При изучении органической химии, отличающейся сложностью своих закономерностей, первое и основное, что следует понять — свойства и законы гомологических рядов.
Гомология, гомологи, гомологический ряд — определения и примеры
Гомология — химическое явление, при котором соединения отличаются друг от друга на определённое количество групп, обладают сходной характеристикой и проявляют похожие свойства.
Гомологический ряд — последовательность однотипных органических соединений, каждое из последующих имеет с предыдущим определённую гомологическую разность. При этом свойства веществ, состоящих в рядах, то есть гомологов, изменяются с определённой закономерностью.
Например, если говорить о гомологическом ряде алкинов, он состоит из следующих гомологов:
-
этин — C2H2;
-
пропин — C3H4;
-
бутин — C4H6;
-
пентин — C5H8 и т. д.
Гомологический ряд алканов в таблице
Алканы — ациклические предельные углеводороды:
-
всеобщая формула алканов — СnH2n+2;
-
названия веществ имеют суффикс -ан-.
Алканы обладают следующими свойствами:
-
в последовательности гомологического ряда происходят изменения агрегатных состояний веществ с газообразного на жидкое и на твёрдое;
-
нерастворимы в воде, но могут растворяться в неполярных растворителях;
-
используются в промышленности (метан — топливо, пропан — автомобильное топливо, бутан — сырье для производства каучука, пропан и бутан — балонные газы).
|
Метан |
СН4 |
|
Этан |
С2Н6 |
|
Пропан |
С3Н8 |
|
Бутан |
С4Н10 |
|
Пентан |
С5Н12 |
|
Гексан |
С6Н14 |
При изучении алканов стоит обращать внимание на их изомеры. Например, структурным изомером бутана является метилпропан, а пентана — метилбутан.
Алканы могут вступать в следующие реакции:
Горение в кислороде: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.
Замещение с галогенами: CH4 + Cl2 = CH3Cl + HСl.
Разложение при высокой температуре: СН4 = C + 2H2.
Гомологический ряд алкенов в таблице
Алкены — углеводороды, имеющие ациклический непредельный характер.
Краткая характеристика:
-
общая формула — CnH2n;
-
имеют суффикс -ен-.
Алкены обладают следующими свойствами:
-
не способны растворяться в воде, но полностью растворяются при взаимодействии с органическими растворителями;
-
имеют очень высокую температуру плавления и кипения;
-
применяются в промышленности для синтеза таких важных соединений, как фенола, полипропилена, стирола, ацетона, глицерина и других.
|
Этилен |
C2H4 |
|
Пропен |
C3H6 |
|
Бутен |
C4H8 |
|
Пентен |
C5H10 |
|
Гексен |
C6H12 |
Алкены участвуют в следующих химических реакциях:
Горение в кислороде: C2H4 + 3O2 = 2CO2 + H2O.
Галогенирование (присоединение к галогенам): CH2=CH2 + Cl2 = Cl-CH2-CH2-Cl.
Присоединение к водороду (гидрирование): CH2=CH-CH3 + H2 = CH3-CH2-CH3.
Гидратация (присоединение к воде): CH2=CH2 + H2O = CH3-CH2OH.
Полимеризация: nCH2=CH2 = (-CH2-CH2-) * n.
Гомологический ряд альдегидов
Альдегиды — органические вещества, имеющие в своём составе группу -CHO.
Делятся на насыщенные и алифатические насыщенные, общая молекулярная формула первых — СnH2nO, вторых — СnH2n+1CHO соответственно.
Названия составляются с помощью суффикса -аль-.
К примерам альдегидов относятся метаналь, этаналь, пропаналь, бутаналь, пентаналь, гексаналь и так далее.
Альдегиды принимают участие в следующих реакциях:
Присоединение воды: R-CH = O + H2O = R-CH(OH)-OH.
Присоединение спиртов: CH3-CH = O + C2H5OH = CH3-CH(OH)-O-C2H5.
Присоединение аминов: C6H5CH = O + H2NC6H5 = C6H5CH = NC6H5 + H2O.
Восстановление водородом: R-CH = O + H2 = R—CH2-OH.
Альдегиды обладают следующими свойствами:
-
низшие представители класса имеют резкий запах;
-
в гомологическом ряду происходит изменение агрегатных состояний от жидкого до твёрдого;
-
используются в лекарственной промышленности, парфюмерии и т. д.
Хоть органическая химия и требует внимательного изучения, совсем необязательно полностью зазубривать все классы веществ. Намного проще для понимания и качественного запоминания обращать внимание именно на закономерности изменения свойств и характеристик ближайших соединений, следуя плану.
