አልካንስ ስያሜ እና ኢሶሜሪዝም. አልካንስ: አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት, አተገባበር

ሞለኪውሎቹ አተሞች በነጠላ ቦንዶች የተገናኙ እና ከአጠቃላይ ቀመር C n H 2 n +2 ጋር የሚዛመዱ ሃይድሮካርቦኖች።
በአልካን ሞለኪውሎች ውስጥ፣ ሁሉም የካርቦን አተሞች በ sp 3 hybridization ሁኔታ ውስጥ ናቸው። ይህ ማለት አራቱም የካርቦን አቶም ዲቃላ ምህዋሮች በቅርጽ፣ በጉልበት ተመሳሳይ ናቸው እና ወደ ሚዛናዊ ባለሶስት ማዕዘን ፒራሚድ ማዕዘኖች ይመራሉ - tetrahedron። በመዞሪያዎቹ መካከል ያሉት ማዕዘኖች 109° 28′ ናቸው።

በነጠላ የካርቦን-ካርቦን ቦንድ ዙሪያ ከሞላ ጎደል ነጻ መሽከርከር ይቻላል፣ እና የአልካን ሞለኪውሎች በቴትራሄድራል (109° 28′) አቅራቢያ ባሉ የካርበን አተሞች ማዕዘኖች የተለያዩ አይነት ቅርጾችን ሊይዙ ይችላሉ፣ ለምሳሌ በሞለኪውል ውስጥ። n-ፔንታኔ.

በተለይም በአልካን ሞለኪውሎች ውስጥ ያለውን ትስስር ማስታወስ ጠቃሚ ነው. በሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ሞለኪውሎች ውስጥ ያሉት ሁሉም ቦንዶች ነጠላ ናቸው። መደራረብ በዘንጉ ላይ ይከሰታል ፣
የአተሞችን አስኳል በማገናኘት, ማለትም እነዚህ σ ቦንዶች ናቸው. የካርቦን-ካርቦን ቦንዶች ዋልታ ያልሆኑ እና ደካማ ፖላራይዝድ አይደሉም። በአልካኖች ውስጥ ያለው የሲ-ሲ ቦንድ ርዝመት 0.154 nm (1.54 10 - 10 ሜትር) ነው. የC-H ቦንዶች በመጠኑ አጠር ያሉ ናቸው። የኤሌክትሮን ጥግግት በትንሹ ወደ ተጨማሪ ኤሌክትሮኔጋቲቭ ካርቦን አቶም ዞሯል፣ ማለትም የC-H ቦንድ ደካማ ዋልታ ነው።

የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ሞለኪውሎች ውስጥ የዋልታ ቦንዶች አለመኖር በውኃ ውስጥ በደንብ የማይሟሟ እና ከተሞሉ ቅንጣቶች (አየኖች) ጋር የማይገናኙ ወደመሆኑ ይመራል. ለአልካኖች በጣም የባህሪ ምላሾች ነፃ radicals የሚያካትቱ ናቸው።

ግብረ ሰዶማዊ ተከታታይ ሚቴን

ሆሞሎጎች- በአወቃቀር እና በንብረታቸው ተመሳሳይ የሆኑ ንጥረ ነገሮች እና በአንድ ወይም ከዚያ በላይ በሆኑ CH 2 ቡድኖች ይለያያሉ.

ኢሶሜሪዝም እና ስያሜ

አልካኖች መዋቅራዊ isomerism በሚባሉት ተለይተው ይታወቃሉ። መዋቅራዊ isomers በካርቦን አጽም መዋቅር ውስጥ እርስ በርስ ይለያያሉ. በመዋቅራዊ isomers የሚታወቀው በጣም ቀላሉ አልካን ቡቴን ነው.

የስም መሰረቶች

1. የዋናው ወረዳ ምርጫ.የሃይድሮካርቦን ስም መፈጠር የሚጀምረው በዋናው ሰንሰለት ፍቺ ነው - በሞለኪዩል ውስጥ ረጅሙ የካርቦን አተሞች ሰንሰለት ነው ፣ እሱም እንደ መሠረት ነው።
2. የዋናው ሰንሰለት አተሞች ቁጥር.የዋናው ሰንሰለት አተሞች ቁጥሮች ይመደባሉ. የዋናው ሰንሰለት አተሞች ቁጥር የሚጀምረው ተተኪው ቅርብ ከሆነበት (መዋቅሮች A, B) መጨረሻ ጀምሮ ነው. ተተኪዎቹ ከሰንሰለቱ ጫፍ እኩል ርቀት ላይ የሚገኙ ከሆነ, ከዚያም ቁጥር መቁጠር የሚጀምረው ከነሱ የበለጠ (መዋቅር B) ካለበት መጨረሻ ነው. የተለያዩ ተተኪዎች በሰንሰለቱ ጫፍ ላይ በእኩል ርቀት ላይ የሚገኙ ከሆነ, ከዚያም ቁጥሮች መቁጠር የሚጀምረው አዛውንቱ በጣም ቅርብ ከሆነው (መዋቅር D) ካለው ጫፍ ነው. የሃይድሮካርቦን ተተኪዎች ከፍተኛነት የሚወሰነው ስማቸው የሚጀምርበት ፊደል በፊደል ቅደም ተከተል ነው-ሜቲኤል (-CH 3) ፣ ከዚያ ethyl (-CH 2 -CH 3) ፣ propyl (-CH 2 -CH 2) -CH 3) ወዘተ.
እባክዎን የተተኪው ስም የተመሰረተው ቅጥያውን -anን ከቅጥያ ጋር በመተካት ነው - ደለልበተዛማጅ አልካን ስም.
3. የስሙ ምስረታ. በስሙ መጀመሪያ ላይ ቁጥሮች ይጠቁማሉ - ተተኪዎቹ የሚገኙበት የካርቦን አተሞች ቁጥሮች። በተሰጠው አቶም ላይ ብዙ ተተኪዎች ካሉ በስሙ ውስጥ ያለው ተዛማጅ ቁጥር ሁለት ጊዜ በነጠላ ሰረዝ (2፣2-) ይለያል። ከቁጥሩ በኋላ፣ የተተኪዎች ቁጥር በሰረዝ ይጠቁማል ( ዲ- ሁለት, ሶስት- ሶስት, ቴትራ- አራት, ፔንታ- አምስት) እና የተተኪው ስም (ሜቲል, ኤቲል, ፕሮፔል). ከዚያም, ያለ ክፍተቶች ወይም ሰረዞች, ዋናው ሰንሰለት ስም. ዋናው ሰንሰለት ሃይድሮካርቦን ይባላል - የግብረ-ሰዶማዊ ተከታታይ ሚቴን አባል ( ሚቴን CH 4፣ ኤቴንሲ 2 ሸ 6፣ ፕሮፔንሐ 3 ሸ 8፣ ሲ 4 ሸ 10፣ ፔንታኔሐ 5 ሸ 12፣ ሄክሳንሐ 6 ሸ 14፣ ሄፕቴንሐ 7 ሸ 16፣ octaneሐ 8 ሸ 18፣ ኖናንኤስ 9 ሸ 20፣ ዲንሐ 10 ሸ 22)።

የአልካኖች አካላዊ ባህሪያት

የግብረ-ሰዶማውያን ተከታታይ ሚቴን የመጀመሪያዎቹ አራት ተወካዮች ጋዞች ናቸው. ከእነዚህ ውስጥ በጣም ቀላሉ ሚቴን ነው - ቀለም የሌለው ፣ ጣዕም የሌለው እና ሽታ የሌለው ጋዝ (የ “ጋዝ” ሽታ ፣ ሲሸቱት ፣ 04 መደወል ያስፈልግዎታል ፣ በሜርካፕታኖች ሽታ ይወሰናል - ሰልፈር የያዙ ውህዶች በልዩ ወደ ሚቴን ውስጥ ይጨምራሉ ። በቤት ውስጥ እና በኢንዱስትሪ ጋዝ ዕቃዎች ውስጥ ሰዎች ፣ በአጠገባቸው የሚገኙት ፣ ማሽተትን እንዲያውቁ) ።
ከ C 4 H 12 እስከ C 15 H 32 ያለው ሃይድሮካርቦኖች ፈሳሽ ናቸው; ከባድ ሃይድሮካርቦኖች ጠንካራ ናቸው. የአልካኖች መፍላት እና ማቅለጥ ነጥቦች ቀስ በቀስ እየጨመረ በሄደ መጠን የካርበን ሰንሰለት ርዝመት ይጨምራል. ሁሉም ሃይድሮካርቦኖች በውሃ ውስጥ በደንብ የማይሟሟ ናቸው ፣ ፈሳሽ ሃይድሮካርቦኖች የተለመዱ ኦርጋኒክ ፈሳሾች ናቸው።

የአልካኖች ኬሚካላዊ ባህሪያት

የመተካት ምላሾች.
ለአልካኖች በጣም የባህሪ ምላሾች የነፃ ራዲካል ምትክ ምላሾች ናቸው ፣ በዚህ ጊዜ የሃይድሮጂን አቶም በ halogen አቶም ወይም በአንዳንድ ቡድን ይተካሉ። የባህሪ ምላሾችን እኩልታዎች እናቅርብ halogenation:


ከ halogen በላይ ከሆነ ክሎሪን መጨመር ሁሉንም የሃይድሮጂን አተሞች በክሎሪን ሙሉ በሙሉ እስኪተካ ድረስ ሊሄድ ይችላል-

የተገኙት ንጥረ ነገሮች በኦርጋኒክ ውህዶች ውስጥ እንደ መፈልፈያ እና የመነሻ ቁሳቁሶች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ.
የሃይድሮጂን ምላሽ(የሃይድሮጂን ረቂቅ).
አልካኖች በከፍተኛ ሙቀት (400-600 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) በካታሊስት (Pt, Ni, Al 2 0 3, Cr 2 0 3) ላይ ሲተላለፉ, የሃይድሮጂን ሞለኪውል ይወገዳል እና አልኬን ይሠራል.


የካርቦን ሰንሰለትን ከመደምሰስ ጋር የተዛመዱ ምላሾች.
ሁሉም የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ይቃጠላሉ ካርቦን ዳይኦክሳይድ እና ውሃ ይፈጥራሉ። በተወሰነ መጠን ከአየር ጋር የተቀላቀለ ጋዝ ሃይድሮካርቦኖች ሊፈነዱ ይችላሉ።
1. የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ማቃጠልአልካኖችን እንደ ነዳጅ ሲጠቀሙ በጣም አስፈላጊ የሆነ ነፃ ራዲካል ኤክሶተርሚክ ምላሽ ነው፡

በአጠቃላይ የአልካኖች የቃጠሎ ምላሽ እንደሚከተለው ሊጻፍ ይችላል.

2. የሃይድሮካርቦኖች የሙቀት ክፍፍል.

ሂደቱ የሚከናወነው በነጻ ራዲካል ዘዴ ነው. የሙቀት መጠን መጨመር የካርቦን-ካርቦን ትስስር ወደ ሆሞሊቲክ መቆራረጥ እና የነጻ ራዲካልስ መፈጠርን ያመጣል.

እነዚህ ራዲካሎች እርስ በርሳቸው ይገናኛሉ፣ የሃይድሮጂን አቶም ይለዋወጣሉ፣ የአልካን ሞለኪውል እና የአልኬን ሞለኪውል ይፈጥራሉ።

የሙቀት ብስባሽ ምላሾች የሃይድሮካርቦን መሰንጠቅ የኢንዱስትሪ ሂደትን ያመለክታሉ። ይህ ሂደት በጣም አስፈላጊው የነዳጅ ማጣሪያ ደረጃ ነው.

3. ፒሮሊሲስ. ሚቴን በ 1000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ሲሞቅ, ሚቴን ፒሮሊሲስ ይጀምራል - ወደ ቀላል ንጥረ ነገሮች መበስበስ;

በ 1500 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ሲሞቁ የአሲቴሊን መፈጠር ይቻላል.

4. Isomemerization. መስመራዊ ሃይድሮካርቦኖች በ isomerization catalyst (አልሙኒየም ክሎራይድ) ሲሞቁ የቅርንጫፉ የካርቦን አጽም ያላቸው ንጥረ ነገሮች ይፈጠራሉ.

5. አሮማታይዜሽን. በሰንሰለቱ ውስጥ ስድስት ወይም ከዚያ በላይ የካርቦን አቶሞች ያሏቸው አልካኖች ቤንዚን እና ውፅዋዮቹን ለመመስረት አበረታች ባለበት ሁኔታ ይሽከረከራሉ።

በአልካን ሞለኪውሎች ውስጥ ያሉት ሁሉም የካርቦን አተሞች በ sp 3 hybridization ሁኔታ ውስጥ ስለሚገኙ አልካኖች በነጻ ራዲካል ዘዴ ወደሚሄዱ ምላሾች ይገባሉ። የእነዚህ ንጥረ ነገሮች ሞለኪውሎች የተገነቡት ኮቫለንት ኖፖላር ሲ-ሲ (ካርቦን-ካርቦን) ቦንዶች እና ደካማ የፖላር ሲ-ኤች (ካርቦን-ሃይድሮጅን) ቦንዶችን በመጠቀም ነው። የኤሌክትሮን መጠጋጋት የጨመረ ወይም የቀነሰ፣ ወይም በቀላሉ ሊታዩ የሚችሉ ቦንዶች ያሉባቸው ቦታዎች፣ ማለትም፣ የኤሌክትሮን መጠጋጋት በውጫዊ ሁኔታዎች (ኤሌክትሮስታቲክ ኦፍ ions) ተጽዕኖ ስር ሊለዋወጥ የሚችልባቸው ቦንዶች የላቸውም። በአልካን ሞለኪውሎች ውስጥ ያሉት ቦንዶች በሄትሮሊቲክ ዘዴ ስለማይሰበሩ አልካኖች በተሞሉ ቅንጣቶች ምላሽ አይሰጡም።

በጣም ቀላሉ ኦርጋኒክ ውህዶች ናቸው ሃይድሮካርቦኖች, ካርቦን እና ሃይድሮጅን ያካተተ. በሃይድሮካርቦኖች ውስጥ ባለው የኬሚካላዊ ትስስር ተፈጥሮ እና በካርቦን እና በሃይድሮጂን መካከል ያለው ጥምርታ ላይ በመመስረት እነሱ ወደ ሳቹሬትድ እና ያልተሟሉ (አልኬን ፣ አልኪንስ ፣ ወዘተ) ይከፈላሉ ።

ገደብሃይድሮካርቦኖች (አልካኖች ፣ ሚቴን ሃይድሮካርቦኖች) የካርቦን ውህዶች ከሃይድሮጂን ጋር ናቸው ፣ በእነሱ ሞለኪውሎች ውስጥ እያንዳንዱ የካርቦን አቶም ከሌላው አጎራባች አቶም ጋር ለማጣመር ከአንድ በላይ ቫሌንስ የሚያጠፋበት ፣ እና ከካርቦን ጋር በመዋሃድ ላይ ያልዋሉት ሁሉም valences በሃይድሮጂን የተሞሉ ናቸው። በአልካኖች ውስጥ ያሉት ሁሉም የካርቦን አቶሞች በ sp 3 ግዛት ውስጥ ናቸው። የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች በአጠቃላይ ፎርሙላ ተለይቶ የሚታወቅ ግብረ-ሰዶማዊ ተከታታይ ይመሰርታሉ C n H 2n+2. የዚህ ተከታታይ ቅድመ አያት ሚቴን ነው.

ኢሶሜሪዝም. ስያሜ።

n=1,2,3 ያለው አልካንስ እንደ አንድ isomer ብቻ ነው ሊኖር የሚችለው

ከ n=4 ጀምሮ፣ የመዋቅር isomerism ክስተት ይታያል።

የአልካንስ መዋቅራዊ isomers ቁጥር እየጨመረ የካርቦን አቶሞች ቁጥር በፍጥነት ያድጋል, ለምሳሌ, pentane 3 isomers, heptane አለው 9, ወዘተ.

ሊገኙ በሚችሉ ስቴሪዮሶመሮች ምክንያት የአልካኖች አይሶመሮች ቁጥር ይጨምራል። ከ C 7 H 16 ጀምሮ, የቺራል ሞለኪውሎች መኖር ይቻላል, እነዚህም ሁለት eantiomers ይፈጥራሉ.

የአልካኖች ስያሜ.

ዋነኛው ስያሜ IUPAC ስያሜ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ, ጥቃቅን ስሞችን አካሎች ይዟል. ስለዚህ፣ የመጀመሪያዎቹ አራት የግብረ-ሰዶማውያን ተከታታይ የአልካኖች አባላት ጥቃቅን ስሞች አሏቸው።

CH 4 - ሚቴን

ሲ 2 ኤች 6 - ኤቴን

C 3 H 8 - ፕሮፔን

C 4 H 10 - ቡቴን.

የተቀሩት ግብረ ሰዶማውያን ስሞች ከግሪክ የላቲን ቁጥሮች የተወሰዱ ናቸው. ስለዚህ፣ ለሚከተሉት ተከታታይ መደበኛ (ቅርንጫፍ አልባ) መዋቅር አባላት፣ ስሞቹ ጥቅም ላይ ይውላሉ፡-

C 5 H 12 - ፔንታኔ, C 6 H 14 - ሄክሳን, ሲ 7 ሸ 18 - ሄፕቴን,

C 14 H 30 - tetradecane, C 15 H 32 - ፔንታዴካን, ወዘተ.

ለቅርንጫፍ አልካንሶች መሰረታዊ የ IUPAC ህጎች

ሀ) ረጅሙን ያልተቆረጠ ሰንሰለት ይምረጡ ፣ ስሙም መሰረቱን (ሥር) ይመሰርታል ። በዚህ ግንድ ላይ "an" የሚለው ቅጥያ ተጨምሯል።

ለ) በትንሽ አከባቢዎች መርህ መሠረት ይህንን ሰንሰለት መቁጠር ፣

ሐ) ተተኪው ቦታውን የሚያመለክት በፊደል ቅደም ተከተል በቅድመ-ቅጥያዎች መልክ ይገለጻል. በዋናው መዋቅር ውስጥ ብዙ ተመሳሳይ ተተኪዎች ካሉ ቁጥራቸው በግሪክ ቁጥሮች ይገለጻል።

በጥያቄ ውስጥ ያለው የካርቦን አቶም በቀጥታ በተያያዙት ሌሎች የካርቦን አቶሞች ብዛት ላይ በመመስረት አንደኛ፣ ሁለተኛ ደረጃ፣ ሶስተኛ እና ኳተርnary የካርቦን አቶሞች አሉ።

በአልካን ሞለኪውል ውስጥ አንድ የሃይድሮጂን አቶም በመጥፋቱ ምክንያት በሚቆጠሩት የቅርንጫፍ አልካኖች ውስጥ የአልኪል ቡድኖች ወይም አልኪል ራዲካልስ እንደ ምትክ ሆነው ይታያሉ።

የአልኪል ቡድኖች ስም የተፈጠረው ከተዛማጅ አልካኖች ስም የኋለኛውን ቅጥያ "an" በ "yl" ቅጥያ በመተካት ነው.

CH 3 - methyl

CH 3 CH 2 - ethyl

CH 3 CH 2 CH 2 - መቁረጥ

የቅርንጫፎችን የአልኪል ቡድኖችን ለመሰየም የሰንሰለት ቁጥር መስጠትም ጥቅም ላይ ይውላል፡-

ከኤታነን ጀምሮ፣ አልካኖች ከተከለከለው ኮንፎርሜሽን ጋር የሚዛመዱ ተዛማጆችን መፍጠር ይችላሉ። ከተከለከለው ኮንፎርሜሽን ወደ ሌላ በግርዶሽ የመሸጋገር እድሉ የሚወሰነው በማዞሪያው ማገጃ ነው። አወቃቀሩን መወሰን, የተስማሚዎች ስብጥር እና የማሽከርከር መሰናክሎች የተጣጣሙ ትንተና ተግባራት ናቸው.

2. የአልካኖች ኬሚካላዊ ባህሪያት (ሚቴን, ኤቴን): ማቃጠል, መተካት, መበስበስ, ሃይድሮጂንሽን.

በአልካኖች ውስጥ ያሉት ሁሉም ቦንዶች ዝቅተኛ-ፖላር ናቸው, ለዚህም ነው በአክራሪ ምላሾች ተለይተው የሚታወቁት. የፒ ቦንድ አለመኖር የመደመር ምላሽ የማይቻል ያደርገዋል።

አልካኖች በመተካት, በማስወገድ እና በማቃጠል ምላሾች ተለይተው ይታወቃሉ.

1. የመተካት ምላሾች

ሀ) ከ halogens ጋር(ከ. ጋር ክሎሪን Cl 2 - በብርሃን, ብሩ 2 - ሲሞቅ) ምላሹ ይታዘዛል የማርኮቭኒክ አገዛዝ (የማርኮቭኒኮቭ ደንቦች) - በመጀመሪያ ደረጃ አንድ ሃሎጅን ሃይድሮጂንን በትንሹ ሃይድሮጂን ያለው የካርቦን አቶም ይተካዋል. ምላሹ የሚከናወነው በደረጃ ነው - በአንድ ደረጃ ከአንድ በላይ ሃይድሮጂን አቶም አይተካም.

አዮዲን በጣም አስቸጋሪ ምላሽ ይሰጣል, እና ከዚህም በላይ, ምላሽ ወደ ማጠናቀቅ አይሄድም, ለምሳሌ, ሚቴን ከአዮዲን ጋር ምላሽ ሲሰጥ, ሃይድሮጂን አዮዳይድ ይፈጠራል, እሱም ከሜቲል አዮዳይድ ጋር ምላሽ በመስጠት ሚቴን እና አዮዲን (የሚቀለበስ ምላሽ):

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl (ክሎሮሜቴን)

CH 3 Cl + Cl 2 → CH 2 Cl 2 + HCl (dichloromethane)

CH 2 Cl 2 + Cl 2 → CHCl 3 + HCl (ትሪክሎሜቴን)

CHCl 3 + Cl 2 → CCl 4 + HCl (ካርቦን tetrachloride)

ለ) ናይትሬሽን (የኮኖቫሎቭ ምላሽ)

አልካንስ በ 10% የናይትሪክ አሲድ ወይም ናይትሮጅን ኦክሳይድ N 2 O 4 መፍትሄ በጋዝ ደረጃ በ 140 ° የሙቀት መጠን እና ዝቅተኛ ግፊት የኒትሮ ተዋጽኦዎችን ይፈጥራል. ምላሹም የማርኮቭኒኮቭን ህግ ያከብራል። ከሃይድሮጂን አተሞች ውስጥ አንዱ በNO 2 ተረፈ (ናይትሮ ቡድን) ተተክቶ ውሃ ይለቀቃል

የማስወገጃ ምላሾች

ሀ) የሃይድሮጂን እጥረት- ሃይድሮጂንን ማስወገድ. የምላሽ ሁኔታዎች: ቀስቃሽ - ፕላቲኒየም እና የሙቀት መጠን.

CH 3 - CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2

ለ) መፍጨትትላልቅ ሞለኪውሎች የካርቦን ሰንሰለት ከተሰነጠቀ አጭር ሰንሰለት ጋር ውህዶችን ለመፍጠር በሚሰጡት ምላሾች ላይ የተመሠረተ የሃይድሮካርቦኖች የሙቀት መበስበስ ሂደት። በ 450-700 o C የሙቀት መጠን, አልካኖች በሲ-ሲ ቦንዶች መቆራረጥ ምክንያት ይበሰብሳሉ (ጠንካራ የ C-H ቦንዶች በዚህ የሙቀት መጠን ይቀመጣሉ) እና አነስተኛ ቁጥር ያላቸው የካርቦን አቶሞች ያላቸው አልካኖች እና አልኬኖች ይፈጠራሉ.

ሐ 6 ሸ 14 ሐ 2 ሸ 6 + ሐ 4 ሸ 8

ለ) ሙሉ የሙቀት መበስበስ

CH 4 C + 2H 2

የኦክሳይድ ምላሽ

ሀ) የቃጠሎ ምላሽበሚቀጣጠልበት ጊዜ (t = 600 o C), አልካኖች ከኦክሲጅን ጋር ምላሽ ይሰጣሉ, እና ወደ ካርቦን ዳይኦክሳይድ እና ውሃ ኦክሳይድ ይደረግባቸዋል.

C n H 2n+2 + O 2 -–> CO 2 + H 2 O + Q

CH 4 + 2O 2 –> CO 2 + 2H 2 O + Q

ለ) ካታሊቲክ ኦክሲዴሽን- በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን እና ማነቃቂያዎችን በመጠቀም ፣ በሞለኪዩል እና በ C-H መካከል በግምት ከ C-C ቦንዶች ክፍል ብቻ መሰባበር እና ጠቃሚ ምርቶችን ለማግኘት ጥቅም ላይ ይውላል-ካርቦቢሊክ አሲዶች ፣ ketones, aldehydes, አልኮል.

ለምሳሌ፣ ባልተጠናቀቀ የቡቴን ኦክሳይድ (የ C 2-C 3 ቦንድ መቆራረጥ)፣ አሴቲክ አሲድ ተገኝቷል።

4. ኢሶሜራይዜሽን ምላሾች ለሁሉም አልካኖች የተለመዱ አይደሉም. አንዳንድ isomers ወደ ሌሎች የመቀየር እድል እና ቀስቃሽ መኖሩን ትኩረት ይስባል.

ሐ 4 ሸ 10 ሐ 4 ሸ 10

5.. 6 ወይም ከዚያ በላይ የካርቦን አቶሞች ዋና ሰንሰለት ያለው አልካኖች እንዲሁም ምላሽ ይስጡ ሃይድሮሳይክላይዜሽን ነገር ግን ሁልጊዜ ባለ 6-አባላት ቀለበት (ሳይክሎሄክሳን እና ተዋጽኦዎቹ) ይመሰርታሉ። በምላሽ ሁኔታዎች ፣ ይህ ዑደት ተጨማሪ የውሃ መሟጠጥን ያስከትላል እና ወደ ጥሩ መዓዛ ያለው ሃይድሮካርቦን (አሬን) በኃይል የበለጠ የተረጋጋ የቤንዚን ቀለበት ይለወጣል።

ቀን፡ ____________

11-11

አልካንስ ግብረ ሰዶማዊ ተከታታይ የአልካኖች. የአልካኖች ስያሜ እና ኢሶሜሪዝም

ርዕሰ ጉዳይ

ዒላማ

ለተማሪዎቹ የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች፣ የእነርሱ ኬሚካላዊ፣ የቦታ እና የኤሌክትሮኒክስ መዋቅር ፅንሰ-ሀሳብ ለመስጠት። ስለ ሆሞሎጂ ጽንሰ-ሀሳብ እራስዎን ለማወቅ ፣ ንጥረ ነገሮችን ለመሰየም እና በዘመናዊ ስያሜዎች መሠረት ቀመሮችን ለመሳል ህጎች። የርዕዮተ ዓለም ፅንሰ-ሀሳቦችን መፈጠር ይቀጥሉ-ስለ ተፈጥሮ ማወቅ ፣ በስብጥር ፣ በአወቃቀሩ ፣ በንብረቶቹ እና በተሞሉ የሃይድሮካርቦኖች አጠቃቀም መካከል ያለው መንስኤ-እና-ውጤት ግንኙነት።

ይዘት

ግብረ ሰዶማዊ ተከታታይ አልካኖች እና አወቃቀራቸው

ውሎች

አልካኔ, ሆሞሎጂስቶች, ኢሶመሮች

የኬም ሙከራ

መሳሪያዎች

መስተጋብራዊ ቦርድ

የቤት ተግባር

የትምህርት እቅድ።

የቤት ሥራ ዳሰሳ. እውቀትን ማዘመን

አልካንስ (ሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች። ፓራፊኖች። የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች።)

አልካኖች በሞለኪውሎች ውስጥ ያሉ ሃይድሮካርቦኖች ሲሆኑ ሁሉም የካርቦን አቶሞች በነጠላ ቦንዶች (-) የተገናኙ እና አጠቃላይ ቀመር ያላቸው፡-

ሲ n ኤች 2n+2

ግብረ ሰዶማውያን ምንድን ናቸው? (ተማሪዎች ይህንን ጥያቄ ይመልሱ)

ግብረ ሰዶማዊ ተከታታይ አልካኖች

አልካንስ፣ አጠቃላይ ቀመር ሲ ያለው n ኤች 2 n +2 , ተመሳሳይ መዋቅር ያላቸው ተከታታይ ውህዶች ናቸው, እያንዳንዱ ተከታይ አባል በቋሚ የአተሞች ቡድን ከቀዳሚው ይለያል (-CH 2 -) ይህ የግንኙነት ቅደም ተከተል ይባላልግብረ ሰዶማዊ ተከታታይ (ከግሪክ ሆሞሎግ - ተመሳሳይ) ፣ የዚህ ተከታታይ ግለሰብ አባላት -ግብረ ሰዶማውያን እና በአጎራባች ግብረ ሰዶማዊነት የሚለያዩበት የአተሞች ቡድን ነው።ግብረ-ሰዶማዊ ልዩነት .

ተመሳሳይ የሆኑ ተከታታይ አልካኖች አዲስ የካርቦን አቶም ወደ ቀድሞው ሰንሰለት በመጨመር እና ቀሪዎቹን እስከ 4 ሃይድሮጂን አተሞች በማሟላት በቀላሉ ሊጠናቀር ይችላል። ሌላው አማራጭ የ -CH ቡድንን ወደ ሰንሰለት መጨመር ነው 2 -:

CH 4 ወይም N-CH 2 -H - የግብረ-ሰዶማውያን ተከታታይ የመጀመሪያ አባል -ሚቴን

(1 የካርቦን አቶም ይዟል);

CH 3 - CH 3 ወይም N-CH 2 - CH 2 - ኤች - 2 ኛ ግብረ ሰዶማዊ -ኤቴን (2 C አተሞች);

CH 3 - CH 2 - CH 3 ወይም N-CH 2 - CH 2 - CH 2 - ኤች - 3 ኛ ግብረ ሰዶማዊ -ፕሮፔን (3 C አተሞች);

CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 3 ወይም N-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - ኤን –ቡቴን (4 ሲ አቶሞች)

ቅጥያ- አን የሁሉም አልካኖች ስም ባህሪ ነው. ከአምስተኛው ሆሞሎግ ጀምሮ የአልካን ስም ከግሪክ አሃዝ የተፈጠረ ሲሆን ይህም በሞለኪውል ውስጥ ያለውን የካርቦን አተሞች ቁጥር እና ቅጥያውን ያሳያል.- አን ፔንታኔ ሲ 5 ኤን 12 ፣ ሄክሳን ሲ 6 ኤን 14 ሄፕቴን ሲ 7 ኤን 16 ፣ octane ሲ 8 ኤን 18 ፣ አንዳቸውም ሲ 9 ኤን 20 ፣ ዲን ሲ 10 ኤን 22 ወዘተ.

ለአልካኖች የ isomerism ዓይነቶች:

ኢሶሜሪዝም አንድ አይነት ቅንብር (ተመሳሳይ ሞለኪውላዊ ፎርሙላ) ያላቸው ውህዶች የመኖራቸው ክስተት ነው, ግን የተለያዩ አወቃቀሮች. እንደዚህ ያሉ ግንኙነቶች ይባላሉisomers .

አተሞች በሞለኪውሎች (ማለትም ኬሚካላዊ መዋቅር) ውስጥ የተጣመሩበት ቅደም ተከተል ልዩነት ወደ ይመራል.መዋቅራዊ isomerism . የመዋቅር isomers መዋቅር በመዋቅራዊ ቀመሮች ተንጸባርቋል. በተከታታይ አልካኖች ውስጥ, ሰንሰለቱ 4 ወይም ከዚያ በላይ የካርቦን አቶሞች ሲይዝ መዋቅራዊ isomerism ይታያል, ማለትም, በቡቴን ሲ ይጀምራል. 4 ኤን 10 . ተመሳሳይ ጥንቅር እና ተመሳሳይ ኬሚካዊ መዋቅር ባለው ሞለኪውሎች ውስጥ የተለያዩ አንጻራዊ የአተሞች አቀማመጥ ከተቻለ እኛ እናስተውላለን።የቦታ ኢሶሜሪዝም (ስቴሪዮሶሜሪዝም) . በዚህ ሁኔታ, መዋቅራዊ ቀመሮችን መጠቀም በቂ አይደለም እና ሞለኪውላዊ ሞዴሎች ወይም የቦታ (ስቴሪዮኬሚካል) ቀመሮች ጥቅም ላይ መዋል አለባቸው. አልካንስ፣ ከኤቴን ሲ ጀምሮ 2 ኤን 6 በ C–C s-bonds ላይ ባለው የውስጠ-ሞለኪውላር ሽክርክር ምክንያት በተለያዩ የቦታ ቅርጾች ይገኛሉ፣ እና የሚባሉትን ያሳያል።ተዘዋዋሪ isomerism .

በተጨማሪም ፣ በሞለኪውል ውስጥ 7 ወይም ከዚያ በላይ የካርቦን አተሞች ካሉ ፣ ሌላ ዓይነት የቦታ ኢሶሜሪዝም ይቻላል ፣ ሁለት ኢሶመሮች እንደ ዕቃ እና የመስታወት ምስሉ ሲገናኙ (የግራ እጅ ከቀኝ ጋር እንዴት እንደሚገናኝ)።

በሞለኪውሎች መዋቅር ውስጥ እንደዚህ ያሉ ልዩነቶች ተጠርተዋልመስታወት ወይምኦፕቲካል ኢሶሜሪዝም.

አልጎሪዝም

1. የዋና ወረዳ ምርጫ፡-

2. የዋናው ሰንሰለት አተሞች ቁጥር፡-

3. የስም አደረጃጀት፡-

2 - methylbutane

የአልካኖች መዋቅር.

በሁሉም ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ውስጥ ያለው የካርቦን አቶም "አስደሳች" በሆነ ሁኔታ ውስጥ ነው, ማለትም, በውጫዊ ደረጃ አራት ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች አሉት.

እያንዳንዱ የኤሌክትሮን ደመና የኃይል ክምችት አለው፡- s-cloud ከፒ-ደመናው ያነሰ የኃይል ክምችት አለው፣ በካርቦን አቶም ውስጥ በተለያዩ የኃይል ሁኔታዎች ውስጥ ይገኛሉ። ስለዚህ, የኬሚካላዊ ትስስር ሲፈጠር, ድብልቅነት ይከሰታል, ማለትም, የኤሌክትሮን ደመናዎችን በሃይል ክምችት ላይ ማስተካከል. ይህ በደመናው ቅርፅ እና አቅጣጫ ይንጸባረቃል፤ የኤሌክትሮን ደመና መልሶ ማዋቀር (ቦታ) ይከሰታል።

በ sp3 hybridization ምክንያት አራቱም የቫሌንስ ኤሌክትሮን ደመናዎች ተዳቅለዋል፡ በነዚህ የተዳቀሉ ደመናዎች መጥረቢያ መካከል ያለው ትስስር 109°28 ነው”፣ ስለዚህ ሞለኪውሎቹ የቦታ ቴትራሄድራል ቅርፅ አላቸው፣ የካርቦን ሰንሰለቶች ቅርፅ ዚግዛግ ነው። የካርቦን አተሞች በተመሳሳዩ ቀጥተኛ መስመር ላይ አይደሉም, ምክንያቱም በሚሽከረከርበት ጊዜ አተሞች ትስስር ማዕዘኖች ተመሳሳይ ናቸው.

ሁሉም ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች በዋናነት በ covalent bonds የተገነቡ ናቸው። የካርቦን-ካርቦን እና የካርቦን-ሃይድሮጅን ቦንዶች ሲግማ ቦንዶች ይባላሉ - የአቶሚክ ምህዋር በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ በሚያልፈው መስመር ላይ ሲደራረቡ የሚፈጠረው ትስስር። ይህ ትስስር የአክሲያል ሲምሜትሪ ስላለው በሲግማ ቦንዶች ዙሪያ መዞር ይቻላል።

ትምህርቱን ለማጠናከር በአንቀጹ መጨረሻ ላይ ያሉትን ጥያቄዎች ይመልሱ, እንዲሁም በችግር መጽሃፉ ውስጥ ያሉትን ተግባራት ያጠናቅቁ.

የቤት ስራ: §3.1 እንደገና መናገር, ቁጥር 3,4,6,8 ገጽ 67

አልካንስ- የሳቹሬትድ (የተሟሉ) ሃይድሮካርቦኖች. የዚህ ክፍል ተወካይ ሚቴን ነው ( CH 4). ሁሉም ተከታይ የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ይለያያሉ። CH 2- ግብረ-ሰዶማዊ ቡድን ተብሎ የሚጠራ ቡድን, እና ውህዶች ግብረ-ሰዶማዊ ተብለው ይጠራሉ.

አጠቃላይ ቀመር - ጋርnኤች 2 n +2 .

የአልካኖች መዋቅር.

እያንዳንዱ የካርቦን አቶም ውስጥ ነው። sp 3- ማዳቀል ፣ ቅጾች 4 σ ግንኙነቶች (1 ኤስ-ኤስእና 3 ኤስ-ኤን). የሞለኪውል ቅርጽ በ 109.5 ° አንግል በ tetrahedron መልክ ነው.

ማሰሪያው የተፈጠረው በድብልቅ ምህዋር መደራረብ ሲሆን ከፍተኛው የመደራረብ ቦታ የአቶሚክ ኒዩክሊየሮችን በሚያገናኘው ቀጥታ መስመር ላይ በጠፈር ላይ ተኝቷል። ይህ በጣም ቀልጣፋ መደራረብ ነው፣ ስለዚህ σ ቦንድ በጣም ጠንካራ እንደሆነ ይቆጠራል።

የአልካንስ ኢሶሜሪዝም.

ለ አልካኔስየካርቦን አጽም isomerism ባህሪይ ነው. በግንኙነቶች መካከል ያለውን አንግል በመጠበቅ ግንኙነቶችን ይገድቡ የተለያዩ የጂኦሜትሪክ ቅርጾችን ሊወስዱ ይችላሉ። ለምሳሌ,

የካርቦን ሰንሰለቱ የተለያዩ አቀማመጦች ኮንሰርቶች ይባላሉ. በተለመዱ ሁኔታዎች ውስጥ የአልካኒዎች ቅርፆች በሲ-ሲ ቦንዶች መዞር በኩል በነፃነት እርስ በርስ ይለወጣሉ, ለዚህም ነው ብዙውን ጊዜ የ rotary isomers ተብለው ይጠራሉ. ሁለት ዋና ዋና ሁኔታዎች አሉ - “የተከለከሉ” እና “የተከለከሉ”

የአልካኖች የካርበን አጽም ኢሶሜሪዝም.

የካርቦን ሰንሰለት እድገትን በመጨመር የ isomers ብዛት ይጨምራል። ለምሳሌ ቡቴን 2 isomers አሉት።

ለፔንታኔ - 3, ለሄፕቴን - 9, ወዘተ.

ሞለኪውል ከሆነ አልካኔአንድ ፕሮቶን (ሃይድሮጅን አቶም) ቀንስ፣ አክራሪ ታገኛለህ፡-

የአልካኖች አካላዊ ባህሪያት.

በመደበኛ ሁኔታዎች - ሐ 1 -ሲ 4- ጋዞች ከ 5 እስከ 17- ፈሳሾች, እና ሃይድሮካርቦኖች ከ 18 በላይ የካርቦን አቶሞች - ጠንካራ.

ሰንሰለቱ ሲያድግ, የመፍላት እና የማቅለጫ ነጥቦች ይጨምራሉ. የቅርንጫፍ አልካኖች ከመደበኛው ያነሰ የመፍላት ነጥብ አላቸው.

አልካንስበውሃ ውስጥ የማይሟሟ, ነገር ግን በፖላር ባልሆኑ ኦርጋኒክ መሟሟቶች ውስጥ የሚሟሟ. እርስ በርስ በቀላሉ ይቀላቀሉ.

የአልካኒን ዝግጅት.

አልካኒን ለማምረት ሰው ሠራሽ ዘዴዎች;

1. ያልተሟሉ ሃይድሮካርቦኖች - የ "ሃይድሮጂን" ምላሽ የሚከሰተው በአሳሽ (ኒኬል, ፕላቲኒየም) እና በሙቀት መጠን ነው.

2. ከ halogen ተዋጽኦዎች - የዎርዝ ምላሽየሞኖሃሎልካን ከሶዲየም ብረት ጋር ያለው መስተጋብር፣ በሰንሰለቱ ውስጥ ካሉት የካርቦን አቶሞች ብዛት በእጥፍ አልካኖች እንዲፈጠሩ ያደርጋል።

3. ከካርቦሊክ አሲድ ጨው. ጨው ከአልካላይን ጋር ምላሽ ሲሰጥ ከመጀመሪያው ካርቦቢሊክ አሲድ ጋር ሲነፃፀር 1 ያነሰ የካርቦን አቶም የያዙ አልካኖች ይገኛሉ።

4. ሚቴን ማምረት. በሃይድሮጂን ከባቢ አየር ውስጥ በኤሌክትሪክ ቅስት ውስጥ;

C + 2H 2 = CH 4

በቤተ ሙከራ ውስጥ ሚቴን የሚገኘው እንደሚከተለው ነው።

Al 4 C 3 + 12H 2 O = 3CH 4 + 4Al(OH) 3.

የአልካኖች ኬሚካላዊ ባህሪያት.

በተለመዱ ሁኔታዎች ውስጥ አልካኖች በኬሚካላዊ የማይነቃቁ ውህዶች ናቸው ፣ ከተከማቸ ሰልፈሪክ እና ናይትሪክ አሲድ ፣ ከተከማቸ አልካላይን ፣ ወይም ከፖታስየም ፈለጋናንት ጋር ምላሽ አይሰጡም።

መረጋጋት የሚገለፀው በቦንዶቹ ጥንካሬ እና በፖላሪነታቸው አይደለም.

ውህዶች ለግንኙነት መስበር ምላሽ የተጋለጡ አይደሉም (ተጨማሪ ምላሽ)፤ በመተካት ይታወቃሉ።

1. የአልካኒን ሃሎሎጂ. በብርሃን ኳንተም ተጽእኖ ስር የአልካን ሥር ነቀል መተካት (ክሎሪን) ይጀምራል. አጠቃላይ እቅድ፡

ምላሹ የሰንሰለት ዘዴን ይከተላል, በውስጡም-

ሀ) ወረዳውን ማስጀመር;

ለ) ሰንሰለት እድገት;

ለ) ክፍት ዑደት;

በጠቅላላው እንደሚከተለው ሊቀርብ ይችላል-

2. የአልካኔስ ናይትሬሽን (የኮኖቫሎቭ ምላሽ). ምላሹ በ 140 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ ይከሰታል.

ምላሹ ከመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ ይልቅ በሦስተኛ ደረጃ የካርቦን አቶም አማካኝነት በቀላሉ ይቀጥላል።

3. የአልካኒን ኢሶሜሪዜሽን. በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ የመደበኛ መዋቅር አልካኖች ወደ ቅርንጫፎች ሊለወጡ ይችላሉ-

4. አልካኔን መሰንጠቅ. በከፍተኛ ሙቀቶች እና አነቃቂዎች እርምጃ ፣ ከፍ ያለ አልካኖች አልኬን እና ዝቅተኛ አልካኒዎችን በመፍጠር ትስስራቸውን ሊያበላሹ ይችላሉ-

5. የአልካኖች ኦክሳይድ. በተለያዩ ሁኔታዎች እና የተለያዩ ማነቃቂያዎች, አልካኔን ኦክሲዴሽን አልኮል, አልዲኢይድ (ኬቶን) እና አሴቲክ አሲድ እንዲፈጠር ሊያደርግ ይችላል. በተሟላ ኦክሳይድ ሁኔታዎች ፣ ምላሹ ወደ ማጠናቀቅ ይቀጥላል - ውሃ እና ካርቦን ዳይኦክሳይድ እስኪፈጠሩ ድረስ።

የአልካኖች አተገባበር.

አልካኒዎች በኢንዱስትሪ ውስጥ ፣ በዘይት ፣ በነዳጅ ፣ ወዘተ ውህደት ውስጥ ሰፊ መተግበሪያን አግኝተዋል።

አልካኔ (የተሟሉ ሃይድሮካርቦኖች፣ ፓራፊኖች)

• አልካኖች አልፋቲክ (አሲክሊክ) የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ሲሆኑ በውስጡም የካርቦን አቶሞች በቀላል (ነጠላ) ማሰሪያዎች በቀጥተኛ ወይም በቅርንጫፍ ሰንሰለቶች የተገናኙ ናቸው።

አልካንስ- በአለም አቀፍ ስያሜ መሰረት የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ስም.
ፓራፊኖችየእነዚህን ውህዶች ባህሪያት የሚያንፀባርቅ በታሪክ የተመሰረተ ስም (ከላት. parrum affinis- አነስተኛ ግንኙነት ፣ ዝቅተኛ እንቅስቃሴ)።
ገደብ, ወይም ጠገበእነዚህ ሃይድሮካርቦኖች የተሰየሙት የካርቦን ሰንሰለት ከሃይድሮጂን አተሞች ጋር በመሙላቱ ነው።

በጣም ቀላሉ የአልካንስ ተወካዮች

ሞለኪውል ሞዴሎች;

እነዚህን ውህዶች ሲያወዳድሩ በቡድን እርስ በርስ እንደሚለያዩ ግልጽ ነው -CH 2 - (ሚቲሊን). ሌላ ቡድን ወደ ፕሮፔን መጨመር -CH 2 -ቡቴን እናገኛለን ሲ 4 ሸ 10, ከዚያም alkanes ሐ 5 ሸ 12, ሐ 6 ሸ 14ወዘተ.

አሁን የአልካኒን አጠቃላይ ቀመር ማግኘት እንችላለን. በተከታታይ የአልካኖች ውስጥ የካርቦን አተሞች ብዛት ይወሰዳል n , ከዚያም የሃይድሮጂን አተሞች ቁጥር ይሆናል 2n+2 . ስለዚህ የአልካኖች ስብስብ ከአጠቃላይ ቀመር ጋር ይዛመዳል C n H 2n+2.
ስለዚህ, የሚከተለው ፍቺ ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል.

አልካንስ- ሃይድሮካርቦኖች, አጻጻፉ በአጠቃላይ ቀመር ይገለጻል C n H 2n+2፣ የት n - የካርቦን አተሞች ብዛት.

የአልካኖች መዋቅር

የኬሚካል መዋቅር(በሞለኪውሎች ውስጥ የአተሞች ግንኙነት ቅደም ተከተል) በጣም ቀላሉ አልካኖች - ሚቴን ፣ ኤታነን እና ፕሮፔን - በክፍል 2 በተሰጡት መዋቅራዊ ቀመሮቻቸው ይታያሉ ።

ኤስ–ኤስእና ኤስ–ኤች.

የC–C ቦንድ ኮቫልንት ያልሆነ ፖላር ነው። የC–H ቦንድ ኮቫሌንት፣ ደካማ ዋልታ ነው፣ ​​ምክንያቱም ካርቦን እና ሃይድሮጂን በኤሌክትሮኔጋቲቭ (2.5 ለካርቦን እና 2.1 ለሃይድሮጂን) ቅርብ ናቸው. በጋራ ኤሌክትሮኖች ጥንድ የካርበን እና የሃይድሮጂን አተሞች ምክንያት በአልካኖች ውስጥ የኮቫለንት ቦንዶች መፈጠር የኤሌክትሮኒክ ቀመሮችን በመጠቀም ማሳየት ይቻላል፡-

ኤሌክትሮኒክ እና መዋቅራዊ ቀመሮች ያንፀባርቃሉ የኬሚካል መዋቅር, ነገር ግን ስለ አንድ ሀሳብ አይስጡ የሞለኪውሎች የቦታ መዋቅርየንብረቱን ባህሪያት በእጅጉ የሚጎዳው.

የቦታ መዋቅር፣ ማለትም እ.ኤ.አ. በሞለኪውል ውስጥ ያለው የሞለኪውል አተሞች አንጻራዊ አቀማመጥ በነዚህ አቶሞች የአቶሚክ ምህዋሮች (AO) አቅጣጫ ይወሰናል። በሃይድሮካርቦኖች ውስጥ ዋናው ሚና የሚጫወተው በካርቦን የአቶሚክ ምህዋሮች የቦታ አቀማመጥ ነው ፣ ምክንያቱም የሃይድሮጂን አቶም ሉላዊ 1s-AO የተለየ አቅጣጫ ስለሌለው።

የካርቦን AO የቦታ አቀማመጥ, በተራው, እንደ ማዳቀል አይነት (ክፍል I, ክፍል 4.3) ይወሰናል. በአልካኖች ውስጥ ያለው የሳቹሬትድ የካርቦን አቶም ከሌሎች አራት አተሞች ጋር የተያያዘ ነው። ስለዚህ, የእሱ ሁኔታ ከ sp 3 hybridization (ክፍል I, ክፍል 4.3.1) ጋር ይዛመዳል. በዚህ ሁኔታ እያንዳንዱ አራቱ sp 3-hybrid carbon AOs በአክሲያል (σ-) ከሃይድሮጅን s-AO ወይም ከሌላ የካርቦን አቶም sp 3-AO ጋር ይሳተፋሉ፣ σ-CH ወይም C-C ቦንድ ይመሰርታሉ።

የካርቦን አራት σ-ቦንዶች በጠፈር ውስጥ ይመራሉ 109 ገደማ 28 ", ይህም ከኤሌክትሮኖች ትንሹን መቃወም ጋር ይዛመዳል.ስለዚህ, የአልካኒን ቀላሉ ተወካይ ሞለኪውል - ሚቴን CH4 - የ tetrahedron ቅርጽ አለው. በመካከሉ የካርቦን አቶም አለ ፣ እና በጫፎቹ ላይ የሃይድሮጂን አቶሞች አሉ-

የH-C-H ቦንድ አንግል 109°28" ነው።የሚቴን የቦታ አወቃቀሩ በቮልሜትሪክ (ሚዛን) እና ኳስ-እና-ስቲክ ሞዴሎችን በመጠቀም ማሳየት ይቻላል።

ለመቅዳት, የቦታ (ስቴሪዮኬሚካል) ቀመር ለመጠቀም ምቹ ነው.

በሚቀጥለው ሆሞሎግ ሞለኪውል ውስጥ - ኤታነን C 2 H 6 - ሁለት ቴትራሄድራል sp 3 የካርቦን አተሞች የበለጠ የተወሳሰበ የቦታ መዋቅር ይመሰርታሉ፡-

ከ 2 በላይ የካርቦን አቶሞች የያዙ የአልካን ሞለኪውሎች በተጠማዘዙ ቅርጾች ተለይተው ይታወቃሉ። ይህንን በምሳሌ ማሳየት ይቻላል። n-butane (VRML ሞዴል) ወይም n- ፔንታኔ;

የአልካንስ ኢሶሜሪዝም

• ኢሶሜሪዝም አንድ አይነት ቅንብር (ተመሳሳይ ሞለኪውላዊ ፎርሙላ) ያላቸው ውህዶች የመኖራቸው ክስተት ነው, ግን የተለያዩ አወቃቀሮች. እንደዚህ ያሉ ግንኙነቶች ይባላሉ isomers.

አተሞች በሞለኪውሎች (ማለትም ኬሚካላዊ መዋቅር) ውስጥ የተጣመሩበት ቅደም ተከተል ልዩነት ወደ ይመራል. መዋቅራዊ isomerism. የመዋቅር isomers መዋቅር በመዋቅራዊ ቀመሮች ተንጸባርቋል. በተከታታይ አልካኒዎች ውስጥ, መዋቅራዊ isomerism ሰንሰለቱ 4 ወይም ከዚያ በላይ የካርቦን አተሞች ሲይዝ እራሱን ያሳያል, ማለትም. በቡቴን C 4 H 10 በመጀመር።
ተመሳሳይ ጥንቅር እና ተመሳሳይ ኬሚካዊ መዋቅር ባለው ሞለኪውሎች ውስጥ የተለያዩ አንጻራዊ የአተሞች አቀማመጥ ከተቻለ እኛ እናስተውላለን። የቦታ ኢሶሜሪዝም (ስቴሪዮሶሜሪዝም). በዚህ ሁኔታ, መዋቅራዊ ቀመሮችን መጠቀም በቂ አይደለም እና ሞለኪውላዊ ሞዴሎች ወይም ልዩ ቀመሮች - ስቴሪዮኬሚካል (ስፓሻል) ወይም ትንበያ - ጥቅም ላይ መዋል አለባቸው.

አልካንስ፣ ከኤታነ ኤች 3 ሲ-CH 3 ጀምሮ፣ በተለያዩ የቦታ ቅርጾች ይገኛሉ ( የተጣጣሙበ C-C σ ቦንዶች ውስጥ በ Intramolecular ሽክርክሪት ምክንያት የሚከሰት እና የሚባሉትን ያሳያል ተዘዋዋሪ (conformational) isomerism.

በተጨማሪም, አንድ ሞለኪውል የካርቦን አቶም ከ 4 የተለያዩ ተተኪዎች ጋር የተያያዘ ከሆነ, ሌላ ዓይነት የመገኛ ቦታ ኢሶሜሪዝም ይቻላል, ሁለት ስቴሪዮሶመሮች እንደ ዕቃ እና የመስታወት ምስል እርስ በርስ ሲዛመዱ (የግራ እጅ ከቀኝ ጋር እንዴት እንደሚዛመድ ጋር ተመሳሳይ ነው). . በሞለኪውሎች መዋቅር ውስጥ እንደዚህ ያሉ ልዩነቶች ተጠርተዋል ኦፕቲካል ኢሶሜሪዝም.

የአልካኖች መዋቅራዊ isomerism

• መዋቅራዊ isomers በአተሞች ትስስር ቅደም ተከተል የሚለያዩ ተመሳሳይ ቅንብር ያላቸው ውህዶች ናቸው፣ ማለትም. የሞለኪውሎች ኬሚካላዊ መዋቅር.

በተከታታይ የአልካኖች ውስጥ የመዋቅር isomerism መገለጥ ምክንያት የካርቦን አተሞች የተለያዩ መዋቅሮችን ሰንሰለት የመፍጠር ችሎታ ነው ይህ ዓይነቱ መዋቅራዊ isomerism ይባላል። የካርቦን አጽም isomerism.

ለምሳሌ, የ C 4 H 10 ቅንብር አልካን በቅጹ ውስጥ ሊኖር ይችላል ሁለትመዋቅራዊ isomers;

እና alkane C 5 H 12 - በቅጹ ሶስትበካርቦን ሰንሰለት መዋቅር ውስጥ የተለያዩ መዋቅራዊ isomers;

በሞለኪውሎች ውስጥ ያለው የካርቦን አተሞች ቁጥር እየጨመረ በሄደ መጠን ሰንሰለት ቅርንጫፍ የመፍጠር እድሉ ይጨምራል, ማለትም. የኢሶመሮች ቁጥር በካርቦን አተሞች ቁጥር ይጨምራል.

መዋቅራዊ isomers በአካላዊ ባህሪያት ይለያያሉ. የቅርንጫፉ መዋቅር ያላቸው አልካኖች፣ በትንሽ ጥቅጥቅ ያሉ የሞለኪውሎች እሽግ እና በዚህ መሠረት ፣ አነስተኛ ኢንተርሞለኩላር መስተጋብር ፣ ቅርንጫፎቻቸው ከሌላቸው isomers በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያበስላሉ።

የ isomers መዋቅራዊ ቀመሮችን በሚፈጥሩበት ጊዜ, የሚከተሉት ዘዴዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ.