Struttura lineare alcanos, proprietà, nomenclatura, esempi

IL Alcani lineari Sono idrocarburi saturi la cui formula chimica generale è N-C_NH_2n+2. Essendo idrocarburi saturi, tutti i suoi legami sono semplici (C-H) e sono composti solo da atomi di carbonio e idrogeno. Ricevono anche il nome di paraffine, differenziandoli dai toumi ramificati a cui sono chiamati isoparafinas.

Questi idrocarburi mancano di ramificazioni e anelli. Più che linee, questa famiglia di composti organici assomiglia a catene più (alcane a catena dritta); o da un angolo culinario, a Spaghettis (crudo e cotto).

Se gli spaghetti grezzi fossero meno fragili, avrebbero una somiglianza ancora più stretta con gli alcani lineari. Fonte: Pixabay.

Gli spaghetti grezzi arrivano a rappresentare lo stato ideale e isolato degli alcani lineari, sebbene con una pronunciata tendenza a rompersi; Mentre i cotti, indipendentemente dal fatto che si stiano avvicinando al loro stato naturale e sinergico: alcuni interagiscono con gli altri nel complesso (il piatto di pasta, per esempio).

Questi tipi di idrocarburi si trovano naturalmente nei depositi di gas naturale e petrolio. I più leggeri hanno caratteristiche lubrificanti, mentre quelle pesanti si comportano come un asfalto indesiderato; solubile, tuttavia, nei paraffini. Servono molto bene come solventi, lubrificanti, carburanti e asfalto.

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Struttura degli alcani lineari

Gruppi

È stato detto che la formula generale di questi alcani è C_NH_2n+2. Questa formula è la stessa in effetti per tutti gli alcani, lineari o ramificati. La differenza quindi in N- che precede la formula Alcano, la cui denotazione significa "normale".

Sarà visto più tardi di questo N- Non è necessario per gli alcani con un numero di carbonio pari o inferiore a quattro (n ≤ 4).

Una linea o una catena non può consistere in un singolo atomo di carbonio, quindi il metano è escluso per spiegazione (CH₄, n = 1). Se n = 2, abbiamo l'etano, Cho₃-Cap₃. Si noti che questo alcano è composto da due gruppi metilici, Cho₃, collegato tra loro.

Aumentando il numero di carboni, n = 3, si ottiene il propano alcano, Cho₃-Cap₂-Cap₃. Ora appare un nuovo gruppo, Cho₂, chiamato metilene. Non importa quanto sia grande l'alkane lineare, non avrai sempre più di due gruppi: Cho₃ e ch₂.

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Lunghezze delle loro catene

Quando il numero di carboni dell'alcano lineare aumenta, esiste una costante in tutte le strutture risultanti: il numero di gruppi di metilene è aumentato. Ad esempio, supponiamo che gli alcani lineari con n = 4, 5 e 6:

Cap₃-Cap₂-Cap₂-Cap₃ (N-butano)

Cap₃-Cap₂-Cap₂-Cap₂-Cap₃ (N-Pentano)

Cap₃-Cap₂-Cap₂-Cap₂-Cap₂-Cap₃ (N-esano)

Le catene diventano più lunghe perché si aggiungono ai loro gruppi di strutture Choles₂. Pertanto, un alcano vasto o corto lineare differisce da quanti Cho₂ separa i due gruppi terminali CH₃. Tutti questi alcani non hanno niente più due questi₃: All'inizio della catena e alla fine dello stesso. Se avessi più, implicherebbe la presenza di ramificazioni.

Allo stesso modo, la totale assenza di gruppi CH può essere vista, presente solo nelle ramificazioni o quando ci sono gruppi sostituenti legati a uno dei carboni della catena.

La formula strutturale può essere riassunta come segue: CH₃(Ch₂)_N-2Cap₃. Prova ad applicarlo e illustrarlo.

Conformazioni

Conformazioni strutturali di alcani lineari. Fonte: Gabriel Bolívar.

Alcuni alcani lineari possono essere più lunghi o più corti di altri. Pertanto, n può avere un valore da 2 a ∞; cioè, un gruppo CH a catena composti infiniti₂ e due gruppi CH₃ terminali (in teoria è possibile). Tuttavia, non tutte le catene "ospitano" allo stesso modo nello spazio.

È qui che sorgono le conformazioni strutturali degli alcani. Cosa devono? Alla rotabilità dei collegamenti C-H e alla flessibilità dello stesso. Quando questi collegamenti ruotano o marciscono.

Lineare

Nell'immagine superiore, ad esempio, una catena di tredici carboni che rimane lineare o estesa è mostrata nella parte più alta. Questa conformazione è ideale, poiché si presume che l'ambiente molecolare riduca al minimo la disposizione spaziale degli atomi a catena. Niente la disturba e non ha bisogno di piegarsi.

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Arrotolato o piegato

Nel mezzo dell'immagine, la catena di carbonio di ventisette vive di un disturbo esterno. La struttura, per essere più "comoda", ruota i suoi collegamenti in modo tale da piegare su se stessa; Proprio come un lungo spaghetti.

Studi computazionali hanno dimostrato che il numero massimo di carboni che una catena lineare può avere è n = 17. Da n = 18, è impossibile per lui non iniziare a piegare o arrotolare.

Misto

Se la catena è molto lunga, potrebbero esserci regioni che rimangono lineari mentre altre sono state piegate o iscritte. Di tutti, questa è forse la conformazione più vicina alla realtà.

Proprietà

Fisico

Essendo idrocarburi, sono in essenza apolare e quindi idrofobica. Ciò significa che non possono essere mescolati con acqua. Sono poco densi perché le loro catene lasciano troppi spazi vuoti tra di loro.

Inoltre, i loro stati fisici vanno dalla soda (per n < 5), líquidos (para n < 13) o sólidos (para n ≥ 14), y dependen de la longitud de la cadena.

Interazioni

Le molecole degli alcani lineari sono apolari e quindi le loro forze intermolecolari sono del tipo di dispersione di Londra. Le catene (probabilmente adottano una conformazione mista), sono quindi attratte dall'azione delle loro masse molecolari e dai dipoli indotti istantanei del loro idrogeno e atomi di carbonio.

È per questo motivo che quando la catena diventa più lunga, e quindi, più pesante, i suoi punti di ebollizione e la fusione aumentano allo stesso modo.

Stabilità

Più a lungo la catena, più è instabile. Di solito, soffrono di rotture dei loro legami per causare catene più piccole da un grande. In effetti, questo processo è noto come Craqueo, Altamente usato nel raffinazione del petrolio.

Nomenclatura

Per nominare gli alcani lineari, è sufficiente aggiungere l'indicatore N prima del nome. Se n = 3, come nel caso del propano, è impossibile per questo alcano presentare qualsiasi ramo:

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Cap₃-Cap₂-Cap₃

Cosa che non accade da n = 4, cioè con N-blatano e gli altri alcani:

Cap₃-Cap₂-Cap₂-Cap₃

O

(Ch₃)₂CH-CH₃

La seconda struttura corrisponde all'isobutane, che consiste in un isomero strutturale del butano. Per differenziarsi l'uno dall'altro, l'indicatore n entra in gioco-. Quindi, il N-Butano si riferisce solo all'isomero lineare, senza ramificazioni.

Maggiore è N, maggiore è il numero di isomeri strutturali e la massima importanza dovrà usare n- per fare riferimento all'isomero lineare.

Ad esempio, l'ottano, C₈H₁₈ (C₈H_{8 × 2 + 2}), presenta fino a tredici isomeri strutturali, poiché sono possibili molte ramificazioni. L'isomero lineare, tuttavia, è chiamato: N-ottano, e la sua struttura è:

Cap₃-Cap₂-Cap₂-Cap₂-Cap₂-Cap₂-Cap₂-Cap₃

Esempi

Sono menzionati di seguito e per porre fine ad alcuni alcani lineari:

-Etano (c₂H₆): Ch₃Cap₃

-Propano (c₃H₈): Ch₃Cap₂Cap₃

-N-Eptano (c₇H₁₆): Ch₃(Ch₂)₅Cap₃.

- N-Dean (c₁₀H₂₂): Ch₃(Ch₂)₈Cap₃.

-N-Hexadecano (c₁₆H_{3. 4}): Ch₃(Ch₂)₁₄Cap₃.

-N-NON ADECANO (c₁₉H₄₀): Ch₃(Ch₂)₁₇Cap₃.

-N-Eicosan (c_ventiH₄₂): Ch₃(Ch₂)₁₈Cap₃.

- N-EcTano (c₁₀₀H₂₀₂): Ch₃(Ch₂)₉₈Cap₃.

Riferimenti

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