분지 된 알칸 구조, 특성, 명명법 및 예



그 분지 된 알칸 그것들은 포화 탄화수소이며 그 구조는 직쇄로 이루어져 있지 않다. 선형 사슬 알칸은 문자의 첨가에 의해 그들의 분 지형 이성질체와 구별된다 n 이름을 anteceding. 따라서, n- 헥산은 그 구조가 사슬 내에 정렬 된 6 개의 탄소 원자로 구성된다는 것을 의미한다.

분리 된 나무 크라운의 가지 (하단 이미지)는 분 지형 알칸의 가지와 비교 될 수있다. 그러나 체인의 두께는 주 (principal), 2 차 (secondary) 또는 3 차 (tertiary)에 관계없이 모두 동일한 치수입니다. 왜? 왜냐하면 모든 간단한 C-C 링크가 존재하기 때문입니다..

그들이 자라는 나무는 가지를 뻗는 경향이 있습니다. 알칸에도 동일하게 적용됩니다. 일정한 메틸렌 단위 (-CH2-)는 일련의 활력있는 조건을 의미합니다. 알칸의 에너지가 많을수록 분지 화 경향이 커집니다.

선형 및 분 지형 이성질체는 모두 동일한 화학적 특성을 공유하지만, 비등점, 용융점 및 기타 물리적 특성에 약간의 차이가 있습니다. 분지 된 알칸의 예는 2- 메틸 - 프로판이며, 가장 단순한 것.

색인

  • 1 화학 구조
  • 2 화학적 및 물리적 특성
    • 2.1 끓는점과 융점
    • 2.2 밀도
  • 3 각주 및 예
  • 4 참고

화학 구조

분 지형 및 선형 알칸은 동일한 일반 화학식을 갖는다 : CnH2n + 2. 즉, 특정 수의 탄소 원자에 대해 둘 다 같은 수의 수소를 가지고 있습니다. 따라서이 두 종류의 화합물은 이성질체입니다 : 그들은 같은 화학식을 가지고 있지만 화학 구조가 다릅니다.

선형 체인에서 처음 관찰되는 것은 무엇입니까? 유한 수의 메틸렌 기, -CH2-. 따라서, CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 n- 헵탄으로 불리는 선형 사슬 알칸이다.

5 개의 연속적인 메틸렌 그룹을 주목하라. 또한,이 그룹들은 모든 사슬을 구성하므로, 동일한 두께이지만 가변 길이를 갖는다는 점에 유의해야합니다. 그들에 대해 뭐라고 말할 수 있습니까? 제 2의 탄소, 즉 두 개의 다른 탄소와 연결된 탄소.

상기 n- 헵탄이 분지되기 위해서는 그 탄소 및 수소를 재 배열하는 것이 필요하다. 어떻게? 메커니즘은 매우 복잡 할 수 있으며 원자의 이동과 카보네이션 (-C+).

그러나 종이에 3 번째와 4 번째 탄소가 존재하는 방식으로 구조를 정렬하는 것으로 충분하다. 다른 말로하면, 3 개 또는 4 개의 다른 탄소와 연결된 탄소. 이 새로운 배열은 CH 그룹의 긴 그룹보다 더 안정적입니다2. 왜? 3 번과 4 번 탄소는 에너지 적으로 더 안정하기 때문에.

화학적 및 물리적 특성

동일한 원자를 갖는 가지 형 및 선형 알칸은 동일한 화학적 성질을 유지한다. 이들의 결합은 단순한 C-H와 C-C로 유지되고 전기 음성도 (electronegativities)의 차이는 거의 없기 때문에 분자는 무극성이다. 위에서 언급 한 차이점은 3 번째 및 4 번째 탄소 (CHR3 및 CR4).

그러나, 이성질체에서 사슬을 분지함으로써, 분자가 서로 상호 작용하는 방식이 바뀝니다.

예를 들어, 나무의 두 직선 가지가 함께 모이는 방식은 두 개의 높은 직선형 분기점을 서로 겹쳐 놓는 것과 동일하지 않습니다. 첫 번째 상황에서는 많은 표면적인 접촉이 있지만 두 번째 상황에서는 가지 사이에 "구멍"이 있습니다. 일부 지점은 주요 지점보다 다른 지점과 더 많이 상호 작용합니다..

이 모든 것이 비슷한 값을 갖지만 많은 물리적 특성에서 동일하지는 않습니다..

끓는점과 융점

알칸의 액체 및 고체상은 특정 압력 및 온도 조건 하에서 분자간 힘을받습니다. 분 지형 및 선형 알칸 분자는 같은 방식으로 상호 작용하지 않기 때문에 액체도 고체도 동일하지 않습니다.

녹는 점과 끓는점은 탄소수에 따라 증가합니다. 선형 알칸의 경우, 이들은 n. 그러나 분지 된 알칸의 경우, 그 상황은 주쇄가 어떻게 분지되어 있으며, 치환기 또는 알킬기가 (R).

선형 체인이 지그재그 행으로 간주되면 서로 완벽하게 맞을 수 있습니다. 그러나 측쇄를 갖는 경우, 주쇄는 치환체가 서로 떨어져 있도록하기 때문에 거의 상호 작용하지 않는다.

결과적으로, 분 지형 알칸은보다 작은 분자 접촉면을 가지므로, 이들의 용융 및 비등점이 약간 낮아지는 경향이있다. 구조가 갈수록 갈수록 더 낮아집니다..

예를 들어, n- 펜탄 (CH3CH2CH2CH2CH3)는 Peb가 36.1 ℃이고 2- 메틸 - 부탄 (CH3CH2(CH3CH2CH3) 및 2,2- 디메틸 프로판 (C (CH3)4) 27.8 ~ 9.5 ℃.

밀도

동일한 추론을 사용하면 분지 된 알칸은 주쇄 사이의 표면 접촉 감소의 더 큰 부피를 차지하기 때문에 약간 덜 밀도가 있습니다. 직 쇄형 알칸과 마찬가지로, 이들은 물과 섞이지 않고 그 위를 떠돌아 다닙니다. 즉, 덜 치밀합니다..

명명법과 예제

분지 된 알칸의 5 가지 예가 상부 이미지에 도시되어있다. 가지가 제 3 또는 제 4 탄소를 갖는 것을 특징으로한다. 그러나 주 체인은 무엇입니까? 탄소 원자 수가 가장 큰 것.

-A에서는 어떤 사슬이 선택 되더라도 모두 3 C를 갖기 때문에 무관합니다. 그 이름은 2-methyl-propane입니다. 부탄의 이성질체, C4H10.

-Alkane B는 처음에는 두 개의 치환기와 긴 사슬을 가지고 있습니다. 그룹하려면 -CH3 그들은 숫자가 가장 적은 방식으로 열거됩니다. 따라서 탄소는 왼쪽에서부터 계산되기 시작합니다. 그래서 B는 2,3- 디메틸 - 헥산.

-C의 경우 B와 동일하게 적용됩니다. 주 사슬에는 8C가 있고 두 치환체 인 CH3 및 CH2CH3 그들은 더 왼쪽에 위치합니다. 따라서 그 이름은 : 4- 에틸 -3- 메틸 옥탄. 상기 치환기 - 에틸은 알파벳 순서로 - 메틸 전에 언급됨을 주목한다.

-D의 경우, 주 사슬의 탄소가 어디에서부터 계산되는지는 무관하다. 그 이름은 : 3- 에틸 - 프로판.

-마지막으로 약간 더 복잡한 분 지형 알칸 E 인 E의 주쇄는 10 C를 가지며 CH 그룹3 왼쪽에서. 이 방법으로 이름을 짓는 것은 : 5- 에틸 -2,2- 디메틸 - 딘.

참고 문헌

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  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 년 1 월 8 일). 분지 사슬 알칸 정의. 검색자 : thoughtco.com
  5. 화학 LibreTexts. 분지 사슬 알칸. 가져온 것 : chem.libretexts.org
  6. Alkanes : 구조 및 특성. 찍은 것 : uam.es
  7. 각주 : alkanes. [PDF] 찍은 것 : quimica.udea.edu.co