Das Alkane oder gesättigte Kohlenwasserstoffe Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie in ihrer Struktur nur einfache kovalente Bindungen aufweisen. Dies bedeutet, dass die in diesen Spezies vorhandenen Kohlenstoffatome an die maximale Anzahl von Wasserstoffatomen gebunden sind, mit denen sie Bindungen bilden können, weshalb sie als bekannt sind gesättigt.
Im Universum der organischen Chemie gelten Alkane, auch als Paraffine bekannt, als ziemlich häufig vorkommende und sehr wichtige Spezies, die zur Gruppe der aliphatischen Kohlenwasserstoffe (wie ungesättigte Kohlenwasserstoffe) gehören..
Der einfachste gesättigte Kohlenwasserstoff, der gebildet werden kann, wird als Beispiel genommen: Methan, eine Verbindung, die in der Gasphase unter normalen Umgebungsbedingungen (25 ° C und atm) gefunden wird und deren Formel CH lautet4.
Wie zu sehen ist, weist das einzige in diesem Molekül vorhandene Kohlenstoffatom vier einfache Bindungen auf, eine mit jedem Wasserstoffatom..
Alkene und Alkine haben wichtige kommerzielle Verwendungen, wie im Fall von Ethylen und Propylen; Sie sind aber auch reaktivere Verbindungen als gesättigte Kohlenwasserstoffe, wodurch sie einen hohen Reaktionsbereich aufweisen, der aus üblichen Alkenen und Alkinen resultiert..
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Um Alkane oder gesättigte Kohlenwasserstoffe korrekt zu benennen, ist zunächst zu beachten, dass gemäß der IUPAC (Internationale Union für reine und angewandte Chemie) die systematische Nomenklatur für die vier einfachsten Alkane nicht angewendet werden sollte..
Diese Verbindungen haben die allgemeine Formel C.nH.2n + 2, Dabei kann der Wert von n nur positive ganze Zahlen sein (n = 1,2, ...) und sie werden mit dem Präfix benannt, das der Anzahl der Kohlenstoffatome entspricht, und das Suffix wird hinzugefügt -Jahr.
Die ersten vier gesättigten Moleküle sind also: Methan (CH4), Ethan (C.zweiH.6), Propan (C.3H.8) und Butan (C.4H.10).
Zunächst wird mit der Nomenklatur der Alkane mit fünf bis zehn Kohlenstoffatomen die Anzahl dieser Atome in der längsten Kette gezählt, solange sie kontinuierlich sind.
Wenn ein Wasserstoffatom von einem Alkan subtrahiert wird, wird es außerdem zu einem Substituenten, dh zu einer Gruppe, deren Terminierung geändert wird -Jahr zum -ilo. Zum Beispiel Methan (CH4) würde zu Methyl (-CH) werden3) und ähnlich mit den anderen Molekülen.
Unter Berücksichtigung der bisherigen Angaben und der Hinzufügung, dass die Zählung immer mit dem Kohlenstoffatom beginnen muss, das den nächsten Substituenten aufweist, wird die Position des Substituenten angegeben, gefolgt vom Namen des Alkans..
Daher wird die obige Verbindung 3-Methylpentan genannt.
In ähnlicher Weise haben verzweigtkettige Alkane die gleiche allgemeine Formel wie lineare, jedoch mit n> 2. Jedes Mal, wenn ein oder mehrere Atome oder Atomgruppen ein oder mehrere Wasserstoffatome ersetzen, muss daher auf die Position dieser Substituenten hingewiesen werden..
Wenn es mehrere Zweige von Gruppen desselben Alkyltyps gibt, werden die Ausdrücke verwendet gegeben-, tri- oder Tetra- um die Menge dieser Substituenten anzugeben, gefolgt von der Angabe ihrer Positionen und endend mit dem Namen des Alkans.
Falls die Substituenten unterschiedlich sind, werden sie nach alphabetischer Reihenfolge benannt und können auch Nicht-Kohlenstoff-Substituenten wie Chlor (Cl) oder Nitro (NO) aufweisenzwei).
In allen Fällen wird zur Zählung der Kohlenstoffzahlen der Hauptkette die kleinste Zahl für den Kohlenstoff angegeben, der in alphabetischer Reihenfolge mit dem niedrigsten Substituenten verknüpft ist, und setzt sich in dieser Richtung fort.
Gesättigte Kohlenwasserstoffe vom cyclischen Typ, besser bekannt als Cycloalkane habe die allgemeine Formel C.nH.2n, wo n = 3,4,…
In diesen organischen Molekülen sind die Kohlenstoffatome, aus denen sie bestehen, geschlossen angeordnet, dh ihre Struktur bildet einen Ring.
Um diese Arten zu benennen, werden die oben beschriebenen Richtlinien für lineare und verzweigte Alkane befolgt, wobei nur das Präfix hinzugefügt wird Zyklus-. Ebenso Cyclopropan (C.3H.6) als einfachstes Cycloalkan.
In ähnlicher Weise können diese Moleküle mehr als einen in ihre Hauptkette integrierten Ring mit mindestens drei Kohlenstoffatomen enthalten und sogar hochkomplexe Strukturen bilden..
Gesättigte Kohlenwasserstoffe haben die Hauptcharakteristik, einfache Bindungen zwischen ihren Atomen zu bilden, was sie zu einer sehr großen Gruppe von Molekülen macht und ihnen ganz spezifische Eigenschaften verleiht, wie nachstehend beschrieben:
Die Struktur von Alkanmolekülen führt aufgrund der Konformation der vier Bindungen, die Kohlenstoff bilden kann, zu Veränderungen ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften..
Dies bedeutet, dass trotz der Tatsache, dass der Kohlenstoff in diesen Molekülen eine Hybridisierung vom sp-Typ aufweist3, Die Winkel zwischen ihren benachbarten Atomen können je nach Art des Atoms variieren.
Um es genauer zu erklären, haben Cycloalkane Torsionswinkel, die ihnen eine einzigartige Eigenschaft verleihen, die als Stereochemie bezeichnet wird und die Energien des Moleküls und andere ihm innewohnende Faktoren wie spektroskopische und optische Eigenschaften beeinflussen kann..
Gesättigte Kohlenwasserstoffe zeigen eine relativ geringe Reaktivität gegenüber ionischen und anderen polaren Spezies. Gleichzeitig haben sie praktisch keine Wechselwirkung mit sauren und alkalischen Substanzen..
Alkane gelten als nicht leitend, da sie in Gegenwart eines elektrischen Feldes praktisch keine Polarität aufweisen. Somit können keine Wasserstoffbrückenbindungen gebildet werden, um ihre Löslichkeit in polaren Lösungsmitteln zu ermöglichen..
Sie sind also praktisch in allen unpolaren Lösungsmitteln löslich und mit polaren Lösungsmitteln wie Wasser nicht mischbar..
In gesättigten Kohlenwasserstoffen treten intermolekulare Wechselwirkungen aufgrund von Van-der-Waals-Kräften auf, bei denen stärkere Wechselwirkungen zu höheren Siedepunkten führen..
Ein ähnlicher Trend ist bei den Schmelzpunkten zu beobachten, dies ist jedoch auf die Verpackungskapazität des Moleküls zurückzuführen..
Da diese Wechselwirkungen in direktem Zusammenhang mit dem Molekulargewicht der Spezies stehen, sind die Siede- und Schmelzpunkte des Moleküls umso höher, je größer es ist..
Durch eine steifere Struktur, die ihnen eine intermolekulare Kontaktebene verleiht, haben Cycloalkane höhere Siede- und Schmelzpunkte als ihre entsprechenden linearen Alkane..
Methan: Es ist ein farbloses und geruchloses Gas, das in der Natur und als Produkt bestimmter menschlicher Aktivitäten reichlich vorkommt. Methan ist das einfachste Mitglied von Alkanen und gehört zu den stärksten Treibhausgasen (Encyclopædia Britannica, 2017)..
Ethan: Es ist ein Gas, das hauptsächlich in Erdgas vorkommt und in Gemischen mit anderen Gasen zur Herstellung von Brennstoffen verwendet wird.
Propan: Es ist ein farbloses Gas, das in Erdgas enthalten ist und als Brennstoff in Haushalten und Industrie verwendet wird. Die chemische Formel von Propan lautet C.3H.8 und die erweiterte Formel ist CH3CHzweiCHzwei (Propanformel, S.F.).
Butan: o n-Butan ist eines von Dutzenden von Gasen, die aus Erdöl gewonnen werden und auch aus Rohöl hergestellt werden können. N-Butan ist ein farbloses Mehrzweckgas. Butan kann zum Heizen, Kühlen und für leichteren Kraftstoff verwendet werden.
N-Pentan: ist eine klare farblose Flüssigkeit mit einem erdölartigen Geruch. Pentan ist in alkoholischen Getränken und Hopfenöl enthalten. Dieses Alkan ist Bestandteil einiger Kraftstoffe und wird im Labor als Speziallösungsmittel verwendet..
N-Hexan: Es ist eine farblose transparente Flüssigkeit mit einem erdölartigen Geruch. In Zitrusfrüchten enthalten, wird es zur Extraktion von Speiseölen aus Samen und Gemüse, als Speziallösungsmittel und als Reinigungsmittel verwendet.
N-Heptan: Es ist eine farblose transparente Flüssigkeit mit einem erdölartigen Geruch. Es ist in Kardamom gefunden. Weniger dicht als Wasser und wasserunlöslich. Dämpfe schwerer als Luft.
N-Oktan: ist eine farblose Flüssigkeit mit Benzingeruch. Weniger dicht als Wasser und wasserunlöslich. Daher schwimmt es auf dem Wasser. Erzeugt reizenden Dampf.
Methylchlorid: Auch Chlormethan genannt, ist es ein farbloses Gas. Es ist das einfachste Halogenalkan, das bei der Herstellung von Silikonpolymeren und bei der Herstellung anderer chemischer Produkte verwendet wird.
Chloroform: Es ist eine farblose, geruchsintensive und leicht flüchtige Flüssigkeit, die aufgrund ihrer anästhetischen Eigenschaften weit verbreitet ist. Aufgrund dieser Eigenschaften hat es den Ruf, Menschen betäuben oder schlagen zu können, selbst wenn es in kleinen Dosen konsumiert wird (MoviesDoes Chloroform schlägt Sie wirklich so schnell aus, wie sie in Filmen gezeigt werden ?, 2016).
Tetrachlorkohlenstoff: auch Tetrachlormethan genannt, eine farblose, dichte, hochgiftige, flüchtige, nicht brennbare Flüssigkeit, die einen charakteristischen Geruch aufweist und als Lösungsmittel verwendet wird.
Chlorethan: ist ein Gas, das unter leichtem Druck kondensiert. Chlorethan wird hauptsächlich zur lokalen Schmerzlinderung in der Sportmedizin eingesetzt (National Center for Biotechnology Information., 2017)..
Bromethan: auch als Ethylbromid bekannt, ist eine farblose flüchtige Flüssigkeit, schwer löslich und dichter als Wasser. Dämpfe sind schwerer als Luft. Zur Herstellung von Pharmazeutika und als Lösungsmittel.
Isobutan: ist ein farbloses Gas mit einem schwachen Erdölgeruch. Es wird als Flüssiggas unter seinem Dampfdruck versandt. Kontakt mit der Flüssigkeit kann Erfrierungen verursachen. Leuchtet leicht auf.
IsopentanAuch 2-Methylbutan genannt, ist es eine farblose wässrige Flüssigkeit mit Benzingeruch. Schwimmt im Wasser. Produziert brennbare und reizende Dämpfe (Nationales Zentrum für Biotechnologie-Informationen. PubChem Compound Database ;, 2017).
2-Methylpentan: ist ein verzweigtkettiges Alkan mit der Summenformel C.6H14. Es ist eine wässrige Flüssigkeit mit einem Benzingeruch, der auf Wasser schwimmt und einen reizenden Dampf erzeugt.
3,3-Dimethylhexan: in Kräutern und Gewürzen gefunden. 3,3-Dimethylhexan ist Bestandteil von Osmanthus fragrans (süßer Osmanthus) und Ginsengöl.
2,3-Dimethylhexan: in Früchten gefunden. 2,3-Dimethylhexan ist ein flüchtiger Bestandteil von Stärke.
Neopentan: Es ist eine Flüssigkeit, die weniger dicht als Wasser ist. In Wasser unlöslich, aber in Alkohol löslich (National Center for Biotechnology Information., 2015).
2,4,4-Trimethylpentan: o Isooctan wird durch Herstellung, Verwendung und Entsorgung von Produkten aus der Erdölindustrie in die Umwelt freigesetzt. 2,2,4-Trimethylpentan drang in die Haut eines Menschen ein und verursachte eine Nekrose der Haut und des Gewebes in der Hand, die eine Operation erforderlich machte (National Center for Biotechnology Information., 2017)..
Cyclopropan: Es ist ein farbloses Gas mit einem erdölähnlichen Geruch. Kontakt mit der Flüssigkeit kann Erfrierungen verursachen. Kann an Luftverdrängung ersticken und hat in hoher Konzentration eine narkotische Wirkung.
Cyclobutan: Gas, das bei 13 ° C zu einer Flüssigkeit kondensiert. Unlöslich in Wasser. Löslich in Alkohol, Aceton und Ether.
Cyclopentan: Es ist eine farblose transparente Flüssigkeit mit einem erdölartigen Geruch. Weniger dicht als Wasser und darin unlöslich. Dämpfe sind schwerer als Luft.
Cyclohexan: gefunden in kohlrabi. Dünnere Farbzusatzmischungen für Lebensmittel.
Cycloheptan: Es ist eine farblose ölige Flüssigkeit, unlöslich und weniger dicht als Wasser. Das Einatmen hoher Konzentrationen kann eine narkotische Wirkung haben. Wird zur Herstellung anderer Chemikalien verwendet.
Cyclooctan: ist ein polycyclischer Kohlenwasserstoff mit neun Kohlenstoffatomen. Nicht in Wasser löslich.
Methylcyclohexan: Es ist eine farblose transparente Flüssigkeit mit einem erdölartigen Geruch. In Methylcyclohexan ist die Stuhlkonformation, in der die große Methylgruppe äquatorial ist, die stabilste und daher die am dichtesten besiedelte aller möglichen Konformationen (Carey, 2011)..
Isopropylcyclohexan: Es ist eine farblose Flüssigkeit, die in Früchten vorkommt. Isopropylcyclohexan kommt in Carica papaya (Papaya) vor.
Methylcyclopentan: Es ist eine farblose unlösliche Flüssigkeit und weniger dicht als Wasser. Dämpfe können narkotisch und reizend sein. Methylcyclopentan wird aus Helianthus annuus (Sonnenblume) isoliert..
Norborano: Es ist ein bicyclisches Alkan, auch Bicyclo [2,2,1] heptan mit der Formel C7H12 genannt.
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