- Struktur alkana linier
- Kumpulan
- Panjang rantai mereka
- Konformasi
- Linier
- Digulung ke atas atau dilipat
- Bercampur
- Hartanah
- Fizikal
- Interaksi
- Kestabilan
- Tatanama
- Contoh
- Rujukan
The alkana linear tepu hidrokarbon yang umum kimia formula adalah n -C n H 2n + 2 . Oleh kerana mereka adalah hidrokarbon tepu, semua ikatannya sederhana (CH) dan hanya terdiri daripada atom karbon dan hidrogen. Mereka juga disebut parafin, membezakannya dari alkana bercabang, yang disebut isoparaffin.
Hidrokarbon ini kekurangan cabang dan cincin. Lebih daripada garis, keluarga sebatian organik ini lebih mirip dengan rantai (Strain chain straight) atau dari sudut masakan, hingga spaghetti (mentah dan dimasak).
Sekiranya spageti mentah kurang rapuh, kemiripannya lebih mirip dengan alkana linier. Sumber: Pixabay.
Spaghetti mentah datang untuk mewakili keadaan alkana linier yang ideal dan terpencil, walaupun dengan kecenderungan pecah; sementara yang dimasak, tidak kira sama ada al dente atau tidak, menghampiri keadaan semula jadi dan sinergisnya: ada yang berinteraksi dengan yang lain secara keseluruhan (contohnya hidangan pasta).
Hidrokarbon jenis ini terdapat secara semula jadi di ladang gas dan minyak semula jadi. Yang paling ringan mempunyai ciri pelincir, sementara yang berat berperilaku seperti asfalt yang tidak diingini; larut, bagaimanapun, dalam parafin. Mereka berfungsi dengan baik seperti pelarut, pelincir, bahan bakar, dan asfalt.
Struktur alkana linier
Kumpulan
Telah disebutkan bahawa formula umum untuk alkana ini adalah C n H 2n + 2 . Formula ini sebenarnya sama untuk semua alkana, sama ada linier atau bercabang. Perbezaannya dalam n- yang mendahului formula alkana, yang denotasinya bermaksud "normal".
Nantinya akan dapat dilihat bahawa n- ini tidak diperlukan untuk alkana dengan bilangan karbon sama dengan atau kurang daripada empat (n ≤ 4)
Garis atau rantai tidak boleh terdiri daripada atom karbon tunggal, jadi metana (CH 4 , n = 1) dikesampingkan untuk penjelasan . Sekiranya n = 2, kita mempunyai etana, CH 3 -CH 3 . Perhatikan bahawa alkana ini terdiri daripada dua kumpulan metil, CH 3 , yang dihubungkan bersama.
Menambah bilangan karbon, n = 3, memberikan alkana propana, CH 3 -CH 2 -CH 3 . Kini kumpulan baru muncul, CH 2 , yang disebut metilena. Tidak kira seberapa besar alkana linier, alkana linier hanya akan mempunyai dua kumpulan: CH 3 dan CH 2 .
Panjang rantai mereka
Apabila bilangan karbon dalam alkana linear meningkat, terdapat pemalar di semua struktur yang dihasilkan: bilangan kumpulan metilena meningkat. Contohnya, anggap alkana linier dengan n = 4, 5 dan 6:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n- butana)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n- pentana)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n- heksana)
Rantai menjadi lebih panjang kerana mereka menambah kumpulan CH 2 pada strukturnya . Oleh itu, alkana linier panjang atau pendek berbeza dalam jumlah CH 2 yang memisahkan dua kumpulan CH 3 terminal . Semua alkana ini hanya mempunyai dua CH 3 ini : di awal rantai dan di hujungnya. Sekiranya saya mempunyai lebih banyak, itu menunjukkan kehadiran cawangan.
Begitu juga, jumlah ketiadaan kumpulan CH dapat dilihat, hanya terdapat di cawangan atau apabila terdapat kumpulan pengganti yang dihubungkan dengan salah satu karbon rantai.
Rumus struktur dapat diringkaskan seperti berikut: CH 3 (CH 2 ) n-2 CH 3 . Cuba aplikasikan dan gambarkan.
Konformasi
Konfigurasi struktur alkana linier. Sumber: Gabriel Bolívar.
Beberapa alkana linier boleh lebih panjang atau lebih pendek daripada yang lain. Oleh itu, n boleh mempunyai nilai 2 a ∞; iaitu rantai yang terdiri daripada kumpulan CH 2 yang tidak terbatas dan dua kumpulan CH 3 terminal (secara teori mungkin). Walau bagaimanapun, tidak semua tali diatur dengan cara yang sama di ruang angkasa.
Di sinilah timbulnya susunan struktur alkana. Apa yang mereka berhutang? Ke putaran ikatan CH dan kelenturannya. Apabila pautan ini berpusing atau berputar di sekitar paksi inti nuklear, rantai mula melenturkan, melipat, atau melingkar dari ciri linier asalnya.
Linier
Pada gambar atas, misalnya, rantai tiga belas karbon ditunjukkan di bahagian atas yang tetap linier atau memanjang. Konformasi ini sesuai, kerana diasumsikan bahawa persekitaran molekul secara minimum mempengaruhi susunan spasial atom dalam rantai. Tidak ada yang mengganggu dia dan dia tidak perlu membungkuk.
Digulung ke atas atau dilipat
Di tengah gambar, rantai karbon dua puluh tujuh mengalami gangguan luaran. Strukturnya, agar lebih "selesa", memutar pautan sedemikian rupa sehingga melipat pada dirinya sendiri; seperti spageti panjang.
Kajian komputasi menunjukkan bahawa bilangan maksimum karbon yang dapat dimiliki oleh rantai linier ialah n = 17. Dari n = 18, mustahil ia tidak mula membengkok atau memutar.
Bercampur
Sekiranya rantai sangat panjang, mungkin ada kawasan yang tetap linier sementara yang lain bengkok atau luka. Dari semua ini, ini mungkin paling hampir dengan penyesuaian realiti.
Hartanah
Fizikal
Oleh kerana mereka adalah hidrokarbon, mereka pada dasarnya adalah apolar, dan oleh itu hidrofobik. Ini bermaksud bahawa mereka tidak boleh bercampur dengan air. Mereka tidak terlalu padat kerana rantai mereka meninggalkan terlalu banyak ruang kosong di antara mereka.
Begitu juga, keadaan fizikalnya berkisar antara gas (untuk n <5), cecair (untuk n <13) atau pepejal (untuk n ≥ 14), dan bergantung pada panjang rantai.
Interaksi
Molekul alkana linier adalah apolar, dan oleh itu daya intermolekulnya adalah jenis hamburan London. Rantai (mungkin menggunakan konformasi campuran), kemudian tertarik dengan tindakan massa molekulnya dan dipol seketika atom hidrogen dan karbon mereka.
Atas sebab inilah apabila rantai menjadi lebih panjang, dan oleh itu lebih berat, titik didih dan leburnya meningkat dengan cara yang sama.
Kestabilan
Semakin lama rantai, semakin tidak stabil. Mereka secara amnya memutuskan hubungan mereka untuk membuat rantai yang lebih kecil dari yang besar. Sebenarnya, proses ini dikenali sebagai retak, yang sangat digunakan dalam penapisan minyak.
Tatanama
Untuk menamakan alkana linier, cukup untuk menambahkan penunjuk n- sebelum namanya. Sekiranya n = 3, seperti propana, mustahil bagi alkana ini untuk menunjukkan sebarang percabangan:
CH 3 -CH 2 -CH 3
Yang tidak berlaku selepas n = 4, iaitu dengan n-butana dan alkana lain:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3
ATAU
(CH 3 ) 2 CH-CH 3
Struktur kedua sesuai dengan isobutana, yang terdiri daripada isomer struktur butana. Untuk membezakan satu dari yang lain, penunjuk n mula digunakan. Oleh itu, n-butana hanya merujuk kepada isomer linear, tanpa cabang.
Semakin tinggi n, semakin besar bilangan isomer struktur dan semakin penting penggunaan n- untuk merujuk kepada isomer linear.
Contohnya, oktan, C 8 H 18 (C 8 H 8 × 2 + 2 ), mempunyai hingga tiga belas isomer struktur, kerana banyak cabang mungkin. Isomer linear, bagaimanapun, dinamakan: n-oktana, dan strukturnya adalah:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3
Contoh
Mereka disebutkan di bawah dan untuk menyelesaikan beberapa alkana linier:
-Ethane (C 2 H 6 ): CH 3 CH 3
-Propana (C 3 H 8 ): CH 3 CH 2 CH 3
- n- Heptana (C 7 H 16 ): CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 .
- n -Decane (C 10 H 22 ): CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 .
- n- Hexadecane (C 16 H 34 ): CH 3 (CH 2 ) 14 CH 3 .
- n -Nonadecane (C 19 H 40 ): CH 3 (CH 2 ) 17 CH 3 .
- n -Eicosane (C 20 H 42 ): CH 3 (CH 2 ) 18 CH 3 .
- n-Hektana (C 100 H 202 ): CH 3 (CH 2 ) 98 CH 3 .
Rujukan
- Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Bukit Mc Graw.
- Morrison, RT dan Boyd, R, N. (1987). Kimia organik. (Edisi Ke-5). Editorial Addison-Wesley Interamericana.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. Amines. (Edisi ke-10.) Wiley Plus.
- Jonathan M. Goodman. (1997). Apakah Alkana Tanpa Cabang Terpanjang dengan Konformasi Minimum Global Linear? J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1997, 37, 5, 876-878.
- Garcia Nissa. (2019). Apa itu Alkana? Kaji. Dipulihkan dari: study.com
- Encik Kevin A. Boudreaux. (2019). Alkana. Dipulihkan dari: angelo.edu
- Senarai Alkenes rantai lurus. . Dipulihkan dari: laney.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 September 2018). Namakan 10 Alkana Pertama. Dipulihkan dari: thinkco.com
- Sains yang unik. (20 Mac 2013). Alkana rantai lurus: meramal sifat. Dipulihkan dari: quirkyscience.com
- Wikipedia. (2019). Alkana lebih tinggi. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org