Serije homologije

U kemiji postoje skupine organskih tvari,koji su karakterizirani sličnim svojstvima i ujedinjeni općom formulom koja opisuje strukturu strukturalne razlike svakog sljedećeg člana skupine iz prethodnog. Na primjer, homologni niz alkana, alkena, alkina ili drugih skupina. Ova nomenklatura je od velike važnosti za istraživanje, predviđanje ili praktičnu primjenu. Za organske tvari kombinirane u skupini, postoje redovite promjene u kemijskim i fizičkim svojstvima, a sve su povezane s promjenom molekularne težine.

Ništa manje važno su pravila koja opisuju kakosvojstva tvari u prijelazu iz jedne skupine u drugu. Da biste shvatili što je homologna serija, treba razmotriti konkretne primjere. Za svaku skupinu spojeva karakteristične su sve veće temperature taljenja (kristalizacije), vrenja (kondenzacije) i gustoće s povećanjem molekulske mase i broja atoma ugljika u molekuli.

Ograničavanje ugljikovodika zove se zasićeno iliparafin; predstavljaju aciklički (bez ciklusa) spoja ravnog ili razgranatog strukture, atomi u molekulama koje su vezani preko jednostruke veze. Opća formula ima oblik CnH2n + 2 i opisuje homologni niz alkana. Molekula svaki član uzastopnih povećanja u odnosu na prethodnu jedan C atom i dva atoma u H. zasićenih ugljikovodika uključuju:

• metan;
• etan;
• propan i tako dalje.

Zasićeni ugljikovodici također uključujucycloparaffins. Ovo je velika skupina organskih spojeva, molekule koje su zatvorene prstenima. Njihov homologni niz ima formulu CnH2n, počinje kemijskom supstancom s tri atoma ugljika. Primjeri cikloparafina:

• ciklopropana;
• ciklobutan;
• ciklopentan i tako dalje

I nezasićeni ili nezasićeni ugljikovodicisu aciklički. To uključuje tvari normalne i izostroenije. Homologni niz alkena ima opću formulu CnH2n. Ti spojevi razlikuju se od prisutnosti jedne dvostruke veze između dva atoma ugljika. Ako prethodni red počinje ugljikovodik s ugljikovim atomom (metan), koji počinje s tvari u molekuli koji sadrži dva ugljikova atoma. Primjeri alkena:

• eten;
• propil;
• buten i tako dalje.

Ugljikovodici, u molekuli od kojih dva atomaugljika povezana trostruko vezom, još su više nezasićene, inače se zovu acetilen. Pridružili su im homologni niz alkina. Opisana je formulom CnH2n-2 i počinje s acetilenom, u formuli čiji su dva C atoma Primjeri alkina:

• ethyne;
• propin;
• butyn-1 i tako dalje.

Nezasićeni aciklički ugljikovodici, umolekule od kojih postoje dvije dvostruke veze, zovu se dienička. Oni imaju opću formulu CnH2n-2. Njihova homologna serija počinje ugljikovodikom s tri atoma ugljika u molekuli. Dvostruke veze se mogu konjugirati (razdvojiti jednom vezom) kumulativno (nalazi se na susjedne atome) ili izolirati (odvoji višestruke jednostruke veze). Primjeri diena:

• 1,2-propadiena;
• 1,3-butadien;
• izopren i tako dalje

Posebna skupina sastoji se od kemikalijaciklička struktura u čijoj molekuli postoji benzenski prsten. Homologna serija najjednostavnijih aromatskih ugljikovodika počinje sa spojem s šest ugljikovih atoma - benzenom. Homolozi ove serije nastaju zamjenom jednog ili više vodikovih atoma vezan na benzenski prsten u radikalima. Tako se dobije niz tvari: benzen, toluen, ksilen. Ako u molekuli postoje dva ili više supstituenata, tada je indicirana prisutnost izomera za ove supstance. Ostalo homologni niz aromata nastaju od naftalena, antracena, i drugih tvari.

Ako u molekuli ugljikovodika postoji funkcionalna skupina, tada takvi kemijski spojevi također tvore homolognu seriju.

• Brojni alkoholi odlikuju se prisutnošću molekulehidroksilnu skupinu (-OH). Za monohidratne alkohole jedan atom vodika u acikličkom ugljikovodiku zamijenjen je hidroksilnom skupinom; njihova formula: CnH2n + 1OH. Tu su i nizovi polihidričnih alkohola.
• Broj fenola karakterizira prisutnost hidroksilne skupine (-OH) u molekuli, ali zamjenjuje vodik u benzenskom prstenu.
• Nekoliko aldehida razlikuje se od prisutnosti u molekuli kemijskog spoja karbonilne skupine (> C = O); Opća formula za aldehide je: R-CH = O.
• Broj ketona također razlikuje prisutnost karbonilne skupine (> C = O), ali ako je povezan s jednim radikalom u aldehidima, tada postoje dva ketona ugljikovodičnih radikala. Ketonska formula: R1-CO-R2.
• Broj karboksilnih kiselina razlikuje se od ostalih kemikalija karboksilnih skupina, koja kombinira karbonilne i hidroksilne skupine. Formula je RCOOH.

Za svaku seriju, bilo da je riječ o seriji homologijealdehidi, ugljične kiseline (organski), alkoholi ili druge tvari, njihova svojstva uvelike će ovisiti o vrsti funkcionalne skupine i, naravno, varirati u broju s povećanjem težine tvari molekulske mase. Ova klasifikacija je velika skupina kemijskih spojeva pomaže da razumiju prirodu i proučavanje njihova svojstva.