sa tubig at hindi matutunaw sa tubig. Samakatuwid lumulutang ito sa tubig. Gumagawa ng nakakainis na singaw.

Methyl Chloride : tinatawag din na chloromethane, ito ay isang walang kulay na gas. Ito ay ang pinakasimpleng halo-halo, na ginagamit sa paggawa ng mga silicone polimer at sa paggawa ng iba pang mga produktong kemikal.

Chloroform : ito ay isang walang kulay, walang amoy at lubos na pabagu-bago ng likido na malawakang ginagamit para sa mga anestetikong katangian. Dahil sa mga pag-aari na ito, ito ay may reputasyon sa pagiging masindak o matamaan ang mga tao, kahit na kapag natupok sa maliit na dosis (Mga PelikulaDoes Chloroform Talagang Kumatok Ka Bilang Mabilis Tulad ng Ipinakita nila Sa Pelikula?, 2016).

Carbon tetrachloride : tinatawag ding tetrachloromethane, isang walang kulay, siksik, lubos na nakakalason, pabagu-bago ng isip, hindi masusunog na likido na may katangian na amoy at ginagamit bilang isang solvent.

Ang Chloroethane : ay isang gas na naglalagay sa ilalim ng kaunting presyon. Ang Chloroethane ay pangunahing ginagamit para sa lokal na lunas sa sakit sa gamot sa palakasan (National Center for Biotechnology Information., 2017).

Bromoethane : kilala rin bilang ethyl bromide, ito ay isang walang kulay na pabagu-bago ng isip na likido, bahagyang natutunaw at mas mataba kaysa sa tubig. Ang mga singaw ay mas mabigat kaysa sa hangin. Ginagamit ito upang gumawa ng mga parmasyutiko at bilang isang solvent.

Branched alkanes

Isobutane : ay isang walang kulay na gas na may malabong amoy ng petrolyo. Ipinadala ito bilang isang likido na gas sa ilalim ng presyon ng singaw nito. Ang pakikipag-ugnay sa likido ay maaaring maging sanhi ng hamog na nagyelo. Ito ay nakabukas nang madali.

Isopentane - Tinatawag din na 2-methylbutane, ito ay isang walang kulay na may tubig na likido na may amoy ng gasolina. Mga floats sa tubig. Gumagawa ito ng nasusunog at nakakainis na singaw (National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database;, 2017).

2-methylpentane : ito ay isang branched-chain alkane na may molekular na formula C ₆ H1 ₄ . Ito ay isang tubig na likido na may amoy ng gasolina na lumulutang sa tubig at gumagawa ng isang nakakainis na singaw.

3,3-Dimethylhexane - Natagpuan sa mga halamang gamot at pampalasa. 3, 3-Dimethylhexane ay isang sangkap ng Osmanthus fragrans (matamis na osmanthus) at langis ng ginseng.

2, 3-Dimethylhexane : matatagpuan sa mga prutas. Ang 2,3-Dimethylhexane ay isang pabagu-bago ng sangkap ng almirol.

Neopentane : ito ay isang likido na hindi gaanong siksik kaysa sa tubig. Hindi matutunaw sa tubig ngunit natutunaw sa alkohol (National Center for Biotechnology Information., 2015).

2, 2, 4-trimethylpentane : o ang isooctane ay pinakawalan sa kapaligiran sa pamamagitan ng paggawa, paggamit at pagtatapon ng mga produktong nauugnay sa industriya ng petrolyo. Ang 2,2,4-trimethylpentane ay tumagos sa balat ng isang tao at naging sanhi ng nekrosis ng balat at tisyu sa kamay, na nangangailangan ng operasyon (National Center for Biotechnology Information., 2017).

Cycloalkanes

Ang Cyclopropane - ay isang walang kulay na gas na may amoy na tulad ng petrolyo. Ang pakikipag-ugnay sa likido ay maaaring maging sanhi ng hamog na nagyelo. Maaari itong maghinang mula sa pag-aalis ng hangin at magkaroon ng isang narkotikong epekto sa mataas na konsentrasyon.

Cyclobutane : Gas na nagbibigay sa isang likido sa 13 ° C. Hindi matutunaw sa tubig. Natutunaw sa alkohol, acetone at eter.

Ang Cyclopentane - ay isang walang kulay na malinaw na likido na may amoy na tulad ng petrolyo. Mas mababa sa siksik kaysa sa tubig at hindi matutunaw sa loob nito. Ang mga singaw ay mas mabigat kaysa sa hangin.

Cyclohexane : matatagpuan sa kohlrabi. Diluent sa mga color additive mixtures para sa paggamit ng pagkain.

Cycloheptane : ito ay isang walang kulay, hindi matutunaw, madulas na likido na mas siksik kaysa sa tubig. Ang paglanghap ng mataas na konsentrasyon ay maaaring magkaroon ng isang epekto ng narkotiko. Ginagamit ito upang makagawa ng iba pang mga kemikal.

Cyclooctane : ito ay isang polycyclic hydrocarbon na may siyam na carbon atoms. Hindi matutunaw sa tubig.

Ang Methylcyclohexane - ay walang kulay na malinaw na likido na may amoy na tulad ng petrolyo. Sa methylcyclohexane, ang pagpupulong ng upuan kung saan ang malaking pangkat ng methyl ay equatorial ay ang pinaka-matatag at samakatuwid ang pinakapopular ng lahat ng posibleng mga pagtutugma (Carey, 2011).

Isopropyl Cyclohexane : Ito ay isang walang kulay na likido na matatagpuan sa mga prutas. Ang Isopropyl cyclohexane ay matatagpuan sa Carica papaya (papaya).

methylcyclopentane : ito ay isang walang kulay, hindi matutunaw na likido at hindi gaanong siksik kaysa sa tubig. Ang mga singaw ay maaaring maging narkotiko at nakakainis. Ang Methylcyclopentane ay nakahiwalay sa Helianthus annuus (mirasol).

Norborane : ito ay isang bicyclic alkane na tinatawag ding heptane bisikleta na may pormula C7H12.

Mga Sanggunian

1. Alkanes. (2016, Nobyembre 28). Nabawi mula sa chem.libretexts.org.
2. Alkanes. (SF). Nakuha mula sa hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). Alkanes. Nabawi mula sa bbc.co.uk.
4. Carey, FA (2011, Disyembre 2). Hydrocarbon. Nabawi mula sa britannica.
5. Encyclopædia Britannica. (2017, Marso 24). Methane. Nabawi mula sa britannica.com.
6. Khan Academy. (SF). Alkanes, cycloalkanes, at mga functional na grupo. Nabawi mula sa khanacademy.org.
7. Mga PelikulaDoes Chloroform Talagang Kumatok Ka Sa Mabilis Tulad ng Ipinapakita nila Sa Mga Pelikula? (2016). Nabawi mula sa scienceabc.
8. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. . (2017, Mayo 06). PubChem Compound Database; CID = 6337. Nakuha mula sa PubChem.
9. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2015, Mayo 6). PubChem Compound Database; CID = 10041. Nakuha mula sa PubChem.
10. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2017, Mayo 6). PubChem Compound Database; CID = 10907. Nakuha mula sa PubChem.
11. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. PubChem Compound Database ;. (2017, Mayo 6). PubChem Compound Database; CID = 6556,. Nakuha mula sa PubChem.
12. Pormula ng Propane. (SF). Nabawi mula sa softschools.com.