Алкандар. Изомерлері. Номенклатурасы. Физикалық қасиеттері.
Көмірсутектердің бірнеше тобы (қатары) бар. Ең алдымен қаныққан көмірсутектердің гомологтық қатарымен танысамыз. Оларды алкандарнемесе парафиндер деп атайды, жалпы формуласы: CnH2n+2
Көмірсутек атомдарының бәрі қаныққан көмірсутектер үшін sp3 гибридтелген жағдай да болады.
Қаныққан көмірсутектердің ең қарапайымы - метан. Ол табиғатта өсімдік және жануар организмдері қалдығының ауасыз ыдырауы нәтижесінде түзіледі. Сондықтан ол батпақты суларда, тас көмір шахталарында кездеседі және табиғи газдың құрамында 90% дейін метан бар.
Рылысы
Қаныққан көмірсутектер үшін көміртегі атомдары бір-бірімен жай бір байланысты байланыспен байланысуы тән. Осы байланысты түзу үшін бір пар электрондар қолданылады, және бұл байланыс σ - байланыс деп аталады.
Көміртек атомдарының бәрі қаныққан көмірсутектер үшін sp3 - гибридтелген болады және көміртегінің әр атомы өзара не болмаса сутегі атомымен төрт σ - байланысын түзеді. Молекула аралық қашықтығы 109028/.
Изомерлері
Бұл қатардың алғашқы үш мүшесінің (метан, этан, пропан) изомерлері болмайды, ал бутан үшін (С4Н10) екі изомер болады. Екеуі де газдар - бірақ қайнау температуралары әртүрлі, қ- бутан үшін -0,50С, изобутан үшін - 10,20С.
Изомерлердің формулаларын жазу үшін ең алдымен көміртек скелетінің схемасын құрып алу қажет. Содан кейін негізгі тізбекті біртіндеп қысқарта отырып, негізгі тізбектен алынған көміртек атомдарын бүйір тізбек түрінде барлық мүмкіндік жағдайын пайдаланып орналастырады. Көмірсутегінің толық формуласын шығару үшін, көміртек атомының 4-валенттілігін еске ала отырып, көміртек скелетін қажетті сутек атомдарымен толтырады. Олар көміртек және сутек атомдарының әртүрлі санымен байланысқан. Егер көміртек атомының бір валенттілігі көміртек атомының С - С байланыс құруға жұмсалса, оны біріншілік көміртек атом, егер екі валенттілігі екі С атомымен байланыс құруға жұмсалса - екіншілік, егер үш валенттігі жұмсалса - үшіншілік, барлық төрт валенттілігі де С - С байланыс құрса - төртіншілік көміртек атомы деп атайды.
Түсінікті болуы үшін мынадай мысалды қарастыралық.
СН3
Н3С - С - СН2 - СН3
СН3
Берілген қаныққан көмірсутегінде 4 - біріншілік көміртек; 1 - екіншілік және 1- төртіншілік көміртек бар;
Алкандардан бір сутек атомын алып тастағанда қалатын бір валентті қалдықты алкилдік радикал деп немесе радикал деп атайды. Оны дұрыс атау үшін соған сәйкес көмірсутектің атындағы андеген жұрнақты ил деген жұрнаққа алмастырады.
Физикалық қасиеттері. Алкандардың гомологтық қатарындағы бірінші төртеуі (метан, этан, пропан, бутан) газдар, С5-С15 - сұйықтар, ал С16 жоғары - қатты заттар. Гомологтық қатардағы көміртек атомының саны өскен сайын қайнау және балқу температураларымен қатар, салыстырмалы тығыздығы да өседі. Айталық гексанның қайнау температурасы 68,80С, ал гептандікі 98,40С. Яғни СН2 - тобына өсу 29,60С көтеріп отыр. Тармақталған тізбекті қаныққан көмірсутектері, тармақталған тізбекті көмірсутектеріне қарағанда төменгі температурада қайнайды. Олар суда ерімейді, тек эфирде және органикалық еріткіштерде ериді.
Алкендер. Изомерлері. Номенклатурасы. Алыну тәсілдері.
Этилендік көмірсутектер деп молекулаларындағы көміртек атомы бір-бірімен қос байланыс арқылы байланысқан органикалық қосылыстарды айтады.
Этилендік көмірсутектердің жалпы формуласы СnH2n. Бұлардың ең қарапайым өкілі этилен, СН2 = СН2.
Изомерлері
Этилендік көмірсутектердің гомологтық қатарының структуралық изомериясы қаныққан көмірсутектері сияқты төртінші мүшесінен басталады. Алайда, бұларға бірнеше изомерлер түрі тән.
1. Қанықпаған көмірсутектердің құрылымына байланысты изомерлері
2. Қанықпаған көмірсуктердегі қос байланыстың орналасу орнына байланысты изомерлері:
3. Геометриялық кеңістіктік изомерлері де тән (цис 1 жағында, транс 2 жағында).
Олефиндердің жүйелік номенклатура бойынша аталуы өздерімен құрылысы бірдей парафиндердің атынан түзіледі, бұл үшін парафиндер аттарының ан деген жалғауы ен-ге ауыстырылады және цифрмен қос байланыстың орны көрсетіледі. Көміртек атомдарын нөмірлеу жақын тұрған қос байланыс жағынан басталады.
Рационалдық номенклатура бойынша олар этиленнің туындысы есебінде қарастырылады.
Мысалы:
Тарихи аталу бойынша тиісті қаныққан көміртегіндегі ан жалғауын илен жалғауына айырбастау арқылы атайды.
Алыну тәсілдері
1. Олефин қатарының алғашқы төрт мүшесін таза күйінде мұнай өнімдерін жоғары температурада ыдырату арқылы алады.
2. Лабораториялық жағдайда алудың ең көп тараған жолы ол спирттерді сусыздандыру арқылы алу жолы
CH3 – CH2OH → CH2 = CH2 + H2О
Сусыздандыру катализаторы ретінде әртүрлі қышқылдар (күкірт, фосфор қышқылдары), қышқыл тұздар (КНSO4) т.б. қолданылады.
3. Этиленді өнеркәсіпте ацетиленнен алады:
CH ≡ CH + H2 → CH2 = CH2
Физикалық қасиеттері. Қанықпаған көмірсутектердің гомологтық қатарындағы алғашқы төрт мүшесі газдар.
С5 - С17 - сұйықтар, С18 - қатты заттар.
Олефиндерді тығыздығы бірден кем, суда ерімейді.
Толығырақ: https://allrefrs.ru/3-2793.html
