Homologijos serija

Chemijoje yra organinių medžiagų grupių , turinčių panašias savybes, ir jas sujungia bendra formulė, apibūdinanti struktūrinį kiekvieno tolesnio grupės nario struktūrinį skirtumą nuo ankstesnio. Pvz., Homologinė alkanų, alkenų, alkinų ar kitų grupių grupė. Ši nomenklatūra yra labai svarbi moksliniams tyrimams, prognozavimui ar praktiniam taikymui. Organinėms cheminėms medžiagoms, kurios jungiamos į grupę, yra reguliarūs cheminių ir fizikinių savybių pokyčiai, ir visi jie koreliuoja su molekulinės masės pokytį.

Lygiai taip pat svarbu yra taisyklės, kurios apibūdina, kaip medžiagų savybės keičiasi perkeliant iš vienos grupės į kitą. Norėdami suprasti, kas yra homologinė serija, turėtumėte apsvarstyti konkrečius pavyzdžius. Bet kokiai junginių grupei būdinga didėjanti lydymosi (kristalizacijos), verdymo (kondensacijos) ir tankio didėjimo molekulinė masė ir anglies atomų skaičius molekulėje.

Apriboti angliavandeniliai vadinami prisotintomis arba parafininėmis; Jie yra acikliniai (be ciklų) junginiai normalios ar šakotosios struktūros, o atomų, kurių molekulės yra sujungtos viengubomis jungtimis. Bendra formulė turi formą CnH2n + 2 ir apibūdina homologinę alkanų grupę. Kiekvieno kito termino molekulė, palyginti su ankstesniu, padidėja vienuoju atomu C ir dviem atomais H. Tokie prisotinti angliavandeniai yra:

• Metanas;
• Etanas;
• Propanas ir pan.

Cikloparafinai taip pat priklauso sotiesiems angliavandeniliams. Tai yra didelė organinių junginių grupė, kurios molekulės uždarytos žiedais. Homologinė jų grupė turi formulę CnH2n, prasideda chemine medžiaga, turinčia tris anglies atomus. Cikloparafinų pavyzdžiai:

• Ciklopropanas;
• Ciklobutanas;
• Ciklopentanas ir kt

Nesotieji arba nesotieji angliavandeniliai taip pat yra acikliniai. Šios medžiagos yra normalios ir izostroenija. Homogeninė alkenų grupė turi bendrą formulę CnH2n. Šie junginiai išsiskiria tuo, kad yra vienas dvigubas ryšys tarp dviejų anglies atomų. Jei ankstesnė serija prasideda angliavandeniliu su vienu anglies atomu (metanu), tai prasideda medžiaga, kurioje molekulė turi du anglies atomus. Alkenų pavyzdžiai:

• Etenas;
• Propenas;
• Buteonas ir kt.

Angliavandeniliai, kurių molekulėje yra du anglies atomai, yra sujungiami trigubu ryšiu, yra dar labiau nesotieji, kitaip jie vadinami acetilenu. Jas jungia homologinė alkilų serija. Jis aprašytas formulę CnH2n-2 ir prasideda acetilenu, kurio formulėje yra du C atomai. Alkilių pavyzdžiai:

• Etinas;
• Propyne;
• Butin-1 ir kt.

Nesotieji acicikliniai angliavandeniliai, kurių molekulėje yra dvi dvigubos jungtys, vadinamos dienine. Jie turi bendrą formulę CnH2n-2. Jų homologinė serija prasideda angliavandeniliu, turinčiu tris anglies atomus molekulėje. Dvigubos jungtys gali būti konjuguoti (atskiriamos viena atskira jungtimi), sukaupti (yra šalia gretimų atomų) arba izoliuoti (atskiriami keliais vienkartiniais ryšiais). Dianų pavyzdžiai:

• 1,2-propadienas;
• 1,3-butadieno;
• Izoprenas ir kt

Ypatingą grupę sudaro cheminės medžiagos, turinčios ciklinę struktūrą, kurių molekulėje yra benzolo žiedas. Homologinė paprasčiausių aromatinių angliavandenilių serija prasideda junginiu su šešiais anglies atomais - benzenu. Šios serijos homologai susidaro pakeičiant vieną ar kelis vandenilio atomus, pritvirtintus prie benzolo žiedo radikalais. Taigi gaunama keletas medžiagų: benzeno, tolueno, ksileno. Jei molekulėje yra du ar daugiau pakaitų, tada nurodomas šių medžiagų izomerų buvimas. Kita homologinė aromatinių junginių serija yra sudaryta iš naftaleno, antraceno ir kitų medžiagų.

Jei angliavandenilio molekulėje yra funkcinė grupė, tokie cheminiai junginiai taip pat sudaro homologinę seriją.

• Nemažai alkoholių atskiriama hidroksilo grupės (-OH) buvimu molekulėje. Vieno grynumo spirituose vienas vandenilio atomas acikliniame angliavandenilyje yra pakeistas hidroksilo grupe; Jų formulė: CnH2n + 1OH. Taip pat yra serijos многоатомных спиртов.
• Nemažai fenolių būdinga hidroksilo grupės (-OH) buvimu molekulėje, bet ji pakeičia vandenilį benzolo žiede.
• Daugelis aldehidų išsiskiria tuo, kad molekulėje yra karbonilo grupės cheminis junginys (> C = O); Bendra aldehidų formulė: R-CH = O.
• Keletas ketonų taip pat išskiria karbonilo grupę (> C = O), bet jei jis yra susijęs su vienu radikalu aldehiduose, tai yra du angliavandenilių radikalų ketonai. Ketono formulė: R1-CO-R2.
• Kai kurių karboksirūgščių skaičius skiriasi nuo kitų cheminių medžiagų karboksilo grupės, kuri jungia karbonilo ir hidroksilo grupes. Formulė yra RCOOH.

Kiekvienai serijai, būtent homologinei aldehidų, karboksirūgščių (organinių) rūgščių, alkoholių ar kitų medžiagų serijai, jų savybes daugiausia lemia funkcinės grupės tipas ir natūraliai pasikeis kartu su medžiagos molekulinės masės padidėjimu. Ši plati klasių cheminių junginių klasifikacija padeda suprasti gamtą ir ištirti jų savybes.