kolväten
Vad är kolväten:
Kolväten, även kallade vätekarbider, är organiska föreningar vars sammansättning endast har kolatomer (C) och väte (H), och har sålunda den allmänna formeln C x H y .
Ett kolväte består av en kolstruktur, till vilken väteatomerna är kovalent bundna .
Det är den viktigaste föreningen inom organisk kemi.
Alla typer av kolväten oxiderar lätt, vilket ger upphov till värme. För det mesta är de inte vattenlösliga.
Naturliga kolväten är kemiska föreningar som bildas inuti jorden (mer än 150 km djup) under högt tryck och når områden med lägre tryck genom geologiska processer.
Var finns kolvätena?
Den viktigaste källan till kolväten är petroleum. På grund av detta är kolväten närvarande i olika derivat såsom fotogen, paraffin, naturgas, bensin, petroleumgel, dieselolja, LPG (flytande petroleumgas), polymerer (såsom plast och gummi) bland annat.
Denna organiska förening utgör 48% av Brasiliens energimatris.
Kolkedjan som utgör en del av kolvätekompositionen är tetravalent, dvs det kan göra fyra bindningar.
Kol har förmåga att ansluta till andra kolatomer och med väte genom enkel-, dubbel- eller trippelbindningar .
Klassificering av kolväten
Klassificeringen av kolväten baseras på tre specificiteter: Formen av den huvudsakliga kolkedjan, kolkedjans bindningar, närvaron av alkylradikaler i kolkedjan och närvaron av heteroatomer som delar kolkedjan.
Läs mer om väte.
Formen av den huvudsakliga kolkedjan
När det gäller formen av den huvudsakliga kolkedjan är klassificeringen av kolväten indelad i alifatisk och cyklisk .
Kolla in vad varje koldioxidform består av.
Alifatiska kolväten
Alifatiska kolväten bildas av öppna eller acykliska kolkedjor. I dessa kedjor är kolatomerna terminala.
Exempel :
alkan
Alkankolväten, även kallade paraffin eller paraffin, är oljiga föreningar där det endast finns enkla bindningar mellan kolatomerna.
Den allmänna formeln för en alkan är CnH2n + 2 (n = vilket heltal).
alken
Också kallad olefin, alken eller etenkolväte, alken är en dåligt reaktiv förening där det finns dubbelbindning mellan kolatomerna.
Den allmänna formeln för en alken är CnH2n.
Alcino
Också kallad metylacetylen är alkynet ett kolväte där bindningarna mellan kolatomerna är tredubbla.
Den allmänna formeln för en alkyn är CnH2n-2.
alkadien
Kallas även diener eller diolefiner, alkadienerna är kolväten där bindningarna mellan kolatomerna är dubbla.
Den allmänna formeln för en alkadien är CnH2n-2.
Cykliska kolväten
Cykliska kolväten bildas av slutna eller cykliska kolkedjor. Dessa kedjor har inte terminalkolväten.
Exempel :
Ciclano
Också kallad cykloalkan, cykloparaffin eller naftenisk kolväte är cyklanet ett mättat kolväte, bestående av enkla bindningar.
Den har sluten koldioxidkedja och dess allmänna formel är CnH2n.
cyclen
Också kallade cykloalkener, cyklener är omättade kolväten, som består av dubbelbindningar.
En cykler har sluten koldioxidkedja och dess allmänna formel är CnH2n-2.
Ciclino
Också kallad cykloalkyl eller cykloalkyl är cyklinen ett cykliskt och omättat kolväte.
Den bildas av en sluten kolkedja med trippelbindningar och dess allmänna formel är CnH2n-4.
aromatisk
eller
Också kallade arener, aromatiska kolväten är omättade föreningar som bildas av dubbelbindningar.
En aromatisk har en sluten eller cyklisk kolkedja och dess allmänna formel är C6H6.
Typ av koppling av kolkedjor
Beroende på typen av koldioxidbindning kan kolväten klassificeras som mättade eller omättade .
Se nedan för vad varje klassificering består av.
Mättade kolväten
De mättade kolvätena bildas genom enkla bindningar .
Exempel : alkaner, cyklaner.
Omättade kolväten
Omättade kolväten bildas av dubbel- eller trippelbindningar .
Exempel : alkener, alkyner, alkadiener.
Närvaro av alkylradikaler
Med avseende på närvaron av alkylradikaler kan kolvätena ha antingen en normal eller grenad kolkedja.
Normal kolkedja
Ett normalt kolväte har inga alkylradikaler.
Exempel : pentan
Förgrenad kolkedja
När ett kolväte har en grenad kolkedja betyder det att den huvudsakliga kolkedjan av den har alkylradikaler.
Exempel : metylpropan
Närvaro av heteroatomer som delar kolkedjan
Kolsekvenskedjan kan eller inte delas i beroende av närvaron av heteroatomer.
Homogen kolkedja
När ett kolväte har en homogen huvudkolkedja betyder det att denna kedja inte är uppdelad av heteroatomer.
Heterogen kolsyra
Om ett kolväte har en heterogen huvudkolkedja, har denna kedja sin kolkedje dividerad med en heteroatom.
Nomenklaturen för kolväten
Kolvätenomenklaturen definieras av kombinationen av tre delar:
Prefixet identifierar antalet kolatomer, mellanprodukten identifierar bindningstypen och suffixet indikerar den funktion som föreningen tillhör (i detta fall kolväteklassen).
Titta nedanför listan över prefix och intermediärer som kombineras för att beteckna kolväten.
Förteckning över prefix
Antal kol | prefix |
---|---|
1 | Met- |
2 | et- |
3 | prop- |
4 | men- |
5 | pent |
6 | hex- |
7 | hept |
8 | oktober |
9 | icke- |
10 | december |
Förteckning över mellanhänder
Anslutningstyp | intermediär |
---|---|
Bara enkla länkar | -an- |
duo | -en |
trippel | -in- |
Två dubbelrum | -dien- |
Titta på några exempel på bildning av kolväten.
Exempel :
CH3-CH2-CH2-CH3
I ovanstående strukturform kan vi observera en förening med 4 kol som endast har enstaka bindningar (indikerad med symbolen "-").
- Prefix för 4 kolatomer = but-
- Mellanliggande för enkelbindningar = -an-
- Suffix av ett kolväte = -o
Observera att fackförbundet + prefix + mellan + suffix ger upphov till namnet BUTHANE .
CH2 = CH2
Ovanstående strukturform har 2 kol och 1 dubbelbindning (indikerad med symbolen "=").
- Prefix för 2 kolatomer = et-
- Mellanliggande för dubbelbindningar = -en-
- Suffix av ett kolväte = -o
Observera att fackföreningen av prefixet + mellan + suffixet heter ETENO .
CH2 = CH-CH2-CH3
CH3-CH = CH2-CH3
Observera att båda ovanstående strukturformer har 4 kol och 1 dubbelbindning (indikerad med symbolen "=").
På så sätt har vi:
- Prefix för 4 kolatomer = but-
- Mellanliggande för dubbelbindningar = -en-
- Suffix av ett kolväte = -o
Observera att fackförbundet + prefix + mellan + suffix skulle ge upphov till namnet BUTENE för de två strukturformerna.
Observera dock att de strukturella formerna inte är identiska, så att nomenklaturerna inte heller kan vara.
Skillnaden mellan de två strukturformerna ligger i dubbelbandets plats.
I detta fall måste vi numrera kolatomerna i kedjan från närmaste slutet av paret. Därför bör vi numrera från vänster till höger i de aktuella fallen.
I CH2 = CH-CH2-CH3 :
- CH 2 kommer att vara 1
- CH kommer att vara 2
- CH 2 kommer att vara 3
- CH 3 kommer att vara 4
Observera att dubbelbindningen är mellan kol 1 och kol 2 .
Vi måste använda det mindre talet (1) för att hitta dubbelbindningen: BUTENO -1
I CH3-CH = CH2-CH3 :
- CH 3 kommer att vara 1
- CH kommer att vara 2
- CH 2 kommer att vara 3
- CH 3 kommer att vara 4
Observera att dubbelbindningen ligger mellan kol 2 och kol 3 .
Vi måste använda det mindre numret (2) för att hitta dubbelbindningen: BUTENO -2
Enligt International Union of Clean and Applied Chemistry ( IUPAC ) bör indikationen av platsen göras något före den som ligger (i fråga om strukturformlerna ovan är dubbelbindningen, som representeras av mellanprodukten "-en").
Med detta har vi en andra form, som förresten är den mest korrekta, att skriva nomenklaturen för de tillgängliga strukturformerna.
CH2 = CH- CH2-CH3: BUTENE-1 eller BUT-1-ENO (mest korrekt form)
CH3-CH = CH2-CH3: BUTENE-2 eller BUT-2-ENO (mest korrekt form)
Läs mer om IUPAC och nomenklaturen.