Homologiczne szeregi związków chemicznych
W tym artykule czytelnik znajdzie informacje o związkach homologicznych, dowie się, czym one są. Uwzględnione zostaną ogólne właściwości, wzory substancji i ich nazwy, właściwości. Dodatkowo wpłynie to nie tylko na chemiczne zrozumienie homologów, ale także biologicznego.
Co to jest seria homologiczna
Seria homologiczna to związki chemiczne, które mają podobny typ strukturalny, ale różnią się liczbą powtórzeń podstawowych jednostek substancji. Różnica w elementach strukturalnych, mianowicie identyczne jednostki, nazywana jest różnicą homologiczną. Homologi odnoszą się do substancji, które należą do tej samej serii homologicznej.
Przykładem homologów są alkohole, alkany, alkiny, ketony. Jeśli weźmiemy pod uwagę serie homologiczne na przykładzie alkanów - najprostszych przedstawicieli (wzór charakterystyczny: C n H 2 n + 2 ), widzimy podobieństwa w strukturze szeregu przedstawicieli tego rodzaju substancji: metanu CH4, etanu C2H6, propanu C3H8, i tak dalej; Jednostki CH2-metylenu są homologiczną różnicą w wielu z tych substancji.
Ogólne koncepcje dotyczące struktury i homologii związków
Idea homologii substancji w chemii organicznej opiera się na założeniu, że zarówno fizyczną, jak i chemiczną charakterystykę jakościową substancji można określić na podstawie struktury molekularnej. Właściwości homologicznych związków mogą zależeć od struktury szkieletu węglowego i grupy funkcyjnej konkretnego związku.
Możliwe jest określenie właściwości chemicznych, a zatem homologów należących do określonej klasy przez jej grupę funkcyjną. Jako przykład można zwrócić uwagę na grupę karboksylową, która jest odpowiedzialna za manifestację kwaśnych właściwości i substancji należącej do kwasów karboksylowych. Jednak możliwe jest określenie poziomu przejawów właściwości chemicznych lub fizycznych, badając nie tylko grupę funkcjonalną, ale także szkielet molekularny węgla.
Istnieją związki, w których szkielety węglowe są podobne, innymi słowy, nie ma w nich izomerii. Takie homologi są zapisane w następujący sposób: X - (CH2) n -Y. Liczba jednostek metyleno-jednostkowych jest homologiczna i należy do klasy związków jednego typu. Podobne typy homologów są najbliższe.
Homologiczna seria substancji niesie pewne ogólne wzorce zmian właściwości od młodszych przedstawicieli do starszych. Takie zjawisko można przełamać, co jest związane z tworzeniem wiązań wodorowych w obecności grupy, która może je tworzyć.
Homologia Aldehydu
Aldehydy - rząd związki organiczne typ zawierający grupę aldehydową - COH. W substancjach tego typu grupa karboksylowa jest połączona z atomem wodoru i jedną grupą rodnikową.
Homologiczne serie aldehydów mają ogólny wzór R - COH. Jednym z elementarnych przedstawicieli jest formaldehyd (H-COH), w którym grupa aldehydowa jest związana z H. W innych, ograniczających przedstawicielach tej serii związków, atom wodoru jest zastąpiony przez alkin. Wzór ogólny: Cn C 2n + 1- COH.
Aldehydy uważa się za substancje, które powstały w wyniku podstawienia w atomie węglowodoru o atomie węgla H dla grupy aldehydowej. W przypadku takich związków chemicznych izomeria i homologia są podobne do innych pochodnych monopodstawionych nasyconych węglowodorów.
Nazwa aldehydów jest tworzona w zależności od nazwy kwasu o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczce, na przykład: CH3 - CHO - aldehyd octowy, CH3 CH2 - CHO - aldehyd propionowy, (CH3) 2CH - CHO - izobutyroaldehyd itp.
Homologia alkinów
Alkiny są węglowodorowymi związkami chemicznymi, które niosą potrójne wiązania między atomami C. Tworzą serie homologów o charakterystycznym wzorze C n H 2 n-2 . Wspólną cechą położenia atomu węgla z potrójną liczbą wiązań jest stan sp hybrydyzacji.
Homologiczne serie alkinów: etyny (C2H2), propyny (C3H4), butyny (C4H6), pentiny (C5H8), heksyny (C6H10), heptiny (C7H12), oktiny (C8H14), noniny (C9H16), deciny (C10H18).
Fizyczne właściwości alkinów są określane w podobny sposób z alkenami. Na przykład temperatura wrzenia i temperatura topnienia stopniowo zwiększają się wraz ze wzrostem długości dominującego łańcucha węglowego i masy cząsteczkowej. Właściwości chemiczne obejmują chlorowcowanie, hydrohalogenację, hydratację, polimeryzację. Reakcje substytucyjne są również charakterystyczne dla alkinów.
Homologia w biologii
Seria homologiczna jest używana w biologii, ale ma nieco inny charakter. NI Vavilov odkrył prawo, zgodnie z którym pochodzenie gatunków, a nawet rodzajów roślin podobnych do siebie, prowadzi do przepływu zmienności wzdłuż równoległych ścieżek. Gatunki i gatunki charakteryzujące się genetycznie podobnymi zmianami dziedzicznymi mogą służyć jako sposób na określenie zmian w przejawianiu cech innych pokrewnych gatunków. Podobnie jak w tabeli chemicznej DI Mendelejewa, prawo homologiczne pozwala określić i przewidzieć istnienie nieznanych jednostek taksonomicznych roślin o cechach selektywnych, które są cenne. To prawo zostało sformułowane poprzez badanie równoległości, przejawiające się w dziedziczna zmienność pokolenia.
Wniosek
Homologiczny szereg substancji charakteryzujących się ogólną strukturą formuły, ale różniących się różnicami homologicznymi, umożliwił osobie zwiększenie potencjału chemicznego substancji, odkrycie i uzyskanie wielu nowych związków stosowanych we wszystkich sferach życia. Aby lepiej zrozumieć podstawowe zjawisko, które fizyczne i chemiczne cechy jakościowe mogą być określone przez strukturę molekularną związku.