alkanes의 국제적인 명칭. 알칸 : 구조, 속성
개념의 정의부터 시작하는 것이 유용합니다.알칸. 그것은 포화 또는 포화 탄화수소, 파라핀입니다. 이들이 C 원자의 조합이 단순한 결합을 통해 수행되는 탄소라고 할 수있다. 일반 식은 다음과 같은 형태를 갖습니다 : CnH2n + 2.
H와 C 원자의 수의 비율가능한 한 많이 다른 분자와 비교할 때 분자에서 모든 원자가가 C 또는 H 중 하나에 의해 점유된다는 사실에 비추어, 알칸의 화학적 특성은 충분히 명확하지 않으므로 두 번째 용어는 포화 또는 포화 탄화수소라는 용어입니다.
또한 상대적으로 화학적 성질을 나타내는 오래된 이름이 있습니다. 파라핀은 번역에서 "친화력이없는"것을 의미합니다.
오늘 대화의 주제는 "알칸 : 상 동성 시리즈, 명칭, 구조, 이성질체"입니다. 물리적 특성에 대한 데이터도 제시됩니다.
알칸 사람 : 건물, 명명법
그들에서, C 원자는 다음과 같은 상태에있다.sp3 하이브리드 화. 이와 관련하여 알칸 분자는 서로 관련이있을뿐만 아니라 H와 관련이있는 사면체 C 구조의 집합으로 증명 될 수 있습니다.
C와 H 원자 사이는 매우 강하다.낮은 극성 s- 결합. 단순한 결합 주위의 원자들은 항상 회전하기 때문에, 알칸의 분자들은 결합의 길이와 그것들 사이의 각도가 일정하여 다양한 형태를 취합니다. σ- 결합 주위에서 발생하는 분자의 회전으로 인해 서로 변형되는 형태는, 그것을 구조라고 부르는 것이 일반적이다.
고려 된 원자 H의 분리 과정에서분자는 탄화수소 라디칼이라고하는 1가 입자로 형성됩니다. 그들은 유기 물질뿐만 아니라 무기 화합물의 화합물의 결과로 나타납니다. 궁극적 인 탄화수소 분자에서 수소 원자 2 개를 취하면 2가 라디칼을 얻습니다.
따라서, 알칸의 명명법은 다음과 같을 수있다 :
- 방사형 (이전 버전);
- 대체 (국제적, 체계적). IUPAC에 의해 제안되었습니다.
방사형 명칭의 특징
첫 번째 경우, 알칸의 명명법은 다음과 같이 특징 지어진다 :
- 1 또는 수 개의 H 원자가 라디칼로 치환 된 메탄의 유도체 인 탄화수소의 고찰.
- 매우 복잡한 화합물이 아닌 경우 높은 수준의 편리 성.
대체 명칭의 특징
알칸의 대체 명칭은 다음과 같은 특징을 가지고있다 :
- 이름의 기초는 1 탄소 사슬이고 나머지 분자 조각은 대체 물질로 간주됩니다.
- 동일한 라디칼이 여러 개있는 경우 이름 앞에 이름이 표시됩니다 (엄격히 말하면). 급진적 인 숫자는 쉼표로 구분됩니다.
화학 : Alkane Nomenclature
편의를 위해 정보는 표 형식으로 제공됩니다.
물질의 이름 | 기본 이름 (루트) | 분자식 | 탄소 치환기 이름 | 포뮬러 탄소 치환기 |
메탄 | Met- | CH4 | 메틸 | CH3 |
에단 | 이 | C2H6 | 에틸 | C2H5 |
프로판 | Prop- | C3H8 | 프로필 | C3H7 |
부탄 | Bout- | C4H10 | 부틸 | C4H9 |
펜탄 | Pent | C5H12 | Pentil | C5H11 |
헥산 | Hex- | C6H14 | 헥실 | C6H13 |
헵탄 | 힙합 | C7H16 | 헵틸 | C7H15 |
옥탄 | 10 월 - | C8H18 | 옥틸 | C8H17 |
노난 | 비 - | C9H20 | 노닐 | C9H19 |
학장 | 12 월 - | C10H122 | 데실 | C10H21 |
상기 알칸의 명명법은 역사적으로 발전한 이름 (다수의 포화 탄화수소의 처음 4 개 원소)을 포함한다.
5 개 이상의 미개발 알칸의 이름C 원자는 주어진 수의 C 원자를 반영하는 그리스 숫자에서 파생됩니다. 따라서 접미어 -an은 해당 물질이 여러 포화 화합물에서 나온 것임을 나타냅니다.
배치 된 알칸의 이름을주 사슬의 역할은 C 원자의 최대 수를 포함하는 것이고, 치환기가 가장 낮은 번호를 갖도록 번호가 매겨져있다. 동일한 길이의 두 개 이상의 사슬의 경우, 주요 사슬은 가장 많은 수의 사슬을 함유 한 사슬이됩니다.
알칸 이성질체
개척자 탄화수소 시리즈메탄은 CH выступает를 의미합니다. 각각의 메탄 계열을 대표 할 때 메틸렌 그룹 (CH2)에 의해 이전의 것과 차이가있다. 이 패턴은 일련의 알칸을 통해 추적 할 수 있습니다.
독일 과학자 Shil은이 시리즈를 상동이라고 부르는 제안서를 제출했다. 그리스어로 번역 된 단어는 "유사하거나 유사합니다."
따라서, 동종 계열은 집합화학적 성질이 비슷한 동일한 유형의 구조를 갖는 관련 유기 화합물. 동족체는이 시리즈의 멤버입니다. 상동 성의 차이는 메틸렌 기이며, 이로써 2 개의 이웃 동족체가 상이하다.
앞에서 언급했듯이,포화 탄화수소는 일반 식 CnH2n + 2로 나타낼 수있다. 따라서, 메탄을 따르는 동족 계열의 구성원은 에탄 -C2H6이다. 메탄으로부터 구조를 유도하기 위해서는 1 H 원자를 CH3으로 대체 할 필요가있다 (아래 그림).
각각의 후속 동족체의 구조는 이전과 동일하게 유도 될 수 있습니다. 결과적으로, 프로판은 에탄 -C3H8로부터 형성된다.
이성질체는 무엇입니까?
이들은 동일한 물질정성 및 정량 분자 조성 (동일한 분자식), 그러나 다른 화학 구조뿐만 아니라 다른 화학적 성질을 갖는다.
상기 탄화수소는비등점 : -0.5 ° - 부탄, -10 ° - 이소 부탄과 같은 매개 변수. 이 유형의 이성질 화는 탄소 골격 이성질체라고 불리우며 구조 유형을 의미합니다.
구조 이성질체의 수가 빠르게 증가하고 있습니다.탄소 원자의 양이 증가함에 따라 증가한다. 따라서, C10H122는 75 개의 이성체 (공간을 포함하지 않음)에 상응 할 것이며, 4347 이성질체는 C20H42-366,319에 대해 C15H32에 대해 이미 알려져있다.
따라서 알칸이 무엇인지, 동종 시리즈인지, 이성체인지, 명명법인지는 이미 분명 해졌다. 이제는 IUPAC 타이틀을 편집하는 규칙을 따라 가야합니다.
IUPAC 명명법 : 이름 형성 규칙
먼저 탄화수소를 찾아야합니다.가장 긴 치환체의 최대 수를 포함하는 탄소 사슬의 구조. 그런 다음 치환기가 가장 가까운 끝에서 시작하여 C 쇄의 원자에 번호를 매기는 것이 필요합니다.
둘째, 기초는 주쇄가 C 원자의 수에 상응하는 비 분지 포화 탄화수소의 이름이다.
세 번째로, 기지 앞에서, 대리인이있는 인근 지역의 수를 지정해야합니다. 이들은 대리인의 이름 뒤에 하이픈으로 기록됩니다.
넷째, 동일 할 경우서로 다른 C 원자에서 치환기를 갖는 경우, 코발트는 결합 된 접두어로 두 개의 동일한 치환기에 대해 di, 3에 대해 3, 4에 대해 4, 5에 대해 5 등으로 표시됩니다. 수는 서로 쉼표로 구분되어야하며, 그리고 단어 - 하이픈.
동일한 C 원자가 동시에 2 개의 치환체를 함유하는 경우, 배치자는 또한 2 회 기록된다.
이러한 규칙에 따라 알칸의 국제적인 명명법이 형성됩니다.
뉴만의 계획
이 미국 과학자는 구조의 그래픽 데모를 위해 Newman의 예측 인 특수 투영 공식을 제안했습니다. 그것들은 A 형과 B 형에 해당하며 아래 그림과 같습니다.
첫 번째 경우에, 이것은 A-shielded conformation이고,두 번째로 - B- 금지. 위치 A에서 H 원자는 서로 최소 거리에 위치합니다. 이 형태는 그들 사이의 반발이 가장 크다는 사실 때문에 가장 높은 에너지 값에 해당합니다. 이것은 에너지 적으로 바람직하지 않은 상태이며, 결과적으로 분자는 분자를 이탈시켜 더 안정한 위치 B로 이동하는 경향이있다. 여기서 H 원자는 가능한 한 서로 멀리 떨어져있다. 따라서, 이들 위치의 에너지 차이는 12kJ / mol이며, 이로 인해 메틸기를 연결하는 에탄 분자에서 축을 중심으로 자유 회전이 불균일해진다. 에너지 적으로 유리한 위치에 떨어진 후에, 분자는 그곳에서 지연된다. 다시 말하면, 그것은 "억제된다". 그것이 금지 된 이유입니다. 결과 - 에탄의 1 만개 분자는 실내 온도 조건 하에서 억제 된 형태의 형태로 유지됩니다. 하나만 다른 양식을가집니다.
포화 탄화수소의 취득
이 기사에서 알칸이 이미 알려졌다.(구조, 명명법은 앞에서 자세히 설명했다). 그것들을 얻는 방법을 고려하는 것이 유용 할 것입니다. 그들은 석유, 천연 가스, 석탄 및 석탄과 같은 천연 자원으로부터 우수합니다. 합성 방법도 사용됩니다. 예 : H2 2H2 :
- 불포화 탄화 수소의 수소화 공정 : CnH2n (알켄) → CnH2n + 2 (알칸) ← CnH2n-2 (알킨).
- 일산화탄소 C와 H- 합성 가스의 혼합물로부터 : nCO + (2n + 1) H2 → CnH2n + 2 + nH2O.
- 카르 복실 산 (그들의 염)으로부터 : 음극에서의 전기 분해, 음극에서의 전기 분해 :
- Kolbe 전기 분해 : 2RCOONa + 2H₂O → R-R + 2CO2 + H2 + 2NaOH;
- 뒤마 반응 (알칼리와 합금) : CH3COONa + NaOH (t) → CH4 + Na₂CO₃.
- 오일 크래킹 : CnH2n + 2 (450-700 °) → CmH2m + 2 + Cn-mH2 (n-m).
- 연료의 가스화 (고체) : C + 2H₂ → CH₄.
- C 원자 수가 적은 복잡한 알칸 (할로겐 유도체)의 합성 : 2CH3Cl (클로로 메탄) + 2Na → CH3-CH3 (에탄) + 2NaCl.
- 메탄화물 (금속 탄화물)의 물 분해 : Al4C3 + 12H2O → 4Al (OH3) ↓ + 3CH4 ↑.
포화 탄화 수소의 물리적 성질
편의를 위해 데이터는 테이블로 그룹화됩니다.
수식 | 알칸 | 융점 (° C) | 끓는점 (° C) | 밀도, g / ml |
CH4 | 메탄 | -183 | -162 | t = -165 ℃에서 0.415 |
C2H6 | 에단 | -183 | -88 | t = -100 ℃에서 0.561 |
C3H8 | 프로판 | -188 | -42 | t = -45 ℃에서 0.583 |
n-C4H10 | n- 부탄 | -139 | -0,5 | t = 0 ° C에서 0.579 |
2- 메틸 프로판 | - 160 | - 12 | t = -25 ° C에서 0.557 | |
2,2- 디메틸 - 프로판 | - 16 | 9,5 | 0,613 | |
n-C5H12 | n- 펜탄 | -130 | 36 | 0,626 |
2- 메틸 부탄 | - 160 | 28 | 0,620 | |
n-C6H14 | n- 헥산 | - 95 | 69 | 0,660 |
2- 메틸 펜탄 | - 153 | 62 | 0,683 | |
n-C7H16 | n- 헵탄 | - 91 | 98 | 0,683 |
n-C8H18 | n- 옥탄 | - 57 | 126 | 0,702 |
2,2,3,3- 테트라 메틸 부탄 | - 100 | 106 | 0,656 | |
2,2,4- 트리메틸 - 펜탄 | - 107 | 99 | 0,692 | |
n-C9H20 | 비 노론 | - 53 | 151 | 0,718 |
n-C10H122 | n- 데칸 | - 30 | 174 | 0,730 |
n-C11H24 | n- 운데 카인 | - 26 | 196 | 0,740 |
n-C12H26 | n- 도데 칸 | - 10 | 216 | 0,748 |
n-C13H28 | n- 트리 데칸 | - 5 | 235 | 0,756 |
n-C1.4H30 | n- 테트라 데칸 | 6 | 254 | 0,762 |
n-C15H₃2 | n- 펜타 데칸 | 10 | 271 | 0,768 |
n-C16H34 | n- 헥사 데칸 | 18 | 287 | 0,776 |
n-C20H422 | 앤 에이 코산 | 37 | 343 | 0,788 |
n-C30H62 | n- 트리 칸탄 | 66 | 235 at 1 mmHg 성 | 0,779 |
n-C40H82 | n- 테트라 콘 | 81 | 260시에 3 mmHg 예술. | |
n-C50H102 | n- 펜타 콘 | 92 | 420시 15 mmHg 예술. | |
n-C60H122 | n- 헥산 콘탄 | 99 | ||
n-C70H142 | 앤 헵 타콘 탄 | 105 | ||
n-C1000H2O2 | n- 헥탄 | 115 |
결론
이 기사는 다음과 같은 것으로 간주되었습니다.알칸 (구조, 명칭, 이성질체, 동종 시리즈 등). 그것은 반경과 대체 명명법의 특징에 대해 조금 이야기합니다. 알칸을 얻는 방법을 설명합니다.
또한이 기사는 알칸의 전 범위를 자세하게 나열합니다 (테스트 결과 얻은 정보를 동화시키는 데 도움이 될 수 있음).
