פחמימנים: מינוח, סוגים, תרגילים

אתה פחמימנים מורכבים נוצרו על ידי פַּחמָן (ג) ו מֵימָן (H). הגמישות של הפחמן, שהיא היסוד העיקרי של תרכובות אלה, מעדיפה את קיומו של מגוון עצום של מבנים לכן, מאפיינים מסוימים, כגון נקודת התכה ונקודת רתיחה, עשויים להיות שונים בין פחמימן אחד למשנהו.

הם בעיקר מולקולות אפולרית, עם כוחס בין-מולקולרית סוג דיפול המושרה ו צפיפות פחות מ ה מהמים. הזיהוי של תרכובות אלו יכול להיעשות באמצעות המינוח, העוקב אחר הכללים שנקבעו על ידי האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (Iupac).

קרא גם: פחמן - אחד האלמנטים הנפוצים ביותר ביקום

תכונות של פחמימנים

פחמימנים הם מולקולות לא קוטביות המורכבות מפחמן ומימן.

• קוטביות: פחמימנים ללא נוכחות של הטרואטומים הם אפולרית.

• כוחות בין-מולקולריים: הקשרים בין המולקולות של פחמימנים הם מהסוג דיפול המושרה.

• נקודת התכה ורְתִיחָה: הם משתנים בהתאם לגודל, לתפקוד ולארגון המבני של המולקולה.

• מצב פיזי: בתנאים רגילים של טמפרטורה ולחץ, פחמימנים עם ארבעה אטומי פחמן או פחות נמצאים במצב גזי. בעלי 5 עד 17 פחמנים נמצאים במצב נוזלי, ופחמימנים עם יותר מ -17 פחמנים הם חומרים מוצקים.

• צְפִיפוּת: קטן מה- צְפִיפוּת מים, כלומר פחות מ -1.0 גרם / ס"מ³.

• תגובתיות: פחמימנים אליפטיים ולא רוויים אינם ריאקטיביים; תרכובות בלתי רוויות נוטות יותר להגיב עם מולקולות אחרות, ופחמימנים מחזוריים עם עד חמישה פחמנים הם מאוד תגובתי.

סיווג פחמימנים

הפחמימנים ניתן לסווג לפי הארגון המבני של הרשת ועל ידי המפעלים.בלתי רוויה הוא נוכחות של קשר כפול או משולש בין פחמנים, הוא ההתרחשות של חיבורים מסוג pi (π). כבר את ענפים הם כמו "ענפים" המחוברים למבנה פחמימני גדול יותר. שרשראות מחזוריות יכולות להכיל גם ענפים ו / או בלתי רוויות - הארגון המבני של פחמימנים בעלי שרשרת סגורה יוצר מצולעים כמו ריבוע, משולש, הקסאן, בין היתר.

לגבי סידור האטומים, לפחמימן יכול להיות שרשרת רגילה או מסועפת.

→ פחמימנים Cקו רגיל, לינארי או ישר: זה עם מחרוזת שיש לה רק שני קצוות.

→ פחמימנים Cשונא מְסוּעָף: זו עם שרשרת שיש לה יותר משני קצוות. על מנת לדעת היכן ומהם הסניפים, חשוב לבחור נכון את השרשרת הראשית. השרשרת הראשית חייבת להכיל את כל בלתי רוויה והטרו-אטומים (אם ישנם), בנוסף ל המספר הגדול ביותר של פחמנים רציפים. פחמנים שאינם כלולים בשרשרת הראשית הם סניפים.

דוגמא:

ביחס ל"סגירה "שלה, לפחמימן יכול להיות שרשרת סגורה, פתוחה או מעורבת.

→ פחמימנים בשרשרתס סגור או מחזורי: בעלי שרשראות שבהן האטומים מתארגנים ויוצרים מעגל, מצולע או טבעת ארומטית (פחמימן סגור עם בלתי רוויות לסירוגין). אין קצוות רופפים אלא אם כן יש ענף. כל קודקוד של המצולע מייצג פחמן וסוכני קשירת המימן שלו.

→ שרשרת פתוחה או פחמימנים אציקליים: הם בעלי שרשראות שיש להם לפחות שני קצוות.

→ פחמימנים של מחרוזת מסוג מעורב: נוצר על ידי טבעת או שרשרת מחזורית המחוברת לחלק ליניארי; יש לו לפחות קצה אחד.

קרא גם: פחמימנים ארומטיים - דוגמאות ותכונות

המינוח של פחמימנים

עבור כל סוג של פחמימנים, קיים כלל שמות שנקבע על ידי Iupac. המינוח של תרכובות אלה נעשה כדלקמן:

• חלק 1: מיקום ושם הענפים (אם ישנם);

• חלק 2: המונח חל מחזור אם המתחם הוא שרשרת סגורה, אך אם מדובר בשרשרת אליפטית (פתוחה), לא יהיה צורך בכך;

• חלק שלישי: קידומת המציינת כמה פחמנים יש בשרשרת הראשית;

• חלק 4: מיקום ותיקון המעידים על סוג בלתי-רוויה במולקולה;

• חלק 5: סיומת "o" המתאימה לפחמימנים.

אם למולקולה יש מבנה פתוח, ללא הסתעפות, המינוח יתחיל בחלק 3.

הטבלה שלהלן מציגה את המידע הנדרש (קידומת, קידומת וסיומת) לגבי המינוח הפחמימני באופן כללי. או קידומת משתנה עם מספר הפחמנים; או infix, על פי מספר בלתי רוויות; זה ה סִיוֹמֶת“O " מתייחס לתרכובות מסוג פחמימנים.

קידומת	אינפיקס	סִיוֹמֶת
פחמן אחד	נפגש-	שיחות יחיד בלבד	-אן-	-ו
2 פחמנים	et-
3 פחמנים	לִתְמוֹך-	קשר כפול אחד	-en-
4 פחמנים	אבל-
5 פחמנים	סָגוּר וּמְסוּגָר-	2 קשרים כפולים	-דין-
6 פחמנים	משושה-
7 פחמנים	משמח-	קשר משולש אחד	-ב-
8 פחמנים	אוקטובר-
9 פחמנים	לֹא	2 קישורים משולשים	-דין-
10 פחמנים	להחליט-

השלב הראשון בגילוי המינוח של תרכובת אורגנית הוא לזהות את השרשרת הראשית של פחמנים, אשר חייבים להכיל את בלתי רוויות וכמה שיותר פחמנים רציפים. לאחר זיהוי השרשרת הראשית, ה- יש למנות פחמנים - התחלת הספירה מהצד הקרוב לענפים ובלתי רוויים (אם יש). ה לוקליזציה יהיה מספר הפחמן בו נמצא הענף או בלתי רוויה. לעיתים יש רק מיקום אחד אפשרי לקשר רדיקלי או כפול או משולש, ולכן אין צורך לבטא את מיקומו של הפחמן המקשר במונח.

ה מינוח לסניפים יינתן לפי מספר הפחמנים בכל אחד, בתוספת סיום קַו אוֹ ll. כשיש יותר מענף אחד משתמשים בסדר אלפביתי.

ראה את הדוגמאות להלן:
→ דוגמה 1

CH₃ צ'₂ צ'₃ → פרופאן

• חלק 1: הקידומת “לִתְמוֹך-”מציין כי לשרשרת יש שלושה פחמנים.

• חלק שני: האינפיקס "-אן-"מסמן כי המולקולה יוצרת רק קשרים מהסוג סיגמא או פשוט.

• חלק שלישי: הסיומת "-ו”אופייני לפחמימנים.

→ דוגמה 2

CH₂= CH-CH₂-CH₃ → אבל-1-ene

בפחמימנים ללא רוויה, יש צורך למנות ולאתר את הפחמן בו נמצא הזוג, ועל המספור להיות קטן ככל האפשר. לשם כך, ספירת הפחמן חייבת להתחיל בצד הקרוב לקשר הכפול.

• חלק 1: "אבל-" מעיד שיש ארבעה פחמנים בשרשרת.

• חלק שני: "1-en" מתייחס לחוסר רוויה הנמצא בין פחמן 1 ל -2.

• חלק שלישי: "-O" הוא הסיומת האופיינית לפחמימנים.

→ דוגמה 3

• חלק 1: "3-אתיל" מאותת שיש ענף דו פחמן על פחמן 2.

• חלק שני: "-סָגוּר וּמְסוּגָר-" מעיד על הימצאותם של חמישה פחמנים בשרשרת הראשית.

• חלק שלישי: "-an-" הוא האינפיקס המופעל על רשתות בלתי רוויות (ללא קשרים כפולים או משולשים).

• חלק 4: "-O" הוא הסיומת האופיינית לפחמימנים.

→ דוגמה 4

לרשתות עם יותר מסניף אחד, מקם את הרדיקלים במינוח בסדר אלפביתי. אם יש ענפים וחוסר רוויה באותה מולקולה, ספירת הפחמנים בשרשרת הראשית צריכה להיעשות באופן שסכום מספרי המיקום יהיה קטן ככל האפשר.

ספירת הפחמן העיקרית בשרשרת נעשתה משמאל לימין וסכום המספרים של הרוויה ומיקום הענף הוא: 1 + 4 + 3 = 8. אם ספירת הפחמן הייתה מימין לשמאל, המינוח המתחם היה 4-אתיל-3-מתיל-5-אננה, שסכום המיקומים שלהם יהיה: 4 + 3 + 5 = 12, שהוא גדול מההשערה האחרת, ולכן אין להשתמש בו.

• חלק 1: 3-אתיל-4-מתיל מתייחס לרדיקלים לפי סדר האלף-בית ולמיקומם בהתאמה.

• חלק שני: משושה- אומר שיש 6 פחמנים בשרשרת הראשית.

• חלק שלישי: 1-en מציין נוכחות של קשר כפול על פחמן 1.

• חלק 4: "-O" הוא הסיומת האופיינית לפחמימנים.

→ דוגמה 5

עבור מיתרים סגורים, כללי השמות מתקיימים, אך המילה מחזור מתחיל את שם התרכובת, המציין שמדובר בפחמימן סגור או מחזורי.

• חלק 1: מחזור- מציין שמדובר במחרוזת סגורה.

• חלק שני: -אבל- מציין את קיומם של 4 פחמנים בשרשרת

• חלק שלישי: -והוא הסיומת האופיינית לפחמימנים.

קרא גם: סיווג שרשראות פחמן

סוגי פחמימנים

ניתן לחלק פחמימנים לאלקנים, אלקנים, אלקינים ואלקדינים - המסווגים כ- על פי הקמת השרשרת (קשרים כפולים או משולשים) - וציקלונים, שהם הרשתות סָגוּר.

→ אלקנס: הם פחמימנים שאין בהם בלתי רוויה. הנוסחה הכללית לאלקנים היא C_לאה_{2n + 2}, וה לאסימן מבשר הוא מורכב על ידי קידומת + an + או

אתה אלקנים ניתן למצוא בטבע, כמו גז מתאן (CH₄), המשתחרר על ידי בעלי חיים ומיוצר בתהליכי פירוק, כמו גם בתי זיקוק ותעשיות פטרוכימיות. תרכובות כמו פרופאן (Ç₃ה₇), גָז בּוטָאן (Ç₄ה₁₀), המרכיב את גז הבישול שלנו (LPG), ואת אוֹקטָן (Ç₈ה₁₈), הנמצאים בדלק רכב, הם תוצרי לוואי של נֵפט.

להבה מבוקרת המיוצרת על ידי גז נפט נוזלי, מערכת דומה לזו לשימוש ביתי.

→ אלקנים או אלקנים: הן שרשראות פחמן בעלות בלתי רוויה, קשר כפול. הנוסחה הכללית שלו היא C_לאה_2n, ושלך לאסימן מבשר הוא מורכב על ידי פתיקון מחדש + en + o.

או גז אתילן (Ç₂ה₄), המשמש בחקלאות להאצת הבשלת הפירות, שייך לתפקיד אלקן. התרכובת משמשת גם לייצור חומר גלם פוליאתילן, המשמשים לייצור כלי פלסטיק.

→ אלקינים או אצטילני: פחמימנים עם קשר משולש. הנוסחה הכללית שלו היא C_לאה_{2n - 2}. ה מִנוּחַ הוא מורכב על ידי קידומת + ב- + o.

או אֲצֵיטִילֵן או אתין (ג₂ה₂) הוא גז של פונקציית האלקין המשמשת ב- ריתוכים וחתכי מתכת. תרכובת זו יכולה להגיע לטמפרטורות של עד 3,000 מעלות צלזיוס, מה שמאפשר לבצע תיקונים בחלקים שקועים בספינה.

→ אלקדיאנים או דינים: שרשראות פחמן עם שתי בלתי רוויות, כלומר שני קשרים כפולים בין פחמנים. הנוסחה הכללית לפונקציה זו היא C._לאה_{2n - 2.} תבין שזו אותה נוסחה כמו אלקינים, מה שאומר שזה יכול לקרות איזומריזם בין תרכובות (אותה נוסחה מולקולרית לתרכובות שונות).

המינוח של אלקדין מורכב מ פתיקון מחדש + dien + o.

דוגמא:

→ פחמימנים שרשרתיים סגורים: המולקולות מארגנות את עצמן בצורה מחזורית, נוטות ליצור מצולע וכמו בשרשראות פתוחות, גם מפעלים ו / או השלכות יכולים להתרחש. ציקלונים, מחזורים, מחזורים ובנזנים הם פחמימנים סגורים.

1. ציקלונים או ציקלואלקנים: שרשראות מחזוריות המורכבות רק מקשרים בודדים. הנוסחה הכללית שלו היא C_לאה_2n. מינוח: גקידומת iclo + + + +.

2. מחזורים או ציקלואלקנים: שרשראות פחמימנים סגורות עם מפעל. הנוסחה הכללית שלו היא C_לאה_2n-2. מִנוּחַ: çקידומת iclo + קידומת + en + או.

3. מחזוריות או ציקלואלקינים: פחמימנים בעלי שרשרת סגורה עם נוכחות של שני קשרים כפולים. הנוסחה הכללית שלו היא C_לאה_2n-4. מִנוּחַ: çקידומת iclo + קידומת + ב- + o.

   

4. בנזן

בֶּנזִין הוא סוג של פחמימנים בעלי שרשרת סגורה עם שישה פחמנים כאשר הקשרים משתנים בין יחיד לכפול. תרכובות אלו הן רַעִיל ומסרטנים מאוד, משמשים כממיסים אורגניים בתהליכים כימיים.

כדי שהפחמימן ייחשב ארומטי, חייב להיות לפחות אחד טבעת בנזן, שהוא מאוד תגובתי, ולכן כפוף לשניים או יותר תחליפים, שנראה כאן כהשלכות. כשיש שני רדיקלים מקשרים, יהיו לנו שמות ספציפיים לכל זוג עמדות.

• רדיאלים על 1,2 פחמנים של בנזן → יָשָׁר

• רדיקלים ב 1,3 פחמנים של בנזן → מטרה

• רדיאלים על פחמן 1,4 של בנזן → ל

שמות תרכובת ארומטית נעשים באופן הבא:

• חלק 1: מיקום הליגנדים (אורתו, מטרה או ל).

• חלק שני: שם הרדיקלים או הרדיקלים המחוברים לבנזן (מתיל, אתיל, פרופיל ...). השם שניתן לרדיקלים עוקב אחר שלטונם של פחמימנים אחרים.

• חלק שלישי: -ברַעַל, שהוא המונח האופייני לפחמימנים ארומטיים.

דוגמאות:

→ אורטו-דימתיל-בנזן

• חלק 1: אוrto- מציין כי הרדיקלים ממוקמים על פחמנים 1 ו -2.

• חלק שני: -דימתיל- מתייחס לשני הרדיקלים, שניהם עם פחמן אחד.

• חלק שלישי: -בֶּנזִין הוא המונח האופייני לפחמימנים ארומטיים.

→ אורטו-אתיל-מתיל-בנזן

• חלק 1: Mאה- מציין שהרדיקלים ממוקמים על פחמנים 1 ו -3.

• חלק שני: אתיל-מתיל- מתייחס לכמות הפחמן בכל רדיקל, ישות אֶתִיל ה ענף דו פחמן ו מתיל מסתעף בפחמן אחד - ממוקם במינוח לפי סדר האלף-בית.

• חלק שלישי: -בֶּנזִין הוא המונח האופייני לפחמימנים ארומטיים.

→ פארה-דיאתיל-בנזן

• חלק 1: פלחרוש- מעיד על כך שהרדיקלים נמצאים בפחמנים 1 ו -4 של בנזן.

• חלק שני: -דיאתיל- מתייחס לשני רדיקלים מהסוג אֶתִיל, כלומר שני ענפים עם שני פחמנים כל אחד.

• חלק שלישי: -בֶּנזִין הוא המונח האופייני לפחמימנים ארומטיים.

קרא גם:גילוי מבנה הבנזין

תרגילים נפתרו

(Unesp) - אוקטן הוא אחד המרכיבים העיקריים של בנזין, שהוא תערובת של פחמימנים. הנוסחה המולקולרית של אוקטן היא:

א) C8H18

ב) C8H16

ג) C8H14

ד) C12H24

ה) C18H38

תשובה: אות א). ניתוח המינוח המתחם אוֹקטָן, זוהי אלקן, כלומר מולקולה המורכבת מקשרים בודדים בלבד. אם הנוסחה הכללית לאלקנים היא C_לאה_{2n + 2}, כאשר אנו מחליפים את "n" בשמונה, שהיא כמות הפחמנים בשרשרת הראשית - וייחודית במקרה זה - יהיה לנו שהנוסחה המולקולרית של אוקטן היא C8H18.

(UFSCar-SP) - שקול את ההצהרות הבאות לגבי פחמימנים.

ט) פחמימנים הם תרכובות אורגניות המורכבות רק מפחמן ומימן.

II) רק פחמימנים בלתי רוויים בעלי שרשרת ישרה נקראים אלקנים.

III) ציקלואלקנים הם פחמימנים אליפטיים רוויים עם הנוסחה הכללית CnH2n.

IV) האם הם פחמימנים ארומטיים: ברומבנזן, p- ניטרוטולואן ונפטלין.

ההצהרות הבאות נכונות:

א) אני ו- III בלבד.

ב) I, III ו- IV בלבד.

ג) II ו- III בלבד.

ד) III ו- IV בלבד.

ה) I, II ו- IV בלבד.

תשובה: אות א).

II - אלקנים הם תרכובות בעלות קשר כפול, כלומר בלתי רווי, אך יכולות להיות השלכות בשרשרת שלהן, לא להיות ליניאריות באופן בלעדי.

IV - תרכובות הברומתובנזן ו- p-nitrotoluene שייכות לאחרות פונקציות אורגניות.

מאת ליסה ברנרדס
מורה לכימיה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrocarbonetos.htm