Hur man gör isomerer och homologer? Hur man gör isomerer av alkaner?

Innan vi analyserar hur man gör isomerer av de ultimata kolvätena kommer vi att avslöja funktionerna i denna klass av organiska ämnen.

Mättade kolväten

I organisk kemi särskiljs många klasserCxHy. Var och en har sin egen allmänna formel, homologa serier, kvalitativa reaktioner, tillämpning. Mättade kolväten i alkanklassen kännetecknas av enkelbindningar (sigma). Den allmänna formeln för denna klass av organiska ämnen är CnH2n + 2. Detta förklarar de viktigaste kemiska egenskaperna: substitution, förbränning, oxidation. Parafiner kännetecknas inte av tillsats, eftersom bindningarna i molekylerna av dessa kolväten är enda.

isomeri

Sådant fenomen som isomeri förklararen mängd olika organiska ämnen. Enligt isomeri är vanligtvis förstås fenomen där det finns flera organiska föreningar med samma antal medlemmar (antalet atomer i molekylen), men ett annat arrangemang av dem i molekylen. De resulterande substanserna kallas isomerer. De kan vara representanter för flera klasser av kolväten och varierar därför i kemiska egenskaper. Diverse sammansatta molekyl alkaner atomer ger upphov till en strukturell isomerism. Hur man gör isomerer av alkaner? Det finns en särskild algoritm, enligt vilken kan representeras av strukturella isomerer av denna klass av organiska ämnen. Det finns en sådan möjlighet med endast fyra kolatomer, dvs en molekyl av butan C4H10.

Varianter av isomerism

För att förstå hur man skriver formlerisomerer är det viktigt att ha en uppfattning om dess typer. Om det finns identiska atomer i molekylen i lika stora mängder, som ligger i rymden i olika ordning, talar vi om rumslig isomerism. Annars kallas det stereoisomerism. I en sådan situation är användningen av strukturella formler ensamma otillräckliga, det kommer att vara nödvändigt att använda speciella projektioner eller rumsformler. De begränsande kolväten, som börjar med H3C-CH3 (etan), har olika rumsliga konfigurationer. Detta beror på rotationen inuti molekylen genom C-C-bindningen. Det är en enkel σ-bindning som skapar en konformationell (rotations) isomerism.

Strukturell isomer av paraffiner

Låt oss prata om hur man gör isomerer av alkaner. Klassen har en strukturell isomerism, det vill säga, kolatom bildar olika kedjor. Annars kallas möjligheten att ändra positionen i kedjan av kolatomer isomerismen hos kolskelettet.

Isomerer av heptan

Så, hur man lämnar isomerer för ett ämne,vilken har sammansättningen av C7H16? Till att börja med kan du ordna alla kolatomer i en lång kedja, tillsätt ett visst antal C-atomer till var och en. Hur många? Med tanke på att kolens valens är fyra, kommer de yttersta atomerna att ha tre väteatomer, och de inre atomerna har två väteatomer. Den resulterande molekylen har en linjär struktur, ett sådant kolväte kallas n-heptan. Brevet "n" betyder ett rakt kolskelett i detta kolväte.

Nu ändrar vi arrangemanget av kolatomer,"Förkortning" den raka kolkedjan i C7H16. Det är möjligt att komponera isomerer i expanderad eller förkortad strukturform. Tänk på det andra alternativet. Först ordnar vi en C-atom i form av en metylradikal i olika positioner.

Denna isomer av heptan har följande kemiska namn: 2-metylhexan. Nu flyttar vi "radikalen till nästa kolatom". Det resulterande begränsande kolväteet kallas: 3-metylhexan.

Om vi ​​flyttar radikalen vidare,numreringen börjar på höger sida (kolväteradikal är närmare början), det vill säga vi får en isomer som vi redan har. Därför ska vi försöka göra skelettet till och med "kortare" när vi tänker på hur man gör isomerformler för den ursprungliga substansen.

Återstående två kol kan representeras som två fria radikaler - metyl.

Vi ordnar dem först för olika kolatomer som kommer in i huvudkedjan. Vi kallar den erhållna isomeren -2,3 dimetylpentanen.

Nu lämnar vi en radikal på samma plats, och den andra överför vi till nästa kolatom i huvudkedjan. Detta ämne kallas 2,4-dimetylpentan.

Ordna nu kolväteradikalerna från en kolatom. För det andra får vi 2,2 dimetylpentan. Sedan den tredje erhålles 3,3 dimetylpentan.

Nu lämnar vi i huvudkedjan fyra atomerkol, används de återstående tre som metylradikaler. Vi ordnar dem enligt följande: två för den andra atomen C, en för det tredje kolet. Vi kallar den erhållna isomeren: 2,2, 3 trimetylbutan.

Med hjälp av exemplet av heptan analyserade vi hur korrekt isomerer skulle vara för de ultimata kolvätena. Bilden visar exempel på strukturella isomerer för buten6 av dess klorderivat.

alkener

Denna klass av organiska ämnen har en gemensamformel CnH2n. Förutom de mättade C-C-bindningar i denna klass, finns det också en dubbelbindning. Det bestämmer de viktigaste egenskaperna hos denna serie. Låt oss prata om hur man lämnar isomerer av alkener. Låt oss försöka identifiera deras skillnader från de ultimata kolvätena. Utöver den isomeri av huvudkedjan (strukturformel) för representanter för denna klass av organiska kolväten kännetecknas också av tre arter av isomerer, geometriska (cis- och trans-former), multipel positionen bindning och interclass isomeren (cykloalkaner).

Isomerer av C6H12

Låt oss försöka ta reda på hur man bildar isomererna c6h12, med tanke på att ämnet med denna formel kan höra direkt till två klasser av organiska ämnen: alkener, cykloalkaner.

Först ska vi tänka på hur man gör isomereralkener om det finns en dubbelbindning i molekylen. Vi lägger en rak kolkedja, sätt ett multipelbindning efter den första kolatomen. Låt oss inte bara försöka komponera isomererna av c6n12, utan också att namnge ämnena. Detta ämne - hexen - 1. Figuren indikerar positionen i dubbelbindningsmolekylen. När den rör sig längs en kolkedja får vi hexen-2, liksom hexen-3

Nu diskuterar vi hur man gör isomerer för en given formel och ändrar antalet atomer i huvudkretsen.

Till att börja med förkortar vi kolskelettet med enkolatom, kommer det att betraktas som en metylradikal. Dubbelbindning efter den första ledighet av atomen S. Den erhållna isomeren av systematisk nomenklatur kommer att ha följande namn: 2 metylpenten - 1. Flytta nu hydrokarbylgruppen på huvudkedjan, vilket lämnar oförändrade läget för dubbelbindningen. Denna omättade kolvätet är en grenad struktur som kallas 3 metylpenten-1.

En ytterligare isomer är möjlig utan att ändra huvudkedjan och dubbelbindningspositionen: 4 metylpenten-1.

För sammansättningen av C6H12 kan du försöka flyttaen dubbelbindning från den första till den andra positionen utan att omvandla huvudkedjan själv. Radikalen kommer sedan att röra sig längs kolskelettet, från och med den andra atomen C. Denna isomer kallas 2 metylpenten-2. Dessutom är det möjligt att placera den radikala CH3 av den tredje kolatomen, samtidigt som man erhåller 3 metylpenten-2

Om en radikal placeras på atomens fjärde kol i den givna kedjan bildas en annan ny substans, ett omättat kolväte med ett skarpt kolskelett - 4 metylpenten-2.

Med ytterligare reduktion av talet C i huvudkedjan kan man erhålla en annan isomer.

Dubbelbindningen kommer att lämna efter den första kolatomen, och två radikal leverera till den tredje C-atomen i huvudkedjan, dimetiluten erhålla 3,3-1.

Nu sätter vi radikalerna nära angränsande kolatomer, utan att ändra positionen för dubbelbindningen får vi 2,3 dimetylbuten-1. Låt oss försöka, utan att ändra storleken på huvudkedjan, för att flytta dubbellänken till den andra positionen. I detta fall kan vi endast placera radikaler i 2 och 3 C atomer, för att erhålla 2,3 dimetylbuten-2.

Det finns inga andra strukturella isomerer för denna alken, alla försök att komma med dem kommer att leda till en överträdelse av teorin om strukturen av organiska ämnen i AM Butlerov.

De rumsliga isomererna av C6H12

Nu kommer vi att ta reda på hur man sammanställer isomerer och homologer ur spatialisomerismens synvinkel. Det är viktigt att förstå att cis- och transformerna av alkener endast är möjliga för positionen för dubbelbindningen 2 och 3.

När kolväteradikalerna är i samma plan bildas en cis-mätning av hexen-2 och med arrangemanget av radikaler i olika plan är transformen av hexen 2.

Interclassisomerer av C6H12

Reasoning över hur man gör isomerer ochhomologer, bör vi inte glömma ett sådant alternativ som inter-klassisomerism. För omättade kolväten av serien etylen med den allmänna formeln CnH2n är sådana isomerer cykloalkaner. En egenskap hos denna kolväteklass är närvaron av en cyklisk (sluten) struktur med mättade enkelbindningar mellan kolatomer. Det är möjligt att formulera formlerna av cyklohexan, metylcyklopentan, dimetylcyklobutan, trimetylcyklopropan.

slutsats

Organisk kemi är mångfacetterad, mystisk. Mängden organiska ämnen överskrider hundratals antalet oorganiska föreningar. Detta faktum förklaras lätt av förekomsten av ett sådant unikt fenomen som isomerism. Om i en enda homolog serie finns liknande ämnen och strukturer, då när kolatomernas position i kedjan förändras uppträder nya föreningar som kallas isomerer. Endast efter teorin om den kemiska strukturen av organiska ämnen var det möjligt att klassificera alla kolväten, för att förstå varje klasss specificitet. En av propositionerna i denna teori berör direkt fenomenet isomeri. Den stora ryska kemisten kunde förstå, förklara, bevisa att substansens kemiska egenskaper, dess reaktiva aktivitet, praktiska tillämpningen beror på kolatomernas placering. Om vi ​​jämför antalet isomerer bildade genom att begränsa alkaner och omättade alkener, leder alkener naturligtvis. Detta förklaras av det faktum att i deras molekyler finns en dubbelbindning. Det är detta ämne som gör att denna klass av organiska ämnen inte bara kan bilda alken av olika typer och strukturer utan också att tala om metabolisk isomeri med cykloalkaner.