Kohlenwasserstoffe
Was sind Kohlenwasserstoffe?
Kohlenwasserstoffe, auch Wasserstoffcarbide genannt, sind organische Verbindungen, deren Zusammensetzung nur Kohlenstoffatome (C) und Wasserstoff (H) aufweist und somit die allgemeine Formel C x H y hat .
Ein Kohlenwasserstoff besteht aus einer Kohlenstoffstruktur, an die die Wasserstoffatome kovalent gebunden sind .
Es ist die wichtigste Verbindung auf dem Gebiet der organischen Chemie.
Alle Arten von Kohlenwasserstoffen oxidieren leicht und setzen dabei Wärme frei. Zum größten Teil sind sie nicht wasserlöslich.
Natürliche Kohlenwasserstoffe sind chemische Verbindungen, die in der Erde (über 150 km tief) unter hohem Druck gebildet werden und durch geologische Prozesse in Bereiche mit niedrigem Druck gelangen.
Wo werden die Kohlenwasserstoffe gefunden?
Die Hauptquelle für Kohlenwasserstoffe ist Erdöl. Aus diesem Grund ist der Kohlenwasserstoff in verschiedenen Derivaten wie Kerosin, Paraffin, Erdgas, Benzin, Vaseline, Dieselöl, LPG (Liquefied Petroleum Gas), Polymeren (wie Kunststoff und Gummi) ua enthalten.
Diese organische Verbindung macht 48% der brasilianischen Energiematrix aus.
Die Kohlenstoffkette, die einen Teil der Zusammensetzung eines Kohlenwasserstoffs bildet, ist vierwertig, d. H. Sie kann vier Bindungen bilden.
Kohlenstoff verbindet sich mit anderen Kohlenstoffatomen und mit Wasserstoff durch Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen .
Einstufung von Kohlenwasserstoffen
Die Klassifizierung von Kohlenwasserstoffen basiert auf drei Besonderheiten: der Form der Hauptkohlenstoffkette, den Bindungen der Kohlenstoffketten, der Gegenwart von Alkylradikalen in der Kohlenstoffkette und der Gegenwart von Heteroatomen, die die Kohlenstoffkette teilen.
Erfahren Sie mehr über Wasserstoff.
Form der Hauptkohlenstoffkette
Bezüglich der Form der Hauptkohlenstoffkette wird die Klassifizierung der Kohlenwasserstoffe in aliphatische und cyclische unterteilt .
Sehen Sie sich an, was jede dieser Kohlenstoffkettenformen ausmacht.
Aliphatische Kohlenwasserstoffe
Aliphatische Kohlenwasserstoffe werden durch offene oder acyclische Kohlenstoffketten gebildet. In diesen Ketten sind die Kohlenstoffe endständig.
Beispiele :
Alcano
Alkankohlenwasserstoffe, auch Paraffin oder Paraffin genannt, sind ölige Verbindungen, bei denen nur einfache Bindungen zwischen den Kohlenstoffen bestehen.
Die allgemeine Formel für ein Alkan ist C n H 2 n + 2 (n = eine beliebige Zahl).
Alceno
Alken, auch Olefin, Alken oder Ethylen-Kohlenwasserstoff genannt, ist eine schlecht reaktive Verbindung, bei der eine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffen besteht.
Die allgemeine Formel eines Alkens ist C n H 2 n .
Alcino
Das Alkin, auch Methylacetylen genannt, ist ein Kohlenwasserstoff, bei dem die Bindungen zwischen den Kohlenstoffen dreifach sind.
Die allgemeine Formel eines Alkins ist C n H 2 n -2.
Alcadieno
Die Alkadiene, auch Diene oder Diolefine genannt, sind Kohlenwasserstoffe, bei denen die Bindungen zwischen den Kohlenstoffen doppelt sind.
Die allgemeine Formel für ein Alkadien ist C n H 2 n -2.
Cyclische Kohlenwasserstoffe
Cyclische Kohlenwasserstoffe werden durch geschlossene oder cyclische Kohlenstoffketten gebildet. Diese Ketten haben keine endständigen Kohlenstoffe.
Beispiele :
Cyclane
Auch als Cycloalkan, Cycloparaffin oder Naphthenkohlenwasserstoff bezeichnet, ist das Cyclan ein gesättigter Kohlenwasserstoff, der aus Einfachbindungen besteht.
Es hat eine geschlossene Kohlenstoffkette und seine allgemeine Formel lautet CnH2n.
Cyclene
Cyclene, auch Cycloalkene genannt, sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die aus Doppelbindungen bestehen.
Ein Cyclen hat eine geschlossene Kohlenstoffkette und seine allgemeine Formel lautet C n H2 n -2.
Cyclin
Das Cyclino, auch Cycloalkyl oder Cycloalkyl genannt, ist ein cyclischer und ungesättigter Kohlenwasserstoff.
Es wird durch eine geschlossene Kohlenstoffkette mit Dreifachbindungen gebildet und seine allgemeine Formel lautet C n H2 n -4.
Aromatisch
oder
Aromaten, auch aromatische Kohlenwasserstoffe genannt, sind ungesättigte Verbindungen, die durch Doppelbindungen gebildet werden.
Ein Aromat hat eine geschlossene oder cyclische Kohlenstoffkette und seine allgemeine Formel ist C 6 H 6 .
Art der Verbindung von Kohlenstoffketten
In Abhängigkeit von der Art der Kohlenstoffkettenbindung können Kohlenwasserstoffe als gesättigt oder ungesättigt klassifiziert werden.
Nachfolgend finden Sie eine Beschreibung der einzelnen Kategorien.
Gesättigte Kohlenwasserstoffe
Die gesättigten Kohlenwasserstoffe werden durch Einfachbindungen gebildet .
Beispiele : Alkane, Cyclane.
Ungesättigte Kohlenwasserstoffe
Ungesättigte Kohlenwasserstoffe werden durch Doppel- oder Dreifachbindungen gebildet .
Beispiele : Alkene, Alkine, Alkadiene.
Anwesenheit von Alkylradikalen
In Bezug auf die Gegenwart von Alkylresten können die Kohlenwasserstoffe entweder eine normale oder eine verzweigte Kohlenstoffkette haben.
Normale Kohlenstoffkette
Ein normaler Kohlenstoffkohlenwasserstoff weist keine Alkylradikale auf.
Beispiel : Pentan
Verzweigte Kohlenstoffkette
Wenn ein Kohlenwasserstoff eine verzweigte Kohlenstoffkette hat, bedeutet dies, dass die Hauptkohlenstoffkette Alkylreste aufweist.
Beispiel : Methylpropan
Anwesenheit von Heteroatomen, die die Kohlenstoffkette teilen
Die Kohlenstoffsequenzierungskette kann entsprechend der Gegenwart von Heteroatomen unterteilt sein oder nicht.
Homogene Kohlenstoffkette
Wenn ein Kohlenwasserstoff eine homogene Hauptkohlenstoffkette hat, bedeutet dies, dass diese Kette nicht durch Heteroatome unterteilt ist.
Heterogene Kohlenstoffkette
Wenn ein Kohlenwasserstoff eine heterogene Hauptkohlenstoffkette hat, wird die Kohlenstoffkette dieser Kette durch ein Heteroatom geteilt.
Nomenklatur der Kohlenwasserstoffe
Die Kohlenwasserstoffnomenklatur wird durch die Kombination von drei Teilen definiert:
Das Präfix gibt die Anzahl der Kohlenstoffe an, das Zwischenprodukt die Art der Bindung und das Suffix gibt die Funktion an, zu der die Verbindung gehört (in diesem Fall die Kohlenwasserstoffklasse).
Sehen Sie sich unten die Liste der Präfixe und Zwischenprodukte an, die zur Bezeichnung von Kohlenwasserstoffen kombiniert werden.
Liste der Präfixe
| Anzahl der Kohlenstoffe | Präfix |
|---|---|
| 1 | Met- |
| 2 | Et- |
| 3 | Prop- |
| 4 | Aber- |
| 5 | Pent- |
| 6 | Hex- |
| 7 | Hept- |
| 8 | Okt- |
| 9 | Nicht |
| 10 | Dec- |
Liste der Vermittler
| Verbindungstyp | Zwischenstufe |
|---|---|
| Nur einfache Links | -ein |
| Doppel | -en |
| Dreibettzimmer | -in |
| Zwei Doppelbetten | -dien- |
Schauen Sie sich einige Beispiele für die Bildung von Kohlenwasserstoffnamen an.
Beispiele :
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3
In der obigen Strukturform können wir eine Verbindung mit 4 Kohlenstoffatomen beobachten, die nur Einfachbindungen aufweist (angezeigt durch das Symbol "-").
- Präfix für 4 Kohlenstoffe =
- Intermediate für Single Bonds = -an-
- Suffix eines Kohlenwasserstoffs = -o
Beachten Sie, dass die Vereinigung von Präfix + Zwischenprodukt + Suffix zu dem Namen BUTHANE führt .
CH 2 = CH 2
Die obige Strukturform hat 2 Kohlenstoffatome und 1 Doppelbindung (angezeigt durch das Symbol "=").
- Präfix für 2 Kohlenstoffe = et-
- Intermediate für Doppelbindungen = -en-
- Suffix eines Kohlenwasserstoffs = -o
Beachten Sie, dass die Vereinigung von Präfix + Zwischenprodukt + Suffix den Namen ETENO enthält .
CH 2 = CH-CH 2 -CH 3
CH 3 -CH = CH 2 -CH 3
Man beachte, dass beide der obigen Strukturformen 4 Kohlenstoffe und 1 Doppelbindung haben (angezeigt durch das Symbol "=").
Auf diese Weise haben wir:
- Präfix für 4 Kohlenstoffe =
- Intermediate für Doppelbindungen = -en-
- Suffix eines Kohlenwasserstoffs = -o
Beachten Sie, dass die Vereinigung des Präfixes + Zwischenprodukts + Suffixes den Namen BUTENE für die beiden Strukturformen ergeben würde.
Beachten Sie jedoch, dass die Strukturformen nicht identisch sind, daher können auch die Nomenklaturen nicht sein.
Der Unterschied zwischen den beiden Strukturformen liegt in der Lage der Doppelbindung.
In diesem Fall müssen wir die Kohlenstoffe in der Kette vom nächsten Ende des Paares aus nummerieren. Daher sollten wir in den fraglichen Fällen von links nach rechts nummerieren.
In CH 2 = CH-CH 2 -CH 3 :
- CH 2 wird 1 sein
- CH wird 2 sein
- CH 2 wird 3 sein
- CH 3 wird 4 sein
Beachten Sie, dass die Doppelbindung zwischen Kohlenstoff 1 und Kohlenstoff 2 liegt .
Wir müssen die kleinere Zahl (1) verwenden, um die Doppelbindung zu finden: BUTENO -1
In CH 3 -CH = CH 2 -CH 3 :
- CH 3 wird 1 sein
- CH wird 2 sein
- CH 2 wird 3 sein
- CH 3 wird 4 sein
Beachten Sie, dass die Doppelbindung zwischen Kohlenstoff 2 und Kohlenstoff 3 liegt .
Um die Doppelbindung zu finden, müssen wir die kleinere Zahl (2) verwenden: BUTENO -2
Nach Angaben der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie ( IUPAC ) sollte die Ortsangabe kurz vor der Lokalisierung erfolgen (bei den obigen Strukturformeln die Doppelbindung, dargestellt durch das Intermediat) "-En").
Damit haben wir eine zweite Form, die übrigens die richtigste ist, um die Nomenklatur der verfügbaren Strukturformen zu schreiben.
CH 2 = CH-CH 2 -CH 3 : BUTEN -1 oder BUT-1-ENO (richtigste Form)
CH 3 -CH = CH 2 -CH 3 : BUTENE -2 oder BUT-2-ENO (am meisten korrekte Form)
Erfahren Sie mehr über IUPAC und Nomenklatur.
