Liniowa struktura, właściwości, nomenklatura, przykłady

Liniowe alkany Są nasyconymi węglowodorami, których ogólny wzór chemiczny jest N-C_NH_2n+2. Będąc nasyconymi węglowodorami, wszystkie jego wiązania są proste (C-H) i składają się tylko z atomów węgla i wodoru. Otrzymują także nazwę parafin, odróżniając je od rozgałęzionych tumów, do których nazywane są izoparafinami.

Te węglowodory nie mają konsekwencji i pierścieni. Bardziej niż linie, ta rodzina związków organicznych przypomina łańcuchy bardziej (alkan z łańcuchem prostym); lub pod kątem kulinarnym, do spaghettis (surowe i gotowane).

Gdyby surowe spaghetti były mniej kruche, mieliby jeszcze bliższe podobieństwo do alkanów liniowych. Źródło: Pixabay.

Surowe spaghetti reprezentują idealny i izolowany stan alkanów liniowych, chociaż z wyraźną tendencją do łamania; Podczas gdy gotowane, niezależnie od tego, czy zbliżają się do stanu naturalnego i synergistycznego: niektóre interakcje z innymi w całości (na przykład danie z makaronu).

Tego rodzaju węglowodory znajdują się naturalnie w złożach gazu ziemnego i oleju. Najlżejsze mają charakterystykę smarowania, podczas gdy ciężkie zachowują się jak niepożądany asfalt; Jednak rozpuszczalne w parafinach. Służą bardzo dobrze jako rozpuszczalniki, smary, paliwa i asfalt.

[TOC]

Struktura alkanów liniowych

Grupy

Wspomniano, że ogólna formuła tych alkanów to C_NH_2n+2. Ta formuła jest taka sama dla wszystkich alkanów, zarówno liniowych, jak i rozgałęzionych. Różnica wówczas w N- To poprzedza formułę Alcano, której denotacja oznacza „normalne”.

Będzie to widoczne później niż to N- Nie jest to konieczne dla alkanów o liczbie węgla równej lub mniejszej niż cztery (n ≤ 4).

Linia lub łańcuch nie może składać się z pojedynczego atomu węgla, więc metan jest wykluczony do wyjaśnienia (CH₄, n = 1). Jeśli n = 2, mamy etan, cho₃-Ch₃. Zauważ, że ten alkan składa się z dwóch grup metylowych, Cho₃, powiązane ze sobą.

Zwiększając liczbę węgli, n = 3, uzyskuje się propan alkanów, cho₃-Ch₂-Ch₃. Teraz pojawia się nowa grupa, Cho₂, Nazywany metylen. Bez względu na to, jak duży jest alkan liniowy, zawsze będziesz mieć dwie grupy nic więcej: Cho₃ i rozdz₂.

Może ci służyć: iterbio: struktura, właściwości, użycia, uzyskiwanie

Długości ich łańcuchów

Gdy rośnie liczba węgli liniowego alkanów, istnieje stała we wszystkich powstałych strukturach: liczba grup metylenowych wzrasta. Na przykład załóżmy alkan liniowy z n = 4, 5 i 6:

Ch₃-Ch₂-Ch₂-Ch₃ (N-butan)

Ch₃-Ch₂-Ch₂-Ch₂-Ch₃ (N-Pentano)

Ch₃-Ch₂-Ch₂-Ch₂-Ch₂-Ch₃ (N-heksan)

Łańcuchy stają się dłuższe, ponieważ dodają do swoich grup struktur₂. Zatem rozległy lub krótki alkan liniowy różni się tym, ile cho₂ oddziela dwie grupy końcowe CH₃. Wszystkie te alkany nie mają nic plus dwa te₃: Na początku łańcucha i na końcu tego samego. Gdybym miał więcej, oznaczałoby to obecność konsekwencji.

Podobnie można zobaczyć całkowity brak grup CH, obecny tylko w konsekwencjach lub gdy istnieją grupy zastępcze powiązane z jednym z węgli łańcucha.

Formuły strukturalne można podsumować w następujący sposób: CH₃(Ch₂)_N-2Ch₃. Spróbuj to zastosować i zilustrować.

Konformacje

Konformacje strukturalne alkanów liniowych. Źródło: Gabriel Bolívar.

Niektóre alkany liniowe mogą być dłuższe lub krótsze niż inne. Zatem n może mieć wartość 2 do ∞; to znaczy nieskończone grupy CH łańcucha złożonego₂ i dwie grupy CH₃ terminale (teoretycznie są możliwe). Jednak nie wszystkie łańcuchy „pomieszczą” w ten sam sposób w kosmosie.

Tutaj pojawiają się konformacje strukturalne alkanów. Co są winni? Do gniazda łączy C-H i elastyczność tego samego. Kiedy te linki obracają się lub gniją.

Liniowy

Na przykład na górnym obrazie łańcuch trzynastu węgli, który pozostaje liniowy lub rozszerzony jest pokazany w najwyższej części. Ta konformacja jest idealna, ponieważ zakłada się, że środowisko molekularne minimalizuje przestrzenne rozmieszczenie atomów łańcucha. Nic jej nie przeszkadza i nie musi się zginać.

Może ci służyć: glikol propylenowy: struktura, właściwości, synteza i zastosowania

Zwinięty lub złożony

W środku obrazu dwudziestoseten łańcuch węglowy doświadcza zakłóceń zewnętrznych. Struktura, aby być bardziej „wygodnym”, obraca swoje łącza w taki sposób, że sama się składa; Podobnie jak długi spaghetti.

Badania obliczeniowe wykazały, że maksymalna liczba węgli, którą może mieć łańcuch liniowy, wynosi n = 17. Od n = 18 nie można go nie składać ani toczyć.

Mieszany

Jeśli łańcuch jest bardzo długi, mogą istnieć jego regiony, które pozostają liniowe, podczas gdy inne zostały wygięte lub zapisane. Z wszystkich jest to być może konformacja najbliższa rzeczywistości.

Nieruchomości

Fizyczny

Będąc węglowodorami, są one w esencji apolarnej, a zatem hydrofobowe. Oznacza to, że nie można ich mieszać z wodą. Są mało gęste, ponieważ ich łańcuchy pozostawiają między nimi zbyt wiele pustych przestrzeni.

Ponadto ich stany fizyczne wahają się od sody (dla n < 5), líquidos (para n < 13) o sólidos (para n ≥ 14), y dependen de la longitud de la cadena.

Interakcje

Cząsteczki alkanów liniowych są apolarne, a zatem ich siły międzycząsteczkowe są typu dyspersji Londynu. Łańcuchy (prawdopodobnie przyjmujące mieszaną konformację) są następnie przyciągane do działania ich mas cząsteczkowych i natychmiastowych indukowanych dipoli ich atomów wodoru i węgla.

Z tego powodu, gdy łańcuch staje się dłuższy, a zatem cięższy, jego punkty wrzenia i fuzja rosną w ten sam sposób.

Stabilność

Im dłuższy łańcuch, tym bardziej niestabilny jest. Zwykle cierpią z powodu pęknięć swoich powiązań, aby spowodować mniejsze łańcuchy z dużych. W rzeczywistości proces ten jest znany jako CRAQUEO, Wysoce stosowane w rafinacji oleju.

Nomenklatura

Aby wymienić liniowe alkany, wystarczy dodać n-wskaźnik przed nazwą. Jeśli n = 3, podobnie jak w przypadku propanu, ten alkan nie może przedstawić dowolnej gałęzi:

Może ci służyć: związki nieorganiczne

Ch₃-Ch₂-Ch₃

Rzecz, która nie zdarza się z n = 4, to znaczy z n-blutanem i innymi alkanami:

Ch₃-Ch₂-Ch₂-Ch₃

ALBO

(Ch₃)₂Ch-ch₃

Druga struktura odpowiada izobutanowi, który składa się z strukturalnego izomeru butanu. Aby odróżnić jedno od drugiego, wskaźnik n wchodzi w grę-. Więc N-Butano odnosi się tylko do izomeru liniowego, bez konsekwencji.

Im większa n, tym większa liczba izomerów strukturalnych i największe znaczenie będzie musiało użyć n- w celu odniesienia się do izomeru liniowego.

Na przykład oktan, c₈H₁₈ (C₈H_{8 × 2 + 2}), przedstawia do trzynastu izomerów strukturalnych, ponieważ możliwe jest wiele konsekwencji. Izomer liniowy nazywa się jednak: N-oktan, a jego struktura to:

Ch₃-Ch₂-Ch₂-Ch₂-Ch₂-Ch₂-Ch₂-Ch₃

Przykłady

Są wymienione poniżej i zakończą niektóre alkan liniowe:

-Etano (c₂H₆): Ch₃Ch₃

-Propan (c₃H₈): Ch₃Ch₂Ch₃

-N-Heptano (c₇H₁₆): Ch₃(Ch₂)₅Ch₃.

- N-Dean (c₁₀H₂₂): Ch₃(Ch₂)₈Ch₃.

-N-Hexadecano (c₁₆H_{3. 4}): Ch₃(Ch₂)₁₄Ch₃.

-N-Nonadecano (c₁₉H₄₀): Ch₃(Ch₂)₁₇Ch₃.

-N-Eicosan (c₂₀H₄₂): Ch₃(Ch₂)₁₈Ch₃.

- N-Hektan (c₁₀₀H₂₀₂): Ch₃(Ch₂)₉₈Ch₃.

Bibliografia

1. Carey f. (2008). Chemia organiczna. (Szósta edycja). MC Graw Hill.
2. Morrison, r. T. i Boyd, R, N. (1987). Chemia organiczna. (Edycja 5). Redakcja Addison-Wesley Inter-American.
3. Graham Solomons t.W., Craig b. Fryhle. (2011). Chemia organiczna. Aminy. (10. edycja.). Wiley Plus.
4. Jonathan m. Dobry człowiek. (1997). Jaki jest długi bezprzeznany alkan do liniowej globalnej minimalnej konformacji? J. Chem. Inf. Oblicz. Sci. 1997, 37, 5, 876-878.
5. García Nissa. (2019). Co to są alkan? Badanie. Odzyskane z: Study.com
6. Pan. Kevin a. Boudreaux. (2019). Alkan. Odzyskane z: Angelo.Edu
7. Lista alkenów prostych łańcuchów. [PDF]. Odzyskany z: Laney.Edu
8. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (7 września 2018 r.). Wymień pierwsze 10 alkanów. Odzyskane z: Thoughtco.com
9. Dziwaczna nauka. (20 marca 2013 r.). Alkan z prostym łańcuchem: Prognozowanie właściwości. Odzyskane z: dziwactwo.com
10. Wikipedia. (2019). Wyższe alkany. Źródło: w:.Wikipedia.org