ALIPHATIC HYDROCARBONS: MGA PAG-AARI, NOMENCLATURE, REAKSYON, URI - CHEMISTRY - 2025

Ang mga aliphatic hydrocarbons ay ang mga kulang sa aromaticity, hindi sa isang kahulugan ng olfactory, ngunit tungkol sa katatagan ng kemikal. Ang pag-uuri ng mga hydrocarbon sa paraang ito ay sa ngayon ay hindi masyadong maliwanag at hindi wasto, dahil hindi ito pinapansin sa pagitan ng iba't ibang uri ng mga hydrocarbons na hindi mabango.

Sa gayon, mayroon kaming mga aliphatic hydrocarbons at aromatic hydrocarbons. Ang huli ay kinikilala ng kanilang pangunahing yunit: ang singsing na benzene. Ang iba pa, sa kabilang banda, ay maaaring magpatibay ng anumang molekular na istraktura: linear, branched, cyclic, unsaturated, polycyclic; basta wala silang mga conjugated system tulad ng benzene.

Ang likidong gasolina sa mga lighter ay binubuo ng isang halo ng aliphatic hydrocarbons. Pinagmulan: Pixnio.

Ang salitang 'aliphatic' ay ipinanganak mula sa salitang Greek na 'aleiphar', na nangangahulugang taba, na ginagamit din upang sumangguni sa mga langis. Samakatuwid, sa ika-19 na siglo ang pag-uuri na ito ay itinalaga sa mga hydrocarbons na nakuha mula sa mga madulas na extract; habang ang mga aromatic hydrocarbons ay nakuha mula sa puno at mabangong dagta.

Gayunpaman, dahil ang mga pundasyon ng organikong kimika ay pinagsama, natuklasan na mayroong isang pag-aari ng kemikal na naiiba ang mga hydrocarbons, kahit na mas mahalaga kaysa sa kanilang likas na mapagkukunan: aromaticity (at hindi samyo).

Sa ganitong paraan, ang mga aliphatic hydrocarbons ay tumigil sa pagiging mga nakuha lamang mula sa mga taba, upang maging lahat ng mga kulang sa aromaticity. Sa loob ng pamilyang ito mayroon kaming mga alkanes, alkena at alkynes, anuman ang mga ito ay linear o paikot. Iyon ang dahilan kung bakit ang 'aliphatic' ay itinuturing na hindi wasto; kahit na ito ay kapaki-pakinabang upang matugunan ang ilang mga pangkalahatang aspeto.

Halimbawa, kapag sinabi mong 'natapos' o 'chain' ang aliphatic, tinutukoy mo ang mga molekular na rehiyon kung saan wala ang mga aromatic singsing. Sa lahat ng mga aliphatic hydrocarbons, ang pinakasimpleng sa pamamagitan ng kahulugan ay mitein, CH ₄ ; habang ang benzene ay ang pinakasimpleng ng aromatic hydrocarbons.

Mga katangian ng aliphatic hydrocarbons

Ang mga katangian ng mga aliphatic hydrocarbon ay nag-iiba sa iba't ibang degree depende sa kung alin ang isinasaalang-alang. Mayroong mga mababa at mataas na molekular na masa, pati na rin ang linear, branched, cyclic o polycyclic, maging ang mga may kamangha-manghang mga three-dimensional na istruktura; tulad ng sa Cuba, hugis kubo.

Gayunpaman, may ilang mga generalities na maaaring mabanggit. Karamihan sa mga aliphatic hydrocarbons ay hydrophobic at apolar gas o likido, ang ilan ay mas apolar kaysa sa iba, dahil kahit na sa mga carbon chain ay naglalaman ng halogen, oxygen, nitrogen o asupre atoms ay kasama sa listahan.

Gayundin, ang mga ito ay nasusunog na mga compound, dahil ang mga ito ay madaling kapitan ng oksihenasyon sa hangin na may kaunting mapagkukunan ng init. Ang katangiang ito ay nagiging mas mapanganib kung idaragdag namin ang mataas na pagkasumpungin nito, dahil sa mahina na magkakalat na pakikipag-ugnay na magkakasamang humahawak ng mga molekula ng aliphatic.

Makikita natin ito sa halimbawa sa butane, isang gas na maaaring likido na medyo madali tulad ng propane. Ang kapwa ay lubos na pabagu-bago ng isip at nasusunog, na ginagawa silang mga aktibong sangkap sa pagluluto ng gas o mga light lighter.

Siyempre, ang pagkasumpong na ito ay may posibilidad na bumaba habang ang pagtaas ng molekular na masa at ang hydrocarbon ay lumilikha ng mga labi ng madulas at madulas na likido.

Pangngalan

Ang nomenclature ng hydrocarbons ay naiiba sa higit pa sa kanilang mga katangian. Kung ang mga ito ay alkanes, alkena o alkynes, ang parehong mga patakaran na itinakda ng IUPAC ay sinusunod: piliin ang pinakamahabang chain, na nagtatalaga ng pinakamababang mga numero ng tagapagpahiwatig sa pinaka-substituted na dulo o sa pinaka reaktibo na heteroatoms o grupo.

Sa ganitong paraan nalalaman kung aling carbon ang bawat natagpuan, o kahit na ang mga unsaturations (doble o triple bond). Sa kaso ng mga cyclic hydrocarbons, ang pangalan ay nauna sa mga substituents na nakalista sa alpabetong pagkakasunud-sunod, kasunod ng salitang 'cycle', na binibilang ang mga numero ng carbon na bumubuo dito.

Halimbawa, isaalang-alang ang sumusunod na dalawang cyclohexanes:

Dalawang mga cyclohexanes, na kung saan ay naiuri ayon sa aliphatic hydrocarbons. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Ang Cyclohexane A ay tinatawag na 1,4-dimethylcyclohexane. Kung ang singsing ay limang carbons, ito ay 1,4-dimethylcyclopentane. Samantala, ang cyclohexane B ay tinatawag na 1,2,4-trimethylcyclohexane, at hindi 1,4,6-cyclohexane, dahil naglalayong gamitin ang pinakamababang mga tagapagpahiwatig.

Ngayon, ang nomenclature ay maaaring makakuha ng kumplikado para sa mga hydrocarbons na may mga kakaibang istruktura. Para sa kanila may mga mas tiyak na mga patakaran, na dapat ipaliwanag nang hiwalay at maingat; tulad ng dienes, terpenes, polyenes, at polycyclic compound.

Mga reaksyon

Pagsunog

Sa kabutihang palad, ang mga reaksyon ay hindi gaanong naiiba para sa mga hydrocarbons na ito. Ang isa sa mga ito ay nabanggit na: madali silang sumunog, paggawa ng carbon dioxide at tubig, pati na rin ang iba pang mga oxide o gas depende sa pagkakaroon ng heteroatoms (Cl, N, P, O, atbp.). Gayunpaman, ang CO ₂ at H ₂ O ay ang pangunahing mga produkto ng pagkasunog.

Pagdagdag

Kung naglalahad sila ng mga unsaturations, maaari silang sumailalim sa mga reaksyon ng karagdagan; iyon ay, isinasama nila ang mga maliit na molekula sa kanilang mga backbones bilang mga substituents na sumusunod sa isang tiyak na mekanismo. Kabilang sa mga molekula na ito ay mayroon kaming tubig, hydrogen at halogens (F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ at I ₂ ).

Halogenation

Sa kabilang banda, ang mga aliphatic hydrocarbons sa ilalim ng saklaw ng ultraviolet radiation (hv) at init ay maaaring masira ang mga bono ng CH upang mabago ang mga ito para sa mga CX bond (CF, C-Cl, atbp.). Ito ang reaksyon ng halogenation, na sinusunod sa napaka-short-chain alkanes, tulad ng mitein o pentane.

Pag-crack

Ang isa pang reaksyon na ang aliphatic hydrocarbons, lalo na ang mga long-chain alkanes, ay maaaring sumailalim sa thermal cracking. Binubuo ito ng pagbibigay ng matinding init upang ang thermal energy ay sumisira sa mga bono ng DC, at sa gayon ang mga maliit na molekula, na higit na pinahahalagahan sa merkado ng gasolina, ay nabuo mula sa malalaking molekula.

Ang apat na reaksyon sa itaas ay ang pangunahing pangunahing maaaring ma-undergo ng isang aliphatic hydrocarbon, ang pagkasunog ang pinakamahalaga sa lahat, dahil hindi ito nai-diskriminasyon laban sa anumang compound; lahat ay susunugin sa pagkakaroon ng oxygen, ngunit hindi lahat ay magdaragdag ng mga molekula o masisira sa maliliit na molekula.

Mga Uri

Ang Aliphatic hydrocarbons na grupo ng isang maraming bilang ng mga compound, na siya namang inuri sa isang mas tiyak na paraan, na nagpapahiwatig ng antas ng kanilang mga unsaturations, pati na rin ang uri ng istraktura na mayroon sila.

Ayon sa kung paano sila hindi nabibigo, mayroon kaming mga alkanes (puspos), alkena at alkynes (hindi puspos).

Ang mga Alkanes ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng solong mga bono ng CC, habang sa mga alkena at alkynes ay sinusunod namin ang mga C = C at C≡C bond, ayon sa pagkakasunod. Ang isang napaka pangkalahatang paraan ng paggunita sa kanila ay ang pag-isip ng mga carbon skeletons ng alkanes bilang zigzagging at baluktot na mga tanikala, pagiging "mga parisukat" para sa mga alkena, at "tuwid na mga linya" para sa mga alkynes.

Ito ay dahil sa ang katunayan na ang doble at triple na bono ay nagtataglay ng enerhiya at matipid na paghihigpit sa kanilang mga pag-ikot, "hardening" ang kanilang mga istraktura.

Ang mga alkalina, alkena, at alkynes ay maaaring branched, cyclic, o polycyclic. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga cycloalkanes, cycloalkenes, cycloalkines, at mga compound tulad ng decalin (na may istraktura ng bicyclo), adamantane (katulad ng isang baseball cap), heptalene, gonan, bukod sa iba pa, ay itinuturing din na aliphatic hydrocarbons.

Ang iba pang mga uri ng hydrocarbons ay nagmula sa mga alkena, tulad ng mga dienes (na may dalawang dobleng bono), polyenes (na may maraming mga alternatibong dobleng bono), at terpenes (mga compound na nagmula sa isoprene, isang diene).

Aplikasyon

Muli, ang mga gamit para sa mga hydrocarbons na ito ay maaaring mag-iba depende sa kung alin ang isinasaalang-alang. Gayunpaman, sa mga seksyon ng mga katangian at reaksyon ay malinaw na ang lahat ng pagkasunog, hindi lamang naglalabas ng mga molekula ng gas, kundi pati na rin ang ilaw at init. Kaya, ang mga ito ay mga reservoir ng enerhiya, kapaki-pakinabang upang maglingkod bilang mga gasolina o mga mapagkukunan ng init.

Iyon ang dahilan kung bakit ginagamit ang mga ito bilang bahagi ng komposisyon ng gasolina, para sa natural na gas, sa mga burner ng Bunsen, at sa pangkalahatan upang makapagsimula ng apoy.

Ang isa sa mga pinaka kilalang halimbawa ay ang acetylene, HC≡CH, na ang pagkasunog ay nagbibigay-daan sa mga metal ions ng isang sample na nasasabik sa atomic pagsipsip spectrometry na isinasagawa sa mga pagsusuri sa pagsusuri. Gayundin, ang nagresultang apoy ay maaaring magamit para sa hinang.

Ang mga likidong hydrocarbon ng likido, tulad ng paraffinics, ay madalas na ginagamit bilang mga pang-aalis ng bunutan para sa mga taba. Bilang karagdagan, ang pagkilos ng solvent na ito ay maaaring magamit upang maalis ang mga mantsa, mga enamel, pintura, o simpleng maghanda ng mga solusyon ng isang tiyak na organikong compound.

Ang mga may pinakamataas na molekular na masa, maging malapot o solid, ay ginagamit para sa paggawa ng mga resins, polymer o gamot.

Kung tungkol sa salitang 'aliphatic', madalas itong ginagamit upang sumangguni sa mga rehiyon na iyon, sa isang macromolecule, na kulang sa aromaticity. Halimbawa, ang mga aspalto ay mababaw na inilarawan bilang isang aromatic nucleus na may mga aliphatic chain.

Mga halimbawa

Sa una sinabi na ang mitein ay ang pinakasimpleng ng aliphatic hydrocarbons. Sinundan sila ng propane, CH ₃ CH ₂ CH ₃ , butane, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , pentane, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , octane, nonane, decane, at iba pa, pagkakaroon ng alkanes sa bawat oras mas mahaba.

Ang parehong naaangkop sa ethylene, CH ₂ = CH ₂ , propene, CH ₃ CH = CH ₂ , butene, CH ₃ CH ₂ CH = CH ₃ , at para sa natitirang bahagi ng mga alkalina. Kung mayroong dalawang dobleng mga bono, ang mga ito ay dienes, at kung mayroong higit sa dalawa, mga polyena. Gayundin, maaaring magkaroon ng doble at triple bond sa parehong balangkas, pagtaas ng pagiging kumplikado ng istruktura.

Kabilang sa mga cycloalkanes maaari nating banggitin ang cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, pati na rin ang cyclohexene at cyclohexine. Ang mga branched derivatives ay makuha mula sa lahat ng mga hydrocarbons na ito, ang mga magagamit na halimbawa (tulad ng 1,4-dimethylcyclohexane) na dumarami pa.

Sa mga pinaka kinatawan na terpenes mayroon kaming limonene, menthol, pinene, bitamina A, squalene, atbp. Ang polyethylene ay isang polimer na lunod na may -CH ₂ -CH ₂ - mga yunit , kaya ito rin ay isang halimbawa ng mga hydrocarbons na ito. Ang iba pang mga halimbawa ay nabanggit sa mga nakaraang seksyon.

Mga Sanggunian

1. Morrison, RT at Boyd, R, N. (1987). Kemikal na Organiko. 5th Edition. Editoryal ng Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Kemikal na Organiko. (Ika-anim na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kemikal na Organiko. Amines. (Ika-10 edisyon.). Wiley Plus.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Agosto 22, 2019). Kahulugan ng Aliphatic Hydrocarbon. Nabawi mula sa: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2019). Aliphatic compound. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
6. Chemistry LibreTexts. (August 20, 2019). Aliphatic Hydrocarbons. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
7. Elizabeth Wyman. (2019). Aliphatic Hydrocarbons: Kahulugan at Katangian. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com