الهيدروكربونات: التسمية والأنواع والتمارين

أنت الهيدروكربونات تتكون من كربون (ج) و هيدروجين (ح). تفضل مرونة الكربون ، وهو العنصر الرئيسي لهذه المركبات ، وجود تنوع هائل من الهياكل لذلك ، قد تختلف بعض الخصائص ، مثل نقطة الانصهار ونقطة الغليان ، بين هيدروكربون وآخر.

هم في الغالب جزيئات أبولار، مع الخضوع لس بين الجزيئات نوع ثنائي القطب المستحث و كثافة أقل من ال من الماء. يمكن التعرف على هذه المركبات من خلال التسمية التي تتبع القواعد التي وضعها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (Iupac).

اقرأ أيضا: الكربون - أحد أكثر العناصر وفرة في الكون

خواص الهيدروكربونات

الهيدروكربونات هي جزيئات غير قطبية تتكون من الكربون والهيدروجين.

• قطبية: الهيدروكربونات بدون وجود ذرات غير متجانسة أبولار.

• القوى بين الجزيئات: الروابط بين جزيئات الهيدروكربون من النوع ثنائي القطب الناجم.

• نقطة الانصهار والغليان: وهي تختلف حسب الحجم والوظيفة والتنظيم الهيكلي للجزيء.

• الحالة الفيزيائية: في ظل الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط ، تكون الهيدروكربونات التي تحتوي على أربع ذرات كربون أو أقل في حالة غازية. أولئك الذين لديهم 5 إلى 17 ذرة كربون في حالة سائلة ، والهيدروكربونات التي تحتوي على أكثر من 17 ذرة كربون هي مواد صلبة.

• كثافة: أصغر من كثافة من الماء ، أي أقل من 1.0 جم / سم مكعب.

• التفاعلية: الهيدروكربونات الأليفاتية وغير المشبعة ضعيفة التفاعل ؛ من المرجح أن تتفاعل المركبات غير المشبعة مع الجزيئات الأخرى ، كما أن الهيدروكربونات الحلقية التي تحتوي على ما يصل إلى خمسة ذرات كربون شديدة التفاعل.

تصنيف المحروقات

الهيدروكربونات يمكن تصنيفها حسب التنظيم الهيكلي للسلسلة ومن قبل المؤسسات.عدم التشبع هو وجود مزدوج (ق) أو رابطة ثلاثية بين الكربون ، هو حدوث اتصالات نوع بي (π). بالفعل الفروع إنها مثل "الفروع" المرتبطة بهيكل هيدروكربوني أكبر. يمكن أن تحتوي السلاسل الدورية أيضًا على فروع و / أو عدم تشبع - يشكل التنظيم الهيكلي للهيدروكربونات ذات السلسلة المغلقة مضلعات مثل المربع والمثلث والهكسان وغيرها.

فيما يتعلق بترتيب الذرات ، يمكن أن يكون للهيدروكربون سلسلة عادية أو متفرعة.

→ ج ـ الهيدروكربونخط عادي أو خطي أو مستقيم: الذي يحتوي على سلسلة ذات نهايتين فقط.

→ ج ـ الهيدروكربونيكره متفرعة: الذي يحتوي على سلسلة لها أكثر من طرفين. من أجل معرفة مكان وماهية الفروع ، من المهم تحديد السلسلة الرئيسية بشكل صحيح. يجب أن تحتوي السلسلة الرئيسية على جميع المواد غير المشبعة والذرات غير المتجانسة (إن وجدت) ، إلى جانب أكبر عدد من الكربون المتسلسل. الكربون غير الموجود في السلسلة الرئيسية عبارة عن فروع.

مثال:

فيما يتعلق بـ "الإغلاق" ، يمكن أن يكون للهيدروكربون سلسلة مغلقة أو مفتوحة أو مختلطة.

→ سلسلة الهيدروكربوناتس مغلق أو دوري: تلك ذات السلاسل التي تنظم فيها الذرات نفسها وتشكل دورة أو مضلعًا أو حلقة عطرية (هيدروكربون مغلق مع عدم تشبع متناوب). ليس لديك نهايات فضفاضة ما لم يكن هناك فرع. يمثل كل رأس من المضلع الكربون وعوامل الارتباط الهيدروجينية الخاصة به.

→ سلسلة مفتوحة أو هيدروكربونات لا حلقية: هي تلك ذات السلاسل التي لها نهايتان على الأقل.

→ الهيدروكربون سلسلة نوع مختلط: يتكون من حلقة أو سلسلة دورية متصلة بجزء خطي ؛ لها نهاية واحدة على الأقل.

اقرأ أيضا: الهيدروكربونات العطرية - أمثلة وخصائص

تسمية الهيدروكربونات

لكل نوع من أنواع الهيدروكربون ، هناك قاعدة تسمية وضعتها Iupac. تتم تسمية هذه المركبات على النحو التالي:

• الجزء الأول: موقع واسم الفرع (الفروع) (إن وجد) ؛

• الجزء الثاني: هذا المصطلح ينطبق دورة إذا كان المركب عبارة عن سلسلة مغلقة ، ولكن إذا كان سلسلة أليفاتية (مفتوحة) ، فلن يكون ذلك ضروريًا ؛

• الجزء الثالث: بادئة تشير إلى عدد الكربون الموجود في السلسلة الرئيسية ؛

• الجزء الرابع: الموقع واللون يدلان على نوع عدم التشبع في الجزيء ؛

• الجزء الخامس: اللاحقة "o" الخاصة بالهيدروكربونات.

إذا كان للجزيء بنية مفتوحة ، بدون تفرع ، فستبدأ التسمية في الجزء 3.

يوضح الجدول التالي المعلومات المطلوبة (البادئة واللاحقة واللاحقة) لتسمية الهيدروكربون بشكل عام. ا اختصار يختلف مع عدد الكربون. ا أقحم، حسب عدد حالات عدم التشبع ؛ انها ال لاحقة“يا يشير إلى مركبات من نوع الهيدروكربون.

اختصار	أقحم	لاحقة
1 كربون	التقى-	مكالمات فردية فقط	-ان-	-أ
2 ذرة كربون	وآخرون
3 ذرات كربون	دعم-	1 رابطة مزدوجة	-ن-
4 كربون	لكن-
5 كربون	مكبوت-	2 روابط مزدوجة	-دين-
6 ذرات كربون	عرافة-
7 ذرات كربون	سبت-	1 رابطة ثلاثية	-في-
8 ذرات كربون	أكتوبر-
9 ذرات كربون	عدم-	2 روابط ثلاثية	-داخل-
10 ذرات كربون	ديسمبر

الخطوة الأولى في اكتشاف تسميات المركب العضوي هي تحديد السلسلة الرئيسية من الكربون ، والتي يجب أن تحتوي على المواد غير المشبعة وأكبر عدد ممكن من الكربون المتسلسل. بعد تحديد السلسلة الرئيسية ، يتم إنشاء ملف يجب تعداد الكربون - بدء العد من أقرب الفروع وعدم التشبع (إن وجد). ال الموقع سيكون عدد الكربون حيث يوجد الفرع أو عدم التشبع. في بعض الأحيان يوجد موقع واحد محتمل لرابطة جذرية أو مزدوجة أو ثلاثية ، لذلك ليس من الضروري التعبير عن موقع الكربون الرابط في التسمية.

ال تسمية الفروع ستعطى بعدد الكربون في كل منها ، بالإضافة إلى الإنهاء خط أو ليرة لبنانية. عندما يكون هناك أكثر من فرع ، يتم استخدام الترتيب الأبجدي.

انظر الأمثلة أدناه:
→ مثال 1

CH₃ - CH₂ - CH₃ → البروبان

• الجزء الأول: البادئة "دعم-"يشير إلى أن السلسلة بها ثلاثة ذرات كربون.

• الجزء الثاني: إنفكس "-ان-"يشير إلى أن الجزيء يقوم فقط بوصلات من النوع سيجما أو بسيط.

• الجزء الثالث: اللاحقة "-أ"من خصائص الهيدروكربونات.

→ مثال 2

CH₂= CH-CH₂-CH₃ → لكن-1-إن

في الهيدروكربونات غير المشبعة ، من الضروري ترقيم وتحديد موقع الكربون الذي يوجد فيه الزوج ، ويجب أن يكون الترقيم صغيرًا قدر الإمكان. لهذا ، يجب أن يبدأ عدد الكربون بالجانب الأقرب للرابطة المزدوجة.

• الجزء الأول: "لكن-" يشير إلى وجود أربعة ذرات كربون في السلسلة.

• الجزء الثاني: "1-ar" يشير إلى عدم التشبع الموجود بين الكربون 1 و 2.

• الجزء الثالث: "-O" هي اللاحقة المميزة للهيدروكربونات.

→ مثال 3

• الجزء الأول: "3-إيثيل" يشير إلى وجود فرع ثنائي الكربون على الكربون 2.

• الجزء الثاني: "-pent-" يشير إلى وجود خمسة ذرات كربون في السلسلة الرئيسية.

• الجزء الثالث: "-an-" هي اللاحمة المطبقة على السلاسل غير المشبعة (بدون روابط مزدوجة أو ثلاثية).

• الجزء الرابع: "-O" هي اللاحقة المميزة للهيدروكربونات.

→ مثال 4

للسلاسل ذات أكثر من فرع، ضع الجذور في التسمية بالترتيب الأبجدي. إذا كانت هناك فروع وعدم تشبع في نفس الجزيء ، فيجب أن يتم عدد الكربون في السلسلة الرئيسية بحيث يكون مجموع أرقام الموقع أصغر ما يمكن.

تم إجراء تعداد الكربون في السلسلة الرئيسية من اليسار إلى اليمين ، ومجموع أرقام عدم التشبع وموقع الفرع هو: 1 + 4 + 3 = 8. إذا كان عدد الكربون من اليمين إلى اليسار ، فستكون التسمية المركبة 4-إيثيل-3-ميثيل-5-إن، التي سيكون مجموع مواقعها: 4 + 3 + 5 = 12 ، وهو أكبر من الفرضية الأخرى ، لذا لا ينبغي استخدامها.

• الجزء الأول: 3-إيثيل -4-ميثيل يشير إلى الراديكاليين بالترتيب الأبجدي ومواقعهم.

• الجزء الثاني: عرافة- يعني أن هناك 6 ذرات كربون في السلسلة الرئيسية.

• الجزء الثالث: 1-أون يشير إلى وجود رابطة مزدوجة على الكربون 1.

• الجزء الرابع: "-O" هي اللاحقة المميزة للهيدروكربونات.

→ مثال 5

بالنسبة للسلاسل المغلقة ، فإن قواعد التسمية صحيحة ، ولكن الكلمة دورة يبدأ اسم المركب ، مشيرًا إلى أنه هيدروكربون مغلق أو دوري.

• الجزء الأول: دورة- يشير إلى أنها سلسلة مغلقة.

• الجزء الثاني: -لكن- يدل على وجود 4 ذرات كربون في السلسلة

• الجزء الثالث: -أهي اللاحقة المميزة للهيدروكربونات.

اقرأ أيضا: تصنيف سلاسل الكربون

أنواع الهيدروكربونات

يمكن تقسيم الهيدروكربونات إلى ألكانات وألكينات وألكينات وألكاديينات - والتي تصنف على أنها وفقًا لإنشاء السلسلة (الروابط المزدوجة أو الثلاثية) - و cyclans ، وهي السلاسل مغلق.

→ الألكانات: هي هيدروكربونات لا تحتوي على عدم تشبع. الصيغة العامة للألكانات هي C_لاح_{2n + 2}، و ال لاomenclature من تأليف اختصار + ا + س.

أنت الألكانات يمكن العثور عليها في الطبيعة، مثل الغاز الميثان (CH₄) ، التي تطلقها الحيوانات وتنتج في عمليات التحلل ، وكذلك في المصافي والصناعات البتروكيماوية. مركبات مثل البروبان (ج₃ح₇), البيوتان (ج₄ح₁₀) ، والذي يتكون منه غاز الطهي (LPG) ، و أوكتان (ج₈ح₁₈) الموجودة في وقود السيارات ، هي منتجات ثانوية لـ البترول.

لهب متحكم به ناتج عن غاز البترول المسال ، وهو نظام مشابه لنظام الاستخدام المنزلي.

→ الألكينات أو الألكينات: هي سلاسل الكربون التي لديها عدم تشبع ، رابطة مزدوجة. صيغته العامة هي C_لاح_{2 ن}، وما تملكه لاomenclature من تأليف صالمرجع + ar + o.

ا غاز الاثيلين (ج₂ح₄) ، المستخدمة في الزراعة لتسريع نضج الثمار ، تنتمي إلى الوظيفة ألكين. يستخدم المركب أيضًا في إنتاج المواد الخام بولي ايثيلين، تستخدم في صناعة الأواني البلاستيكية.

→ ألكينز أو أسيتيلنيك: هيدروكربونات ذات رابطة ثلاثية. صيغته العامة هي C_لاح_{2 ن - 2}. ال التسمية من تأليف البادئة + في + o.

ا الأسيتيلين أو etine (c₂ح₂) عبارة عن غاز لدالة الألكين المستخدمة في اللحامات وقطع المعادن. يمكن أن يصل هذا المركب إلى درجات حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية ، مما يسمح بإجراء الإصلاحات على الأجزاء المغمورة من السفينة.

→ alkadienes أو dienes: سلاسل كربون ذات تشبعين ، أي رابطان مزدوجان بين ذرات الكربون. الصيغة العامة لهذه الوظيفة هي C._لاح_{2 ن - 2.} يجب أن تدرك أنها نفس الصيغة مثل الألكينات ، مما يعني أنه يمكن أن يحدث ايزومرية بين المركبات (نفس الصيغة الجزيئية لمركبات مختلفة).

تتكون التسمية للكادين من صالمرجع + دين + س.

مثال:

→ الهيدروكربونات ذات السلسلة المغلقة: تنظم الجزيئات نفسها بطريقة دورية ، وتميل إلى تكوين مضلع ، وكما هو الحال في السلاسل المفتوحة ، قد تكون هناك مؤسسات و / أو تشعبات. الأعاصير ، الأعاصير ، السيكلنات والبنزين هي هيدروكربونات مغلقة السلسلة.

1. الأعاصير أو الألكانات الحلقية: سلاسل دورية تتكون فقط من روابط مفردة. صيغته العامة هي C_لاح_{2 ن}. التسمية: جiclo + بادئة + an + o.

2. الدورات أو الألكينات الحلقية: سلاسل هيدروكربونية مغلقة مع منشأة. صيغته العامة هي C_لاح_2n-2. التسمية: çiclo + بادئة + en + ا.

3. السيكلنات أو الألكينات الحلقية: الهيدروكربونات ذات السلسلة المغلقة مع وجود رابطتين مزدوجتين. صيغته العامة هي C_لاح_2n-4. التسمية: çiclo + بادئة + في + o.

   

4. بنزين

البنزين هو نوع من الهيدروكربون مغلق السلسلة مع ستة ذرات كربون حيث تتنوع الروابط بين مفردة ومزدوجة. هذه المركبات سامة ومسببة للسرطان بدرجة عالية ، حيث تستخدم كمذيبات عضوية في العمليات الكيميائية.

لكي يتم اعتبار الهيدروكربون عطريًا ، يجب أن يكون هناك عنصر واحد على الأقل حلقة البنزين، وهو شديد التفاعل ، وبالتالي يخضع لاثنين أو أكثر بدائل، والتي سنراها هنا تداعيات. عندما يكون هناك جذران متصلان ، سيكون لدينا أسماء محددة لكل زوج من المواضع.

• شعاعي على 1،2 ذرة من البنزين → أورثو

• الجذور عند 1،3 كربون من البنزين → هدف

• شعاعي على الكربون 1،4 من البنزين → ل

تتم تسمية مركب عطري على النحو التالي:

• الجزء الأول: تموضع الروابط (ortho ، هدف أم إلى).

• الجزء الثاني: اسم الراديكالي أو الراديكاليين المرتبطين بالبنزين (ميثيل ، إيثيل ، بروبيل ...). يتبع الاسم الذي يطلق على الجذور قاعدة الهيدروكربونات الأخرى.

• الجزء الثالث: -بسم، وهو المصطلح المميز للهيدروكربونات العطرية.

أمثلة:

→ أورثو ثنائي ميثيل بنزين

• الجزء الأول: اrto- يشير إلى أن الجذور موضوعة على الكربون 1 و 2.

• الجزء الثاني: -ديميثيل- يشير إلى جذرين ، كلاهما يحتوي على كربون واحد.

• الجزء الثالث: -البنزين هو المصطلح المميز للهيدروكربونات العطرية.

→ أورثو إيثيل ميثيل بنزين

• الجزء الأول: مأوه- يشير إلى أن الجذور موضوعة على الكربون 1 و 3.

• الجزء الثاني: إيثيل ميثيل- يشير إلى كمية الكربون في كل جذري إيثيل ال اثنين من فرع الكربون و الميثيل المتفرعة بكربون واحد - وضعت في التسمية بالترتيب الأبجدي.

• الجزء الثالث: -البنزين هو المصطلح المميز للهيدروكربونات العطرية.

→ شبه ثنائي إيثيل بنزين

• الجزء الأول: صمحراث- يشير إلى أن الجذور موجودة على الكربون 1 و 4 من البنزين.

• الجزء الثاني: -ديثيل- يشير إلى جذرين من النوع إيثيل ، أي فرعين يحتوي كل منهما على كربونين.

• الجزء الثالث: -البنزين هو المصطلح المميز للهيدروكربونات العطرية.

اقرأ أيضا:اكتشاف بنية البنزين

تمارين حلها

(غير مسؤول) - الأوكتان هو أحد المكونات الرئيسية للبنزين ، وهو خليط من الهيدروكربونات. الصيغة الجزيئية للأوكتان هي:

أ) C8H18

ب) C8H16

ج) C8H14

د) C12H24

ه) C18H38

الجواب: حرف أ). تحليل المصطلحات المركبة أوكتان، إنه ألكان ، أي جزيء يتكون فقط من روابط مفردة. إذا كانت الصيغة العامة للألكانات هي C_لاح_{2n + 2}، باستبدال "n" بثمانية ، وهي كمية الكربون في السلسلة الرئيسية - وفريدة من نوعها في هذه الحالة - سيكون لدينا أن الصيغة الجزيئية للأوكتان هي C8H18.

(UFSCar-SP) - تأمل العبارات التالية حول الهيدروكربونات.

ط) الهيدروكربونات مركبات عضوية تتكون فقط من الكربون والهيدروجين.

II) فقط الهيدروكربونات غير المشبعة ذات السلسلة المستقيمة تسمى الألكينات.

III) Cycloalkanes عبارة عن هيدروكربونات أليفاتية مشبعة بالصيغة العامة CnH2n.

رابعا) هيدروكربونات عطرية: بروموبنزين ، نيتروتولوين ونفثالين.

العبارات التالية صحيحة:

أ) الأول والثالث ، فقط.

ب) الأول والثالث والرابع فقط.

ج) الثاني والثالث فقط.

د) الثالث والرابع فقط.

ه) الأول والثاني والرابع فقط.

الجواب: حرف أ).

II - الألكينات هي مركبات ذات رابطة مزدوجة ، أي غير مشبعة ، ولكن يمكن أن يكون لها تشعبات في سلسلتها ، وليست خطية بشكل حصري.

IV - تنتمي مركبات بروميثوبنزين و p-nitrotoluene إلى أخرى وظائف عضوية.

بواسطة Laysa Bernardes
مدرس كيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrocarbonetos.htm