Forgrenede alkaner

Forgrenede alkaner er karbon- og hydrogenforbindelser forent av enkle karbon-karbon- og karbon-hydrogenbindinger. Kilde: Nilo Robles, Public Domain, via Wikimedia Commons

Hva er de forgrenede alkalene?

De Forgrenede alkaner De er mettede hydrokarboner hvis strukturer ikke består av en lineær kjede. De er alkaner med alkylgrupper forenet til den sentrale karbonkjeden. De inneholder bare karbon- og hydrogenatomer, forent av enkle karbon-karbon- eller karbon-hydrogenbindinger. Molekylene har konsekvenser, og er derfor ikke lineære.

Alkanene av lineære kjeder er differensiert fra sine forgrenede isomerer ved å legge til et brev n Forut for navnet. Dermed betyr n-heksanen at strukturen består av seks karbonatomer rettet i en kjede.

Grenene av et stark glass av et tre kan sammenlignes med de forgrenede alkalene; Imidlertid har tykkelsen på kjedene deres, enten hoved, sekundær eller tertiær, alle de samme dimensjonene. Dette er fordi i alle enkle C-C-koblinger er til stede.

Når de vokser, har trær en tendens til å forgrene seg; På samme måte som alkaner gjør. Opprettholde en konstant kjede med visse metylenenheter (-CH₂-) innebærer en serie energiforhold. Jo mer energi alkaoene har, jo større er tendensen til å gren.

Både lineære og forgrenede isomerer har de samme kjemiske egenskapene, men med små forskjeller i kokepunktene, fusjonen og andre fysiske egenskaper. Et eksempel på forgrenet alkan er den 2-metylprofesjonelle, den enkleste av alle.

Kjemiske strukturer av forgrenede alkaler

Forgrenede og lineære alkaner har den samme generelle kjemiske formelen: C_nH_2n+2. Det vil si at begge for et visst antall karbonatomer har samme antall hydrogener. Derfor er de to typene forbindelser isomerer: de har samme formel, men forskjellige kjemiske strukturer.

Kan tjene deg: beryllium: historie, struktur, egenskaper, bruk

Det som først observeres i en lineær kjede? Et begrenset antall metylengrupper, -CH₂-_. Dermed Cho₃Ch₂Ch₂Ch₂Ch₂Ch₂Ch₃ Det er en lineær kjedealkan som heter N-Heptano.

Legg merke til de fem påfølgende metylengruppene. Det skal også bemerkes at disse gruppene utgjør alle kjeder, og derfor er av samme tykkelse, men med variabel lengde. Hva annet kan sies om dem? Som er andre karbonatomer, det vil si karbonbunn knyttet til to andre.

Slik at denne n-heptano blir forgrenet, er det nødvendig å bakre. Som? Mekanismene kan være veldig komplekse og antyde migrasjon av atomer og dannelse av positive arter kjent som karbokasjoner (-C⁺).

På papiret er det imidlertid nok å bestille strukturen på en slik måte at det er 3. og 4. karbonatomer; Med andre ord, karbonbunn knyttet til tre eller fire. Denne nye ordren er mer stabil enn lange gruppegrupper₂ Fordi 3. og fjerde karbonatom er energisk mer stabile.

Kjemiske og fysiske egenskaper til forgrenede alkaler

De forgrenede og lineære alkaner, med de samme atomene, beholder de samme kjemiske egenskapene. Koblingene deres forblir enkle, C-H og C-C, og med liten elektronegativitetsforskjell, så molekylene deres er apolar. Forskjellen, nevnt ovenfor, ligger i 3. og 4. karbon (Chr₃ og Cr₄).

Imidlertid, når kjeden er forgrenet i isomerer, endrer det måten molekyler samhandler med hverandre.

For eksempel er måten å få to lineære grener av et tre ikke lik å sette to høyt forgrenede en på den andre. I den første situasjonen er det mye overfladisk kontakt, mens "hullene" i det andre dominerer "hullene" mellom grenene. Noen konsekvenser samhandler mer med andre enn med hovedgrenen.

Kan tjene deg: nepelometri

Alt dette fører til lignende, men ikke like verdier i mange av de fysiske egenskapene.

Kokende og fusjonspunkter

Væske- og faste faser av alkanene er underlagt de intermolekylære kreftene under spesifikke trykkforhold og temperatur. Ettersom molekylene til de forgrenede og lineære alkanene ikke samhandler på samme måte, vil heller ikke væskene eller faste stoffer være de samme.

Fusjons- og kokepunkter øker med antall karbonatomer. For lineære alkaner er disse proporsjonale med n. Men for de forgrenede alkanene avhenger situasjonen av hvor forgrenet hovedkjeden er, og hva er de substituente eller alquiliske grupper (R).

Hvis de lineære kjedene blir betraktet som rader med sikksakk, kan de passe perfekt over hverandre; Men med grenene samhandler hovedkjedene nesten ikke fordi substituentene holder dem borte fra hverandre.

Som et resultat har forgrenede alkaner lavere molekylær kontaktflate, og derfor har deres fusjon og kokepunkter en tendens til å være litt mindre. Jo mer forgrenet strukturen, mindreårige vil fortsatt være disse verdiene.

For eksempel n-pentano (ch₃Ch₂Ch₂Ch₂Ch₃) har en 36 PEB.1 ° C, mens 2-metyl-butan (velg₃Ch₂(Ch₃) Ch₂Ch₃) og 2,2-dimetyl-profesjonell (C (CH (velg₃)₄) av 27.8 og 9.5 ° C.

Tetthet

Ved å bruke den samme resonnementet er de forgrenede alkanene litt mindre tette, fordi de opptar større volum, produktet av nedstigningen av overflatekontakten mellom hovedkjedene.

I likhet med lineære alkaner er de ikke blandbare med vann og flyter over det; det vil si at de er mindre tette.

Kan tjene deg: de 7 viktigste biokjemi -applikasjonene

Nomenklatur og eksempler

Eksempler på forgrenede alkaner. Kilde: Gabriel Bolívar

I det øvre bildet vises fem eksempler på forgrenede alkaler. Merk at konsekvenser er preget av å ha 3. eller fjerde karbonatomer. Men hva er hovedkjeden? Det med det største antallet karbonatomer.

• I en er det likegyldig, siden uansett hvilken kjede den er valgt, har begge 3 C. Deretter er navnet hans 2-metylprofesjonell. Det er butanisomer, c₄H₁₀.
• Alcano B har to substituenter ved første øyekast og en lang kjede. Til gruppene -ch₃ De er oppført på en slik måte at de har minst antall; Derfor begynner karbonatomer å telle fra venstre side. Dermed kalles B 2,3-dimetyl-heksan.
• For C bruker det samme som i B. Hovedkjeden har 8 C, og de to substituentene, en Cho₃ og en kap₂Ch₃ De er mer til venstre side. Hans navn er derfor: 4-etyl-3-metylokthane. Legg merke til at substituenten -etil er nevnt før -metylen etter hans alfabetiske rekkefølge.
• Når det. Hans navn er: 3-etyl-propan.
• Og til slutt for E, en litt mer kompleks forgrenet alkan, er hovedkjeden 10 C og starter fra noen av CH -gruppene₃ fra venstre. På denne måten er navnet: 5-etyl-2,2-dimetyl-decano.

Referanser

1. Carey, f. TIL. (2006). Organisk kjemi sjette utgave. MC Graw Hill Redaksjon, side 74-81.
2. John t. Moore, Chris Hren, Peter J. Mikulecky. Hvordan navngi forgrenede alkaner i kjemi. Gjenopprettet fra: dummies.com
3. Dr. Ian Hunt. (2014). Enkle forgrenede alkaner. Hentet fra: Chem.Ucalgary.Ac
4. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (8. januar 2018). Forgrenet kjedealkandefinisjon. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
5. Kjemi librettexts. Forgrenede kjede alkaner. Hentet fra: Chem.Librettexts.org
6. Faceles: Struktur og egenskaper. Hentet fra: UAM.er
7. Nomenklatur: Alceans. [PDF]. Hentet fra: Kjemi.du.Edu.co