Гомологический ряд алканов, общая формула, номенклатура и изомерия
Гомологи́ческий ряд алка́нов, о́бщая фо́рмула, номенклату́ра и изомери́я. Алканы — ациклические углеводороды линейного или разветвлённого строения, содержащие только простые (одинарные) связи и образующие гомологический ряд с общей формулой CnH2n+2.
Гомологический ряд
Гомологический ряд алканов представляет собой ряд углеводородов, расположенных в порядке возрастания их молекулярной массы, имеющих сходное строение, химические свойства и отличающихся друг от друга на одну или несколько групп -CH2- (гомологическую разность).
Метан СH4 — этан C2H6 — пропан C3H8 — бутан C4H10 — пентан C5H12 — гексан C6H14 — гептан C7H16 и т. д.
| Гомологический ряд алканов (первые 10 членов) | ||
|---|---|---|
| Метан | CH4 | CH4 |
| Этан | CH3—CH3 | C2H6 |
| Пропан | CH3—CH2—CH3 | C3H8 |
| Бутан | CH3—CH2—CH2—CH3 | C4H10 |
| Пентан | CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 | C5H12 |
| Гексан | CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 | C6H14 |
| Гептан | CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 | C7H16 |
| Октан | CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 | C8H18 |
| Нонан | CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 | C9H20 |
| Декан | CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 | C10H22 |
Закономерности
- Агрегатное состояние веществ изменяется c длины цепи и молекулярной массы от газа (С1-С4) до жидкости (С5-С16) и далее к твёрдым веществам.
- Температуры плавления и кипения постепенно повышаются[1].
Номенклатура
Для алканов С1-С4 используется тривиальная номенклатура: метан, этан, пропан, бутан.
По номенклатуре ИЮПАК названия алканов образуются при помощи суффикса «-ан» путём добавления к соответствующему корню от названия углеводорода (соответствующему греческому числительному).
Для алканов с разветвлённой цепью необходимо:
- выбрать наиболее длинную цепь углеродных атомов;
- пронумеровать, начиная с того конца, к которому ближе расположено боковое ответвление, указывая сначала положение радикала, а затем название.
Изомерия
Алканам характерна структурная изомерия[2]. Она основана на строении углеродного скелета. Существуют вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (одинаковую молекулярную формулу), но разное строение (разный порядок соединения атомов в молекуле) и, как следствие, разные физические и химические свойства. Заместители присоединяются к атомам углерода в углеродной цепи, образуя сложные разветвлённые цепи. Изомерия углеродного скелета проявляется с четвёртого члена гомологического ряда (бутана).
Например:
- Бутан C4H10 — изобутан (2-метилпропан). Оба вещества имеют одинаковый состав, но разное строение и свойства.
- Пентан C5H12 — н-пентан — изопентан (2-метилбутан).
Из стереизомерии алканам характерная оптическая и конформационная изомерия[3].
Примечания
| Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ». Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ». |