Szénhidrogének - a legegyszerűbb szerves osztálymolekuláik atomjai csak két kémiai elemből állnak - szénből és hidrogénből. A szerves vegyületek többségét különböző szénhidrogénekből nyerik kémiai szintézis módszerekkel.
Углеводороды разделяют на два подкласса – aciklusos és ciklikus. Az aciklusos szénhidrogének, vagy a zsíros szénhidrogének vagy alifás szénhidrogének közé tartoznak a telített szénhidrogének (alkánok), telítetlen (alkének, alkinok, diének), aciklikus terpének. A ciklikus szénhidrogéneket cikloparafinok, arének és ciklusos terpének csoportjai képviselik. Néha a terpének bioorganikus kémia.
Telített szénhidrogének (alkánok) - vegyületekszén és hidrogén, amelyeknek molekuláiban a szénatomok egyszerű kötéssel történő összekapcsolása után megmaradó összes vegyérték hidrogénatomokkal telített. Valamennyi alkán származék vagy metán homológja lehet. Ha egy hidrogénatomot távolítanak el a metántól, amelynek molekuláris képlete CH4, akkor egy részecske képződik - a CH3 csoport. Mivel a szerves anyag molekulájában a szén általában tetravalens, két ilyen csoport kombinációja okozza a homológ sorozat második képviselőjének - etánnak (C2H6) megjelenését. Ha a hidrogén egy atomját etánból veszik fel, etilcsoport képződik, amely a CH3-tal való kombináció után harmadik homológ-propánt képez.
A propán szerkezeti képletének elemzésével ez egyszerűigazolják, hogy molekulájának összetétele kétféle szénatomot tartalmaz - primer és szekunder. Mindegyik primer szénatom egy szénatomhoz kötődik egy vegyértékkel, a szekunder szénatomhoz pedig két, két szénatomot tartalmazó vegyértékhez. Ha a hidrogénatomot eltávolítják a primer propán szénatomjától, akkor a primer propil képződik, a szekunder propil pedig a szekunderből. A metilnek az elsődleges vagy szekunder propilhoz történő kapcsolódása a negyedik homológ szerkezeti változatainak kialakulását okozza. Két vegyület képződik: normál bután egyenes szénlánccal és izobután egy elágazó szénlánccal.
Telített szénhidrogének: szerkezete
Az alkánok tipikus képviselője a metán.A molekuláris képlet CH4. Az alkán molekulákat egy szigmakötés jellemzi. Egy metánmolekulában egy szénatom négy kovalens kötést képez az egy s- és három p-pálya következtében, és mindegyik hidrogénatomot az s-pályák miatt.
Telített szénhidrogének: nómenklatúra és izomerizmus
A szerkezeti homológ képletek származtatásakormetán sorozat, kezdve a C4H10 butánnal, találkozunk az izomerizmus jelenségével. Például a C4H10 molekuláris képlet két különálló vegyületnek felel meg, a C5H12 háromnak felel meg. Ezt követően az izomerek száma növekszik az alkán molekulában lévő szénatomok számával. Például a С6Н14 molekuláris formula öt szerkezeti képletnek felel meg, és ennek megfelelően az egyes anyagoknak: С7Н16 - 9, С8Н18 - 18, C10H22 - 76, С12Н26 - 355. Az alkánok első négy képviselője gáz, az ötödiktől tizenkettedikig folyadékok, a tizenhatodiktól kezdve szilárd anyagok. .
A telített szénhidrogének kémiai tulajdonságai
Az összes telített szénhidrogén semleges anyag.Ennek oka az a tény, hogy az alkán molekulákban a szén- és a hidrogénatomok szigmakötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, ezért ezek a vegyületek nem képesek hidrogénatomokat kötni. Az alkánok gyökös halogénezés, nitrálás és hasítás reakcióba lépnek. A halogénezés során a halogénatomok könnyen helyettesítik az alkán-molekula hidrogénatomjait. A nitrálás során a nitrocsoport könnyen helyettesíti a hidrogént a harmadlagos, nehezebb szekunder és primer szénatomokban.
Telített és telítetlen szénhidrogéneknyersanyagok különféle szerves anyagokhoz. A hidrogénatomok telített szénhidrogénekről történő elválasztásával telítetlen (alkének, alkinek) nyerhetők.
