Alcani ramificati

Gli alcani ramificati sono composti di carbonio e idrogeno uniti da semplici legami carbonio e carbonio-idrogeno. Fonte: Nilo Robles, dominio pubblico, via Wikimedia Commons

Quali sono gli alcelli ramificati?

IL Alcani ramificati Sono idrocarburi saturi le cui strutture non sono costituite da una catena lineare. Sono alcani con gruppi alchilici uniti alla sua catena di carbonio centrale. Contengono solo atomi di carbonio e idrogeno, uniti da semplici legami carbonio di carbonio o carbonio-idrogeno. Le molecole hanno ramificazioni e quindi non sono lineari.

Gli alcani delle catene lineari sono differenziate dai loro isomeri ramificati aggiungendo una lettera N precedente il nome. Pertanto, l'nexano N significa che la struttura è costituita da sei atomi di carbonio allineati in una catena.

I rami di un vetro rigido di un albero potevano essere paragonati a quelli degli alcelli ramificati; Tuttavia, lo spessore delle loro catene, sia principale, secondaria che terziaria, ha tutte le stesse dimensioni. Questo perché in tutti i semplici collegamenti C-C sono presenti.

Man mano che crescono, gli alberi tendono a ramificare; Allo stesso modo gli alcani. Mantenere una catena costante con determinate unità di metilene (-CH₂-) implica una serie di condizioni di energia. Più energia hanno gli alkaos, maggiore è la tendenza a ramificare.

Gli isomeri sia lineari che ramificati condividono le stesse proprietà chimiche, ma con lievi differenze nei loro punti di ebollizione, fusione e altre proprietà fisiche. Un esempio di alcano ramificato è il 2-metil-professionista, il più semplice di tutti.

Strutture chimiche degli alculieri ramificati

Gli alcani ramificati e lineari hanno la stessa formula chimica generale: C_NH_2n+2. Cioè, entrambi, per un certo numero di atomi di carbonio, hanno lo stesso numero di idrogeni. Pertanto, i due tipi di composti sono isomeri: hanno la stessa formula ma diverse strutture chimiche.

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Ciò che viene osservato per la prima volta in una catena lineare? Un numero finito di gruppi di metilene, -CH₂-_. Quindi, Cho₃Cap₂Cap₂Cap₂Cap₂Cap₂Cap₃ È un alcano a catena lineare chiamato n-heptano.

Nota i cinque gruppi consecutivi di metilene. Inoltre, va notato che questi gruppi costituiscono tutte le catene e, quindi, hanno lo stesso spessore ma con lunghezze variabili. Cos'altro si può dire su di loro? Che sono 2 ° carboni, cioè i carboni collegati ad altri due.

In modo che questo n-heptano sia ramificato, è necessario allevare. COME? I meccanismi possono essere molto complessi e implicare la migrazione degli atomi e la formazione di specie positive note come carbocazioni (-C⁺).

Tuttavia, sulla carta è sufficiente ordinare la struttura in modo tale che ci siano 3 ° e 4 ° carboni; In altre parole, i carboni legati a tre o quattro. Questo nuovo ordine è più stabile dei gruppi di gruppi lunghi₂ Perché il terzo e il 4 ° carboni sono energicamente più stabili.

Proprietà chimiche e fisiche degli alcelli ramificati

Gli alcani ramificati e lineari, con gli stessi atomi, mantengono le stesse proprietà chimiche. I loro collegamenti rimangono semplici, C-H e C-C e con poche elettronegatività, quindi le loro molecole sono apolari. La differenza, menzionata sopra, si trova nel 3 ° e 4 ° carbons (CHR₃ e cr₄).

Tuttavia, quando la catena è ramificata negli isomeri, cambia il modo in cui le molecole interagiscono tra loro.

Ad esempio, il modo per ottenere due rami lineari di un albero non è uguale a metterne due altamente ramificate sull'altro. Nella prima situazione, c'è un sacco di contatto superficiale, mentre nella seconda prevedono i "buchi" tra i rami. Alcune ramificazioni interagiscono più con le altre che con il ramo principale.

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Tutto ciò porta a valori simili, ma non uguali in molte proprietà fisiche.

Punti di ebollizione e fusione

Le fasi liquide e solide degli alcani sono soggette alle forze intermolecolari in condizioni specifiche di pressione e temperatura. Poiché le molecole degli alcani ramificati e lineari non interagiscono allo stesso modo, né i loro liquidi o solidi saranno gli stessi.

I punti di fusione e di ebollizione aumentano con il numero di carboni. Per gli alcani lineari, questi sono proporzionali a N. Ma per gli alcani ramificati, la situazione dipende da quanto sia ramificata la catena principale e quali sono i gruppi sostituenti o alquilici (R).

Se le catene lineari sono considerate file di zigzag, allora possono adattarsi perfettamente l'una sull'altra; Ma con i rami, le catene principali non interagiscono quasi perché i sostituenti li tengono lontani l'uno dall'altro.

Di conseguenza, gli alcani ramificati hanno una superficie di contatto molecolare inferiore e, quindi, i loro punti di fusione e ebollizione tendono ad essere un po 'minori. Più la struttura ramificata, i minori saranno ancora questi valori.

Ad esempio, N-Pentano (CH₃Cap₂Cap₂Cap₂Cap₃) ha un 36 peb.1 ° C, mentre il 2-metil-butano (scegli₃Cap₂(Ch₃) Ch₂Cap₃) e il 2.2-dimetil-professionista (C (CH (scegli₃)₄) di 27.8 e 9.5 ° C.

Densità

Usando lo stesso ragionamento, gli alcani ramificati sono leggermente meno densi, perché occupano un volume maggiore, il prodotto della discesa del contatto superficiale tra le catene principali.

Come gli alcani lineari, sono impossibili con acqua e galleggiano su di esso; cioè, sono meno densi.

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Nomenclatura ed esempi

Esempi di alcani ramificati. Fonte: Gabriel Bolívar

Nell'immagine superiore, vengono mostrati cinque esempi di alcini ramificati. Si noti che le ramificazioni sono caratterizzate dall'avere 3 ° o 4 ° carboni. Ma qual è la catena principale? Che con il maggior numero di atomi di carbonio.

• In un esso è indifferente, poiché indipendentemente dalla catena scelta, entrambi hanno 3 c. Quindi, il suo nome è 2-metil-professionista. È isomero butano, c₄H₁₀.
• Alcano B ha due sostituenti a prima vista e una catena lunga. Ai gruppi -CH₃ Sono elencati in modo tale da avere il numero minimo; Pertanto, i carboni iniziano a contare dal lato sinistro. Pertanto, B è chiamato 2,3-dimetil-esano.
• Per C si applica lo stesso di in B. La catena principale ha 8 ° C e i due sostituenti, un Cho₃ e un ch₂Cap₃ Sono più al lato sinistro. Il suo nome, quindi, è: 4-etil-3-metilocthane. Si noti che il sostituente -til è menzionato prima del -metil dal suo ordine alfabetico.
• Nel caso di D è indifferente dove i carboni della catena principale iniziano a contare. Il suo nome è: 3-etil-propano.
• E infine per E, un alcano ramificato leggermente più complesso, la catena principale è di 10 ° C e inizia da uno qualsiasi dei gruppi CH₃ da sinistra. In questo modo il suo nome è: 5-etil-2,2-dimetil-decano.

Riferimenti

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