Как да направите изомери и хомолози? Как да направите изомери на алкани?

Преди да анализирате как да направите изомерите ограничаващи въглеводороди,

Наситени въглеводороди

В органичната химия се отличават много класове CxHy. Всяка от тях има своя собствена обща формула, хомоложна серия, качествени реакции, приложение. за наситени въглеводороди клас алкани се характеризират с единични (сигма) връзки. Общата формула за този клас органични вещества е CnH2n + 2. Това обяснява основните химични свойства: заместване, изгаряне, окисление. Парафините не се характеризират с добавяне, тъй като връзките в молекулите на тези въглеводороди са единични.

изомерия

Такъв феномен като изомеризма обяснява разнообразието от органични вещества. При изомеризма е обичайно да се разбира феномен, в който има няколко органични съединения, със същия количествен състав (броя атоми в молекулата), но различното им разположение в молекулата. Получените в резултат вещества се наричат ​​изомери. Те могат да бъдат представители на няколко класа въглеводороди и поради това имат различни химични свойства. Различните съединения в молекулата на алкани на С атоми водят до появата на структурен изомер. Как да направите изомери на алкани? Съществува определен алгоритъм, според който е възможно да се изобразят структурните изомери на даден клас органични вещества. Има подобна възможност само с четири въглеродни атома, т.е. с бутан молекула С4Н10.

Разновидности на изомеризма

За да разберете как да направите формули за изомери, е важно да имате представа за формите му. Ако в молекулата има еднакви атоми в равни количества, разположени в космоса в различен ред, става дума за пространствен изомеризъм. В противен случай се нарича стереоизомеризъм. В такава ситуация само използването на структурни формули ще бъде недостатъчно, ще е необходимо да се използват специални прожекционни или пространствени формули. Ограничаващите въглеводороди, като се започне с H3C-CH3 (етан), имат различни пространствени конфигурации. Това се дължи на ротацията вътре в молекулата чрез С-С връзката. Това е просто Сигма - комуникацията създава конформационен (ротационен) изомеризъм.

Структурна изомеризация на парафини

Нека да поговорим как да произвеждаме изомери на алкани. Класът има структурна изомеризация, т.е. въглеродният атом образува различни вериги. В противен случай възможността за промяна на позицията във веригата на въглеродни атоми се нарича изомерия на въглеродния скелет.

Изомери на хептан

Така че, как да оставите изомерите за вещество, имащо състава на C7H16? За начало можете да организирате всички въглеродни атоми в една дълга верига, да добавите определен брой С атоми към всяка от тях. Като се има предвид, че валентността на въглерода е четири, най-отдалечените атоми ще имат три водородни атома, а вътрешните атоми имат два водородни атома. Получената молекула има линейна структура, като такъв въглеводород се нарича n-хептан. Писмата "n" означава прав въглероден скелет в този въглеводород.

Сега смените подредбата на въглеродните атоми, "съкращаваме" права въглеродна верига в C7H16. Възможно е да се съставят изомери в експандирана или съкратена структурна форма. Помислете за втория вариант. Първо, ние организираме един С атом под формата на метилов радикал в различни позиции.

Този изомер на хептан има следното химическо наименование: 2-метилхексан. Сега ние "преместим" радикала към следващия въглероден атом. Полученият ограничаващ въглеводород се нарича: 3-метилхексан.

Ако продължим да се движат радикално номерация ще започне от дясната страна (по-близо до върха е въглеводороден радикал), което е, ние получаваме това изомер, което вече имаме. Ето защо, мислейки как да направите формули за изомер на оригиналното вещество, нека се опитаме да направим скелета дори "по-кратък".

Останалите два въглеродни атома могат да бъдат представени като два свободни радикала - метил.

Първо ги подреждаме за въвеждане на различни въглероди в основната верига. Ние наричаме получения изомер -2,3-диметилпентан.

Сега оставяме един радикал на едно и също място, а вторият се прехвърляме към следващия въглероден атом на основната верига. Това вещество се нарича 2,4-диметилпентан.

Сега подредете въглеводородните радикали от един въглероден атом. Първо, на второ място, получаваме 2,2-диметилпентан. Тогава третият, получаване на 3,3 диметилпентан.

Сега оставяме в главната верига четири въглеродни атома, а останалите три ние използваме като метилови радикали. Ние ги подреждаме както следва: два за втория атом С, един за третия въглерод. Ние наричаме получения изомер: 2,2,3-триметилбутан.

Използвайки примера на хептан, ние анализирахме колко правилно е да се получат изомерите за крайните въглеводороди. Снимката показва примери на структурни изомери за бутен на неговите хлоропроизводни.

алкени

Този клас органични вещества има обща формула CnH2n. В допълнение към наситените С-С връзки има и двойна връзка в този клас. Той определя основните характеристики на тази серия. Нека да поговорим как да оставят изомери на алкени. Нека се опитаме да идентифицираме различията им от крайните въглеводороди. В допълнение към изомерия на основната верига (структурна формула) за представители на този клас органични въглеводороди, също така се характеризира с три вида изомери, геометрични (цис и транс форми), множествена позиция връзка и Interclass изомер (циклоалкани).

Изомери на С6Н12

Опита да разбере как да композира изомери c6h12, предвид факта, че веществото с формула може да принадлежи директно към двата класа на органични съединения: алкени, циклоалкани.

Първо, ще разгледаме как да произвеждаме изомери на алкени, ако има двойна връзка в молекулата. Поставяме право въглеродна верига, слагаме няколко връзки след първия въглероден атом. Да се ​​опитаме не само да съставим изомерите на c6n12, но и да назовем веществата. Това вещество - хексен - 1. Фигурата показва позицията в молекулата на двойната връзка. Когато се движи по въглеродна верига, получаваме хекселен-2, както и хексел-3

Сега ние обсъждаме как да произвеждаме изомери за дадена формула, променяйки броя на атомите в главната верига.

Първо, съкращаваме въглеродния скелет на един въглероден атом, той ще се счита за метилов радикал. Оставяме двойната връзка след първия атом С. Полученият изомер чрез систематична номенклатура ще има следното име: 2 метилпентен - 1. Сега ние преместваме въглеводородния радикал по протежение на главната верига, оставяйки позицията на двойната връзка непроменена. Този ненаситен въглеводород с разклонена структура се нарича 3-метилпентен-1.

Възможен е допълнителен изомер, без да се променя основната верига и позицията на двойната връзка: 4-метилпентен-1.

За състава на C6H12 можете да опитате да преместите двойната връзка от първото до второто, без да конвертирате самата верига. След това радикалът ще се движи по въглеродния скелет, като се започне с втория атом С. Този изомер се нарича 2-метилпентен-2. В допълнение, възможно е да се постави радикалът СНз на третия въглероден атом, като се получи 3 метил пентен-2

Когато се поставя в остатъка при четвъртия въглероден атом верига се образува един нов вещество ненаситен въглеводород с въглероден скелет намотка - 4 метилпентен-2.

При по-нататъшно намаляване на числото С в главната верига, може да се получи друг изомер.

Оставяме двойната връзка след първия въглероден атом и слагаме два радикала на третия С атом на главната верига, получаваме 3,3-диметилутен-1.

Сега ние поставяме радикалите близо до съседните въглеродни атоми, без да променяме позицията на двойната връзка, получаваме 2,3-диметилбутен-1. Нека да опитаме, без да променяме размера на главната верига, за да преместим двойната връзка на втората позиция. В този случай ние можем да поставим радикалите само на 2 и 3 С атома, за да получим 2,3-диметилбутен-2.

Няма други структурни изомери за този алкен, всички опити да се дойдат до тях ще доведат до нарушаване на теорията за структурата на органичните вещества на АМ Булеров.

Пространствените изомери на С6Н12

Сега ще разберем как да съставим изомери и хомолози от гледна точка на пространствения изомеризъм. Важно е да се разбере, че цис и транс форми на алкени са възможни само за позицията на двойната връзка 2 и 3.

Когато въглеводородните радикали са в една и съща равнина, се образува цис-измерване на хексен-2, а с подреждането на радикалите в различни равнини, транс-формата на хексен е 2.

Интерклас изомери на С6Н12

Обсъждайки как да съставяме изомери и хомолози, не бива да забравяме за такъв вариант като между-класовата изомеризация. за ненаситени въглеводороди от серия етилен с обща формула CnH2n, като такива изомери са циклоалкани. Характеристика на този клас въглеводороди е наличието на циклична (затворена) структура с наситени единични връзки между въглеродни атоми. Възможно е да се формулират формулите на циклохексан, метилциклопентан, диметилциклобутан, триметилциклопропан.

заключение

Органичната химия е многофункционална, мистериозна. Количеството органични вещества надхвърля броят на неорганичните съединения в стотици пъти. Този факт лесно се обяснява с наличието на такъв уникален феномен като изомеризма. Ако в една хомоложна серия има подобни вещества и структури, тогава когато позицията на въглеродните атоми в веригата се променя, новите съединения се наричат ​​изомери. Едва след появата на теорията за химическата структура на органичните вещества беше възможно да се класифицират всички въглеводороди, за да се разбере специфичността на всеки клас. Едно от предложенията на тази теория се отнася пряко до феномена на изомеризма. Големият руски химик успя да разбере, да обясни, да докаже, че химическите свойства на веществото, неговата реактивна активност, практическото приложение зависи от местоположението на въглеродните атоми. Ако сравним броя на изомерите, образувани чрез ограничаване на алканите и ненаситените алкени, разбира се, водят до алкени. Това се обяснява с факта, че в молекулите им съществува двойна връзка. Това позволява на този клас на органична материя, за да се образува не само алкени от различни видове и структури, но също така и да се говори за meklassovoy изомери с циклоалкани.