Homoloģijas sērija

Ķīmijā ir organisko vielu grupas,kas raksturojas ar līdzīgām īpašībām un ko apvieno ar vispārīgu formulu, kas raksturo katra nākamā grupas dalībnieka strukturālās atšķirības struktūru no iepriekšējās. Piemēram, homoloģiska virkne alkānu, alkēnu, alkīnu vai citu grupu. Šī nomenklatūra ir ļoti nozīmīga pētniecībai, prognozēšanai vai praktiskajam pielietojumam. Organiskajām vielām, kas tiek apvienotas grupā, regulāri tiek mainītas ķīmiskās un fizikālās īpašības, un tās visas korelē ar izmaiņām molekulmasā.

Ne mazāk svarīgi ir noteikumi, kas apraksta, kāvielu īpašības pārejā no vienas grupas uz otru. Lai saprastu, kas ir homoloģiska sērija, jums vajadzētu apsvērt konkrētus piemērus. Jebkurai savienojumu grupai raksturīga augoša temperatūra kušanas (kristalizācijas), viršanas (kondensācijas) un blīvuma ar pieaugošu molekulmasu un oglekļa atomu skaitu molekulā.

Ogļūdeņražu ierobežošanu sauc par piesātinātu vaiparafīns; tie pārstāv acikliskās (nav cikliem) savienojums ar taisnu vai sazarotu struktūru, atomi molekulām, kas ir savienoti ar vienu saitēm. Kopējais formula ir CnH2n + 2 un apraksta homologus no alkāniem. Molekula katru nākamo lietotāju pieaugumu, salīdzinot ar iepriekšējo viens C atoms un divi atomi H. piesātinātus ogļūdeņražus ietver:

• metāns;
• etāns;
• propāns un tā tālāk.

Piesātinātie ogļūdeņraži arī ietverCikloparafīni. Šī ir liela organisko savienojumu grupa, kuras molekulas ir aizvērtas ar gredzeniem. Homologiskajām sērijām ir formula CnH2n, kas sākas ar ķīmisko vielu ar trim oglekļa atomiem. Cikloparafīnu piemēri:

• ciklopropāns;
• ciklobutāna;
• ciklopentāns utt

Nepiesātināti vai nepiesātināti arī ogļūdeņražiir acikliski. Tie ir normālas un izostroenijas vielas. Homogēnām alkēnu sērijām ir vispārējā formula CnH2n. Šie savienojumi atšķiras ar vienu divkāršo saiti starp diviem oglekļa atomiem. Ja iepriekšējā sērija sākas ar ogļūdeņradi ar vienu oglekļa atomu (metānu), tad tas sākas ar vielu, kurā molekula satur divus oglekļa atomus. Alkēnu piemēri:

• etēns;
• propēna;
• buteni un tā tālāk.

Ogļūdeņraži, kuru molekulā ir divi atomiogleklis ir saistīts ar trīskāršu saiti, tās ir pat nepiesātinātākas, citādi tās sauc par acetilēnu. Tiem pievieno homoloģisku alkīniju sēriju. To apraksta ar formulu CnH2n-2 un sākas ar acetilēnu formā, kurā ir divi C atomi. Piemērā alkīni:

• etīns;
• propīns;
• butin-1 un tā tālāk.

Nepiesātināti acikliskie ogļūdeņraži, inmolekula, kuras divas saites ir divas, sauc par dienikiem. Viņiem ir vispārējā formula CnH2n-2. Viņu homoloģiskā sērija sākas ar ogļūdeņradi ar trim oglekļa atomiem molekulā. The dubultsaites var būt konjugēta (atdalīti ar vienu saiti) Kumulatīvais (atrodas pie blakus esošiem atomiem) vai izolēts (atdalītas vairākus single obligācijas). Diāna piemēri:

• 1,2-propadiens;
• 1,3-butadiēna;
• izoprēns un tā tālāk

Īpaša grupa sastāv no ķīmiskām vielāmcikliska struktūra, kuras molekulā ir benzola gredzens. Vienkāršāko aromātisko ogļūdeņražu homoloģiskā sērija sākas ar savienojumu ar sešiem oglekļa atomiem - benzolu. Šīs sērijas homologi veidojas, aizstājot vienu vai vairākus ūdeņraža atomus, kas pievienoti benzola gredzenam ar radikāļiem. Tādējādi tiek iegūtas vairākas vielas: benzols, toluols, ksilols. Ja molekulā ir divi vai vairāk aizvietotāji, tad ir norādīta šo vielu izomēru klātbūtne. Citas homologas aromātisko savienojumu sērijas veidojas no naftalīna, antracēna un citām vielām.

Ja ogļūdeņraža molekulā ir funkcionāla grupa, tad šādi ķīmiskie savienojumi veido arī homologu sēriju.

• Vairākus spirtus izceļ ar molekulas klātbūtnihidroksilgrupa (-OH). Vienvērtīgajiem spirtiem viens ūdeņraža atoms alifātiskajā ogļūdeņražā tiek aizstāts ar hidroksilgrupu; to formula: CnH2n + 1OH. Ir arī vairāku daudzvērtīgu spirtu sērija.
• Vairāki fenoli ir raksturīgi hidroksilgrupas (-OH) klātbūtnei molekulā, bet tā aizvieto ūdeņradi benzola gredzenā.
• Vairāki aldehīdi atšķiras ar karbonilgrupas ķīmiskā savienojuma klātbūtni molekulā (> C = O); Aldehīdu vispārējā formula ir: R-CH = O.
• Vairāki ketoni arī izšķir karbonilgrupas klātbūtni (> C = O), bet, ja tā ir savienota ar vienu aldehīdu radikāļu, tad ir divi ogļūdeņražu radikāļu ketoni. Ketona formula: R1-CO-R2.
• Vairākas karboksilskābes atšķiras no citām ķīmiskajām karbonskābēm, kas apvieno karbonilgrupas un hidroksilgrupas. Formula ir RCOOH.

Katrai sērijai, vai tā ir homoloģijas sērijaaldehīdi, karboksilskābes (organiskās) skābes, spirti vai citas vielas, to īpašības lielā mērā noteiks funkcionālās grupas veids un, protams, mainās kopā ar vielas molekulmasas pieaugumu. Šāda plaša ķīmisko savienojumu klases klasifikācija palīdz izprast dabu un izpētīt to īpašības.