Гомологічний ряд алканів: таблиця, представники

Алкани – клас вуглеводнів із загальною формулою CnH2n + 2. Споріднені сполуки, що відрізняються на одну метиленову групу – CH2-, утворюють гомологічний ряд алканів. Найпростішим речовиною ряду є метан з одним атомом вуглецю (CH4).

Гомологи

Споріднені сполуки – гомологи – схожі хімічними, але різні фізичними властивостями. Залежно від кількості атомів вуглецю виділяють газоподібні, рідкі, тверді алкани. Перші чотири представники – гази, гомологи з 5-15 атомами вуглецю – горючі рідини. Вищими алканами називають воски та тверді речовини з 16-390 атомами вуглецю.

Назви алканів відрізняються суфіксом – а після грецького позначення числівника:

    Ун або ген – – один; До – – два; Три – – три; Тетра – чотири; Пент – – п’ять; Гекс – – шість; Гепт – – сім; Окт – – вісім; Нон – дев’ять; Дек – – десять.

Назви перших чотирьох гомологів закріпилися історично. Кожне десяте назву “переходить” до наступних дев’яти речовин, зберігаючи числівники приставки і класовий суфікс. У таблиці гомологічного ряду алканів описані перші 20 гомологів.

НазваФормулаФізичні властивості
МетанCH4Гази. Горять синім полум’ям, виділяючи велику кількість тепла.
ЕтанC2H6
ПропанC3H8
БутанC4H10
ПентанC5H12Горючі маслянисті рідини. Містяться в нафті. Використовуються для отримання рідкого палива – бензину, гасу, мазуту.
ГексанC6H14
ГептанC7H16
ОктанC8H18
НонанC9H20
ДеканC10H22
УндеканC11H24
ДодеканC12H26
ТридеканC13H28
ТетрадеканC14H30
ПентадеканC15H32
ГексадеканC16H34Воски та тверді речовини. Використовуються для виготовлення вазеліну, парафіну.
ГептадеканC17H36
ОктадеканC18H38
НанадеканC19H40
ЕйкозанC20H42

Температури плавлення і кипіння алканів підвищуються зі збільшенням кількості атомів вуглецю і, відповідно, молекулярної маси. При цьому всім алканами властива щільність менше одиниці. Алкани плавають на поверхні води і розчиняються тільки в органічних розчинниках.

Ізомери

Алкани – нециклічні насичені вуглеводні. Молекули є довгі або розгалужені вуглецеві ланцюги. Гомологічні алкани можуть утворювати ізомери. Чим більше атомів вуглецю, тим більше варіантів ізомерів. Перші три алкана (метан, етан, пропан) ізомерів не утворюють. Бутан, пентан, гексан мають тільки структурні ізомери. У бутану їх два: н-бутан і ізобутан. Пентан утворює н-пентан, ізопентан, неопентана. Гексан має п’ять ізомерів: н-гексан, ізогексан, 3-метилпентан, діізопропіл, неогексан.

Гомологи від гептана і вище крім структурних ізомерів утворюють стереоізомери або просторові ізомери, що відрізняються становищем атомів в просторі. Дві молекули ідентичні за будовою і структурі, але виглядають як предмет і його дзеркальне відображення.

Довгі назви ізомерів складаються з міжнародної номенклатурою ІЮПАК. Визначення звичайною мовою складається з трьох частин:

Цифр і приставки, що позначають кількість приєднаних груп;
назви груп;
назви головної (найдовшої) ланцюга.
Наприклад, назва ізомери гептана 2,3-диметилпентан, вказує, що молекула складається з п’яти атомів вуглецю (пентана) і двох метильних груп, приєднаних до другого і третього атомам вуглецю.

Для відображення будови ізомерів використовуються структурні формули. Метильная група – CH3 записується або через межу вгору або вниз від атома вуглецю, або в дужках після групи – CH2 в вуглецевого ланцюга. Наприклад, H3C-CH2-CH (CH2CH3) – CH2-CH3.

Кількість ізомерів для кожного алкана можна розрахувати математично. Тому багато ізомери існують тільки в теорії. Передбачається, що гектан (C100H202) може мати 592 107 ∙ 1034 ізомерів, а це далеко не останній алкан в гомологічної ряду.

Що ми дізналися?

Алкани утворені гомологічним рядом метану із загальною формулою CnH2n + 2. Кожен наступний гомолог відрізняється від попереднього на одну групу CH2. Із зростанням атомів вуглецю в гомологічної ряду змінюється фізичний стан речовин. Вищими алканами вважаються сполуки, що містять більше 15 атомів вуглецю. Це тверді речовини. Рідини містять 5-15 атомів вуглецю, гази – 1-4. Починаючи з четвертого гомолога, все алкани утворюють структурні ізомери. Крім цього алкани від гептана і вище можуть утворювати стереоізомери.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.00 out of 5)

Гомологічний ряд алканів: таблиця, представники