Forgrenede alkaner strukturer, egenskaper, nomenklatur og eksempler



den forgrenede alkaner de er mettede hydrokarboner hvis strukturer ikke består av en lineær kjede. Linjære kjedealkaner skilles fra deres forgrenede isomerer ved tilsetning av et brev n anteceding navnet. Således betyr n-heksan at strukturen består av seks karbonatomer justert i en kjede.

Grenene til en disembodied tree crown (bunnbilde) kan sammenlignes med de av forgrenede alkaner; Tykkelsen av kjedene deres, uansett om de er prinsipielle, sekundære eller tertiære, har alle de samme dimensjonene. Hvorfor? Fordi i alle de enkle C-C-koblingene er til stede.

Trærne som de vokser har en tendens til å forgrene seg ut; Det samme gjelder for alkaner. Opprettholde en konstant kjede med visse metylen-enheter (-CH2-) innebærer en rekke energiske forhold. Jo mer energi alkanene har, desto større tendens til grenen.

Både de lineære og forgrenede isomerer har samme kjemiske egenskaper, men med små forskjeller i deres kokende, smeltende og andre fysiske egenskaper. Et eksempel på en forgrenet alkan er 2-metylpropan, den enkleste av alle.

index

  • 1 Kjemiske strukturer
  • 2 Kjemiske og fysiske egenskaper
    • 2.1 Koke- og smeltepunkter
    • 2,2 tetthet
  • 3 Nomenklatur og eksempler
  • 4 referanser

Kjemiske strukturer

Forgrenede og lineære alkaner har samme generelle kjemiske formel: CnH2n + 2. Det vil si, for et visst antall karbonatomer, har det samme antall hydrogener. Derfor er de to typer forbindelser isomerer: De har samme formel, men forskjellige kjemiske strukturer.

Hva observeres først i en lineær kjede? Et endelig antall metylengrupper, -CH2-. Således CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 er en lineær kjedealkan som kalles n-heptan.

Legg merke til de fem påfølgende metylengruppene. Det skal også bemerkes at disse gruppene utgjør alle kjedene, og derfor er de av samme tykkelse men med variable lengder. Hva mer kan man si om dem? Som er andre karboner, det vil si karboner knyttet til to andre.

For nevnte n-heptan til gren er det nødvendig å omorganisere dens karboner og hydrogener. Hvordan? Mekanismene kan være svært komplekse og involvere migrering av atomer og dannelsen av positive arter kjent som karbokasjoner (-C+).

På papir er det imidlertid tilstrekkelig å bestille strukturen på en slik måte at det er tredje og fjerde karbon; med andre ord, karboner knyttet til tre eller fire andre. Dette nye arrangementet er mer stabilt enn lange grupperinger av CH-grupper2. Hvorfor? Fordi 3. og 4. karbon er energisk stabilere.

Kjemiske og fysiske egenskaper

Forgrenede og lineære alkaner, som har de samme atomer, beholder de samme kjemiske egenskapene. Deres obligasjoner forblir enkle, C-H og C-C, og med liten forskjell i elektronegativiteter, så deres molekyler er apolare. Forskjellen, nevnt ovenfor, ligger i 3. og 4. karbon (CHR3 og CR4).

Men ved å forgrene kjeden i isomerer, endres molekylene med hverandre.

For eksempel, måten to lineære grener av et tre sammen kommer, er ikke det samme som å sette to forgrenede seg ovenpå hverandre. I den første situasjonen er det mye overfladisk kontakt, mens i det andre er det "hull" mellom grenene. Enkelte grener interagerer mer med andre enn med hovedgrenen.

Alt dette fører til liknende verdier, men ikke like i mange av de fysiske egenskapene.

Koking og smeltepunkt

De flytende og faste faser av alkaner er underlagt intermolekylære krefter under spesifikke trykk- og temperaturforhold. Siden forgrenede og lineære alkanmolekyler ikke samhandler på samme måte, vil ikke deres væsker eller faste stoffer være de samme.

Smeltings- og kokpunktene øker med karbonnummeret. For lineære alkaner er disse proporsjonale med n. Men for forgrenede alkaner avhenger situasjonen av hvor forgrenet hovedkjeden er, og hva substituenten eller alkylgruppene er (R).

Hvis de lineære kjedene betraktes som rader med zigzags, kan de passe perfekt over hverandre; men med de forgrenede, virker hovedkjennene nesten ikke sammen fordi substituentene holder dem skille fra hverandre.

Som et resultat har forgrenede alkaner en mindre molekylær kontaktoverflate, og derfor har deres smeltepunkt og kokepunkt en tendens til å være litt lavere. Jo mer ramified strukturen, jo lavere disse verdiene vil fortsatt være.

For eksempel er n-pentan (CH3CH2CH2CH2CH3) har en Peb på 36,1 ° C, mens 2-metyl-butan (CH3CH2(CH3) CH2CH3) og 2,2-dimetylpropan (C (CH3)4) på 27,8 og 9,5 ºC.

tetthet

Ved hjelp av samme resonnement er forgrenede alkaner litt mindre tette fordi de opptar større volum, et produkt av nedgangen i overflatekontakt mellom hovedkjedene. Som lineære alkaner er de ikke blandbare med vann og flyter over det; det vil si at de er mindre tette.

Nomenklatur og eksempler

Fem eksempler på forgrenede alkaner er vist i det øvre bildet. Merk at grenene er preget av å ha 3. eller 4. karbon. Men hva er hovedkjeden? Det med det største antall karbonatomer.

-I A er det likegyldig, siden det uansett hvilken kjede er valgt, har begge 3 C. Dermed er navnet 2-metylpropan. Det er isomer av butan, C4H10.

-Alkan B har ved første øyekast to substituenter og en lang kjede. Til grupper -CH3 de er oppført på en slik måte at de har minst nummer; Derfor begynner karbonene å bli telt fra venstre side. Så kalles B 2,3-dimetyl-heksan.

-For C gjelder det samme som for B. Hovedkjeden har 8 C, og de to substituenter, en CH3 og en CH2CH3 De ligger mer mot venstre side. Dets navn er derfor: 4-etyl-3-metiloktan. Merk at substituenten -etyl er nevnt før -metyl i sin alfabetiske rekkefølge.

-I tilfelle av D er det likegyldig hvor kjernene i hovedkjeden begynner å telle. Navnet er: 3-etyl-propan.

-Og endelig for E, en litt mer kompleks forgrenet alkan, har hovedkjeden 10 C og begynner å telle fra noen av CH-gruppene3 fra venstre. Gjør det på denne måten heter det: 5-etyl-2,2-dimetyldekan.

referanser

  1. Carey, F.A. (2006). Organisk kjemi sjette utgave. Mc Graw Hill, side 74-81.
  2. John T. Moore, Chris Hren, Peter J. Mikulecky. Hvordan nevne forgrenede alkaner i kjemi. Hentet fra: dummies.com
  3. Dr. Ian Hunt. (2014). Enkle forgrenede alkaner. Tatt fra: chem.ucalgary.ca
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8. januar 2018). Alkane Definisjon av forgrenet kjede. Hentet fra: thoughtco.com
  5. Kjemi LibreTexts. Alkaner med forgrenet kjede. Tatt fra: chem.libretexts.org
  6. Alkaner: struktur og egenskaper. Tatt fra: uam.es
  7. Nomenklatur: alkaner. [PDF]. Hentet fra: quimica.udea.edu.co