אלקאנים המסועפים רווי פחמימנים שמבנים אינם כוללים שרשרת ליניארית. אלקנים בעלי שרשרת ישרים נבדלים מהאיזומרים המסועפים שלהם על ידי הוספת אות n לפני השם. לפיכך, n-hexane פירושו שהמבנה מורכב משש אטומי פחמן מיושרים בשרשרת.
ניתן להשוות בין ענפי חופת עץ חשוף (תמונה נמוכה) לאלו של אלקנים מסועפים; עם זאת, עובי השרשראות שלה, בין אם הם עיקריים, משניים או שלישוניים, בעלי אותם מידות. למה? כי בכל הקשרים הפשוטים C - C קיימים.
מקור: Pixabay
עצים ככל שהם גדלים נוטים להסתעף; כך גם אלקנים. שמירה על שרשרת קבועה עם יחידות מתילן מסוימות (–CH 2 -) כרוכה בסדרה של תנאים אנרגטיים. ככל שיש לאלנים יותר אנרגיה, כך הנטייה להתפזר מתגברת.
שני האיזומרים הקווים והענפים כאחד חולקים את אותם תכונות כימיות, אך עם הבדלים קלים בנקודות הרתיחה שלהם, נקודות ההיתוך ותכונות פיזיות אחרות. דוגמה לאלגן מסועף הוא 2-מתילפרופאן, הפשוט ביותר מכולם.
מבנים כימיים
אלקנים מסועפים וליניים יש אותה נוסחה כימית כללית: C n H 2n + 2 . כלומר, לשניהם, עבור מספר מסוים של אטומי פחמן, יש את אותו מספר של הידרוגנים. לפיכך, שני סוגי התרכובות הם איזומרים: יש להם אותה פורמולה אך מבנים כימיים שונים.
מה נצפה תחילה בשרשרת ליניארית? מספר סופי של קבוצות מתילן, –CH 2 - . לפיכך, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 הוא אלקן בעל שרשרת ישר הנקרא n-heptane.
שימו לב לחמש קבוצות המתילן הרצופות. כמו כן, יש לציין כי קבוצות אלו מהוות את כל השרשראות, ולכן הן בעובי זהה אך באורכן משתנה. מה עוד ניתן לומר עליהם? שהן פחמן שני, כלומר פחמן המקושר לשני אחרים.
עבור n- הפטאן האמור להסתעף, יש צורך לסדר מחדש את הפחמימות וההידרוגנים שלו. אֵיך? המנגנונים יכולים להיות מורכבים מאוד וכרוכים בנדידת אטומים ויצירת מינים חיוביים המכונים פחמימות (–C + ).
עם זאת, על הנייר מספיק לסדר את המבנה בצורה כזו שיש פחמן 3 ו -4; במילים אחרות, פחמן נקשרו לשלושה או ארבעה אחרים. הזמנה חדשה זו יציבה יותר מאשר אשכולות ארוכים של קבוצות CH 2 . למה? מכיוון שהפחמימות השלישית והרביעית יציבות יותר אנרגטית.
תכונות כימיות ופיזיקליות
האלקנים המסועפים והליניאריים, בעלי אותם אטומים, שומרים על אותם תכונות כימיות. הקשרים שלהם נשארים פשוטים, C - H ו- C - C, ועם מעט הבדל ביחס ל אלקטרונגיות, כך שהמולקולות שלהם אינן קוטביות. ההבדל, שהוזכר לעיל, טמון בפחמימות השלישית והרביעית (CHR 3 ו- CR 4 ).
עם זאת, ככל שהשרשרת מסתעפת באיזומרים, היא משנה את האופן שבו המולקולות מתקשרות זו עם זו.
לדוגמה, הדרך לחיבור לשני ענפים ליניאריים של עץ אינה זהה להצבת שני ענפים גדולים זה על זה. במצב הראשון יש המגע רב עם המשטח, ואילו בשני "הפערים" בין הענפים הם השלטים. חלק מהענפים מתקשרים יותר זה עם זה מאשר עם הענף הראשי.
כל זה מביא לערכים דומים, אך לא זהים ברבים מהתכונות הפיזיות.
נקודות רתיחה והתכה
השלבים הנוזלים והמוצקים של אלקנים נתונים לכוחות intermolecular בתנאים ספציפיים של לחץ וטמפרטורה. מכיוון שהמולקולות של האלקנים המסועפים והליניים אינם מתקיימים אינטראקציה באותה צורה, גם הנוזלים או המוצקים שלהם לא יהיו זהים.
נקודות התכה והרתחה גדלות עם מספר הפחמימות. עבור אלקנים לינאריים, אלה הם פרופורציונליים ל- n. אך לגבי אלקנים מסועפים, המצב תלוי עד כמה השרשרת הראשית מסועפת ומה קבוצות התחליפים או האלקיל (R).
אם השרשראות הקוויות נחשבות לשורות זיגזגים, אז הן יתאימו זו לזו באופן מושלם; אך עם השלוחות המסועפות, השרשראות העיקריות כמעט ולא עוברות אינטראקציה מכיוון שהתחליפים מרחיקים אותן זו מזו.
כתוצאה מכך, לאלנים מסועפים יש ממשק מולקולרי קטן יותר, ולכן נקודות ההיתוך והרתיחה שלהם נוטות להיות מעט נמוכות יותר. ככל שהמבנה מסועף יותר, הערכים הללו יהיו קטנים יותר.
לדוגמה, n-פנטן (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) יש PEB של 36.1 מעלות צלזיוס, בעוד 2-מתיל-בוטאן (CH 3 CH 2 (CH 3 ) CH 2 CH 3 ) ו 2,2-דימתיל-פרופאן (C (CH 3 ) 4 ) של 27.8 ו 9.5 ° C.
צְפִיפוּת
באמצעות אותה הנמקה, אלקנים מסועפים הם מעט פחות צפופים, בשל העובדה שהם תופסים נפח רב יותר, בגלל הירידה במגע השטח בין השרשראות הראשיות. כמו אלקנים ליניאריים, הם אינם ניתנים לחלוקה עם מים וצפים מעליהם; כלומר הם פחות צפופים.
שמות ודוגמאות
מקור: גבריאל בוליבר
בתמונה למעלה מוצגות חמש דוגמאות לאלנים מסועפים. שימו לב כי הענפים מאופיינים בכך שיש פחמן 3 או 4. אבל מהי הרשת העיקרית? זה עם המספר הגבוה ביותר של אטומי פחמן.
-ב A זה אדיש, מכיוון שלא משנה באיזו שרשרת תבחר, לשניהם יש 3 C. לכן, שמה הוא 2-מתיל-פרופאן. זהו איזומר של בוטאן, C 4 H 10 .
-אלקנה ב 'ממבט ראשון שני תחליפים ושרשרת ארוכה. הקבוצות –CH 3 ממוספרות כך שיש להן את המספר הנמוך ביותר; לפיכך, הפחמימות מתחילות לספור מהצד השמאלי. לפיכך, B נקרא 2,3-דימתיל-הקסאן.
-לגודל C זהה לזה של ב '. השרשרת הראשית כוללת 8 C, ושני התחליפים, CH 3 ו- CH 2 CH 3 ממוקמים יותר לצד השמאלי. לפיכך שמו: 4-אתיל-3-מתילוקטן. שימו לב כי התחליף-אתיל מוזכר לפני -מתיל לפי סדר האלף-בית.
במקרה של ד, לא משנה היכן נספרות הפחמימות של השרשרת הראשית. שמו הוא: 3-אתיל-פרופאן.
ולבסוף עבור E, אלגן מסועף מעט מורכב יותר, לרשת הראשית יש 10 צלזיוס והיא מתחילה לספור מכל אחת מקבוצות ה- CH 3 בצד שמאל. עושה את זה כך שמו: 5-אתיל-2,2-דימתיל-דקן.
הפניות
- קארי, FA (2006). מהדורה שישית של כימיה אורגנית. הוצאת Mc Graw Hill, עמודים 74-81.
- ג'ון ט. מור, כריס הרן, פיטר ג'י מיקולצקי. איך קוראים לאלקנים מסועפים בכימיה. התאושש מ: dummies.com
- ד"ר איאן האנט. (2014). אלקנים מסועפים פשוטים. לקוח מ: chem.ucalgary.ca
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (8 בינואר 2018). הגדרת אלקנה מסועפת. התאושש מ: thoughtco.com
- כימיה LibreTexts. אלקנות מסועפת. נלקח מ: chem.libretexts.org
- אלקנים: מבנה ותכונות. נלקח מ: uam.es
- שם: אלקנים. . נלקח מ: quimica.udea.edu.co