Homologieserien

I kemi finns det grupper av organiska ämnen,kännetecknad av liknande egenskaper och förenade med en generell formel som beskriver mönstret av strukturskillnaden för varje efterföljande medlem i gruppen från den föregående. Till exempel en homolog serie av alkaner, alkener, alkyner eller andra grupper. Denna nomenklatur är av stor betydelse för forskning, prognoser eller praktisk tillämpning. För organiska ämnen kombinerat i en grupp, är det regelbundna förändringar i kemiska och fysikaliska egenskaper, och alla är korrelerade med förändringen i molekylvikt.

Inte mindre viktigt är reglerna som beskriver huregenskaper hos ämnen i övergången från en grupp till en annan. För att förstå vad en homologisk serie är, bör man överväga specifika exempel. För någon grupp av föreningar ökar den karakteristiska temperaturen för smältning (kristallisation), kokning (kondensation) och densitet med ökande molekylvikt och antalet kolatomer i molekylen.

Begränsning av kolväten kallas mättad ellerparaffin; de är acykliska (inga cykler) föreningar med en normal eller grenad struktur, varvid atomerna i molekylerna är förbundna med enskilda bindningar. Den allmänna formeln har formen CnH2n + 2 och beskriver den homologa serien av alkaner. Molekylen för varje nästa term ökar i jämförelse med den tidigare med en atom C och två atomer H. De mättade kolvätena innefattar:

• metan;
• etan;
• propan och så vidare.

Mättade kolväten inkluderar ocksåcykloparaffiner. Detta är en stor grupp av organiska föreningar, vars molekyler är stängda av ringar. Den homologa serien av dem har formeln CnH2n, börjar med en kemisk substans med tre kolatomer. Exempel på cykloparaffiner:

• cyklopropan;
• cyklobutan;
• cyklopentan och så vidare

Omättade eller omättade kolväten ocksåär acykliska. Dessa inkluderar ämnen av normal och isostroeniya. Den homologa serien alkener har den allmänna formeln CnH2n. Dessa föreningar kännetecknas av närvaron av en dubbelbindning mellan två kolatomer. Om den tidigare serien börjar med ett kolväte med en kolatom (metan) börjar detta med ett ämne där molekylen innehåller två kolatomer. Exempel på alkener:

• eten;
• propyl;
• buten och så vidare.

Kolväten, i molekylen av vilka två atomerkol är kopplade med en trippelbindning, är ännu mer omättade, annars kallas de acetylen. De förenas av en homolog serie av alkyner. Den beskrivs genom formeln CnH2n-2 och utgående från acetylen i formeln för som är två atomer C. Exempel på alkyner:

• etyn;
• propyn;
• butyn-1 och så vidare.

Omättade acykliska kolväten, inmolekylen av vilken det finns två dubbelbindningar, kallas dienic. De har den allmänna formeln CnH2n-2. Deras homologa serie börjar med ett kolväte med tre kolatomer i molekylen. Dubbelbindningar kan vara konjugerade (separerade genom ett bindning), kumulerade (belägna nära närliggande atomer) eller isolerade (separerade av flera enskilda bindningar). Exempel på diener:

• 1,2-propadien;
• 1,3-butadien;
• isopren och så vidare

En speciell grupp består av kemikalieren cyklisk struktur i vars molekyl det finns en bensenring. Den homologa serien av de enklaste aromatiska kolvätena börjar med en förening med sex kolatomer - bensen. Homologer i denna serie bildas genom att ersätta en eller flera väteatomer bundna till bensenringen med radikaler. Således erhålles ett antal ämnen: bensen, toluen, xylen. Om det finns två eller flera substituenter i molekylen indikeras närvaron av isomerer för dessa substanser. Annan homolog serie aromatiska föreningar bildas av naftalen, antracen och andra substanser.

Om det finns en funktionell grupp i kolvätemolekylen bildar sådana kemiska föreningar också en homolog serie.

• Ett antal alkoholer utmärks av närvaron av en molekylhydroxylgrupp (-OH). För envärdiga alkoholer ersätts en väteatom i det acykliska kolväteet med en hydroxylgrupp; deras formel: CnH2n + 1OH. Det finns också en serie flervärda alkoholer.
• Ett antal fenoler kännetecknas av närvaron av en hydroxylgrupp (-OH) i molekylen, men den ersätter väte i bensenringen.
• Ett antal aldehyder utses av närvaron i molekylen av en kemisk förening av karbonylgruppen (> C = 0); Den allmänna formeln för aldehyder är: R-CH = O.
• Ett antal ketoner skiljer också närvaron av en karbonylgrupp (> C = O), men om den är kopplad till en radikal i aldehyder finns det två ketoner av kolväteradikaler. Ketonformeln: R1-CO-R2.
• Ett antal karboxylsyror skiljer sig från andra karboxylkarboxylgrupper, som kombinerar karbonyl- och hydroxylgrupper. Formeln är RCOOH.

För varje serie är det homologiserienaldehyder, karboxylsyra (organiska) syror, alkoholer eller andra ämnen, deras egenskaper kommer i stor utsträckning att bestämmas av typen av funktionell grupp och kommer naturligtvis att variera tillsammans med ökningen i substansens molekylmassa. En sådan klassificering av en stor klass av kemiska föreningar hjälper till att förstå naturen och studera deras egenskaper.