פחמימנים: סיווג, מינוח ותרגילים

פחמימנים הם תרכובות שנוצרו רק על ידי פחמן ומימן, עם נוסחה כללית: C_איקסה_y.

זוהי כמות נרחבת של חומרים, שהידועים שבהם הם מרכיבי נפט וגז טבעי.

עמוד השדרה של פחמימן מורכב מפחמן ובתורו אטומי המימן נקשרים באמצעות קשר קוולנטי.

הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה הכימית, והם חיוניים בייצור נגזרות נפט: דלקים, פולימרים, פרפינים, בין היתר.

תכונות של פחמימנים

אינטראקציה מולקולרית	הם כמעט תרכובות לא קוטביות ולמולקולות שלהם מצטרף דיפול המושרה.
נקודת התכה ורתיחה	הם נמוכים בהשוואה לתרכובות קוטביות.
מצבי צבירה	גזי: מורכב מ -1 עד 4 פחמנים. נוזל: מורכב מ 5 עד 17 פחמנים. מוצק: תרכובות עם יותר מ -17 פחמנים.
צְפִיפוּת	יש להם צפיפות נמוכה יותר ממים.
מְסִיסוּת	הם אינם מסיסים במים ומסיסים בחומרים שאינם קוטביים.
תגובתיות	נמוך: תרכובות פתוחות וקשרים בודדים. בינוני: תרכובות פתוחות וקשרים כפולים. גבוה: תרכובות מחזוריות של 3 עד 5 פחמנים.

סיווג פחמימנים

באשר לצורת שרשרת הפחמן הראשית, פחמימנים מסווגים ל:

פחמימנים אליפטיים

נוצר על ידי שרשראות פחמן פתוחות או אציקליות, עם פחמנים סופניים.

• אלקנים
• אלקנים
• אלקינים
• אלקדינס

דוגמא:

2,2,4-טרימתיל פנטן

ראה גם: שרשראות פחמן

פחמימנים מחזוריים

נוצר על ידי שרשראות פחמן סגורות או מחזוריות שאין בהן פחמנים סופניים.

• רוכבי אופניים
• מחזורים
• רוכבי אופניים
• ארומטים

דוגמאות:

ראה גם: בֶּנזִין

באשר לקשרים של שרשראות פחמן, בין אם יחיד, כפול או משולש:

פחמימנים רוויים

תרכובות נוצרות על ידי קשרים בודדים בין אטומי פחמן ומימן.

• אלקנים
• רוכבי אופניים

דוגמא:

מתיל ציקלופנטן

פחמימנים בלתי רוויים

לתרכובות שנוצרו קשרים כפולים או משולשים בין אטומי פחמן למימן.

• אלקנים
• אלקינים
• אלקדינס
• מחזורים
• רוכבי אופניים
• ארומטים

1-פנטן

קרא גם על:

• קשרים כימים
• כימיה אורגנית
• פונקציות אורגניות

מִנוּחַ

המינוח של פחמימנים מוגדר על ידי המונחים הבאים:

PREFIX	ביניים	סִיוֹמֶת
מציין את מספר הפחמנים שנמצאים בשרשרת.	סוג הקישור נמצא במחרוזת.	זיהוי הקבוצה הפונקציונלית.

PREFIX	ביניים	סִיוֹמֶת
1C	נפגש	קישור יחיד בלבד	AN	או
2C	ET
3 ג	לִתְמוֹך	קשר כפול	EN
4C	אבל
5C	סָגוּר וּמְסוּגָר	שני קשרים כפולים	דין
6C	HEX
7 ג	HEPT	קישור משולש	IN
8C	אוקטובר
9 ג	לֹא	שני קישורים משולשים	דין
10C	DEC

דוגמאות

עקוב אחר האופן שבו נוצרים שמות פחמימנים:

אתאן

• קידומת: ET, המקביל ל -2 פחמנים.
• מתווך: AN, המקביל לקישורים בודדים.
• סִיוֹמֶת: או, אשר תואם את פונקציית הפחמימנים.

עיין בדוגמאות האחרות:

	פרופאן
	אתן
	אטינו
	פרופולין

במקרים מסוימים יש צורך לציין את מיקום הקשר הכפול או המשולש. המספור חייב להתחיל מהקצה הקרוב ביותר של קישור זה.

	1,3-בוטאדין
	1-בוטיין

למידע נוסף באתר:

• גָז בּוטָאן
• מתאן

סוגי פחמימנים

בדוק את הסוגים העיקריים של פחמימנים, מאפייניהם ואת התרכובות המשמשות:

אלקנים

הם פחמימנים בעלי שרשרת פתוחה עם קשרים בודדים בין אטומי פחמן למימן, שהנוסחה הכללית שלהם היא Ç_לאה_{2n + 2}.

מאפייני אלקנס

• הם נקראים גם פרפינים או פרפינים.
• הם נמצאים בטבע בגז טבעי ובנפט.
• משמשים כדלקים: גז בישול, בנזין, סולר וכו '.

דוגמאות לאלקנים

אלקנים

הם פחמימנים בעלי שרשרת פתוחה ויש להם קשר כפול, שהנוסחה הכללית שלו היא Ç_לאה_2n.

מאפייני אלקנים

• הם נקראים גם אולפינים, אלקנים או פחמימנים אתילניים.
• הם מתקבלים תעשייתית מפיצוח של אלקנים הקיימים בנפט.
• הם משמשים כחומר גלם בתעשייה: פלסטיק, צבעים, חומרי נפץ וכו '.

דוגמאות ליקרים

אלקינים

הם פחמימנים בעלי שרשרת פתוחה עם נוכחות של קשר כפול, שהנוסחה הכללית שלו היא Ç_לאה_2n-2.

מאפייני אלקינים

• הם תגובתי יותר מאלקנים ואלקנים עקב הקשר המשולש.
• אלקינים עם יותר מ -14 אטומי פחמן הם מוצקים.
• האלקין הנפוץ ביותר הוא אצטילן, הנפוץ בייצור גומי סינטטי, סיבי טקסטיל ופלסטיק.

דוגמאות לאלקינים

אלקדינס

הם פחמימנים בעלי שרשרת פתוחה ונוכחות של שני קשרים כפולים, שהנוסחה הכללית שלהם היא Ç_לאה_2n-2

מאפייני אלקדיאנים

• נקרא גם דינים או דיולפינים
• הם נמצאים בטבע בטרפנים, המופקים משמני פרי חיוניים.
• התרכובת הידועה ביותר היא איזופרן, המצויה בגומי טבעי ובשמנים אתרים.

דוגמאות לאלקדיאנים

רוכבי אופניים

הם פחמימנים בעלי שרשרת סגורה עם קשרים בודדים בין אטומי פחמן למימן, שהנוסחה הכללית שלהם היא Ç_לאה_2n.

מאפייני סייקלן

• הם נקראים גם cycloalkanes או cycloparaffins.
• הם אינם יציבים כאשר הם נתונים ללחץ גבוה.
• שרשראות עם יותר מ -6 פחמנים יציבות, ואילו שרשראות עם פחות מ -5 פחמנים הן תגובתיות.

דוגמאות לרוכבי אופניים

מחזורים

הם פחמימנים בעלי שרשרת סגורה עם נוכחות של קשר כפול, שהנוסחה המבנית שלו היא Ç_לאה_2n-2.

מאפייני מחזורי מחזור

• הם נקראים גם ציקלואלקנים.
• תרכובות של 3 עד 5 פחמנים אינן יציבות.
• הם נמצאים בדרך כלל בגז טבעי, נפט ונפט.

דוגמאות למחזורי מחזור

רוכבי אופניים

הם פחמימנים בעלי שרשרת סגורה עם נוכחות של קשר משולש, שהנוסחה המבנית שלו היא Ç_לאה_2n-4.

מאפייני רכיבה

• הם נקראים גם cycloalkynes או cycloalkynes.
• הם פחמימנים מחזוריים ולא רוויים.
• הם לא יציבים בגלל קשר משולש ואינם נמצאים בטבע.

דוגמאות למסלולי מחזור

ארומטים

הם פחמימנים בעלי שרשרת סגורה עם קשרים בודדים וכפולים לסירוגין.

מאפייני הארומטים

• הם נקראים גם זירות.
• הם תרכובות בלתי רוויות, מכיוון שיש להם 3 קשרים כפולים.
• הם מורכבים לפחות מטבעת ארומטית אחת.

דוגמאות לארומטיות

אתה עשוי להתעניין גם ב:

• נֵפט
• זיקוק נפט
• אֲצֵיטִילֵן

סיכום פחמימנים

כיבוש	פורמולה כללית	תכונות
אלקן		שרשרת פתוחה עם חוליות פשוטות.
אלקן		שרשרת פתוחה עם קשר כפול.
אלקין		שרשרת פתוחה עם קשר משולש.
אלקדין		שרשרת פתוחה עם שני קשרים כפולים.
רוכבי אופניים		שרשרת סגורה עם חיבורים פשוטים.
מחזורים		שרשרת סגורה עם קשר כפול.
רוכבי אופניים		שרשרת סגורה עם חוליה משולשת.
אֲרוֹמָתִי	מִשְׁתַנֶה	שרשרת סגורה עם קשרים בודדים וכפולים לסירוגין.

תרגילים על פחמימנים

1. (UEMA) גפ"מ (גז נפט נוזלי), הידוע גם בכינויו גז בישול, הוא דלק מאובן שאינו מתחדש שיכול להיגמר בן לילה אם לא משתמשים בו בתכנון ובלעדיו עודף. הוא מורכב בין היתר מגזים מ פרופאן C₃ה₈, בוטאן סי₄ה₁₀ וכמויות קטנות של פרופילן C₃ה₆ ובוטן סי₄ה₈. תרכובות אורגניות אלה מסווגות כפחמימנים שיש ביניהן קווי דמיון והבדלים. בהתבסס על סוג הקשר בין פחמנים וסיווג שרשרת הפחמן של התרכובות לעיל, ניתן לקבוע כי:

א) התרכובות הבלתי רוויות הן פרופאן ובוטאן.
ב) התרכובות הבלתי רוויות הן פרופן ובוטן.
ג) התרכובות הבלתי רוויות הן פרופן ובוטאן.
ד) לתרכובות יש שרשראות הומוציקליות.
ה) לתרכובות שרשרות הטרוציקליות.

ראה תשובה

חלופה ב) התרכובות הבלתי רוויות הן פרופן ובוטן.

שגוי. לתרכובות אלה אין בלתי רוויות, קשריהם פשוטים.

ב) נכון. המונח "en" מציין נוכחות של קשרים כפולים בתרכובות.

ג) לא נכון. לבוטאן אין שום בלתי רוויות.

ד) שגוי. שרשראות אלו סגורות ואטומי הפחמן מקושרים על ידי קשרים בודדים.

ה) לא נכון. לשרשראות אלו יש הטרו-אטום, כגון חמצן וחנקן.

2. (Uel) אחת הנוסחאות הנוסחתיות C₅ה₁₂ עשויה להיות שרשרת פחמן:

א) מחזורי רווי.
ב) מחזורי הטרוגני.
ג) מחזורית מסועפת.
ד) פתוח בלתי רווי.
ה) פתוח מסועף.

ראה תשובה

חלופה ה) פתוח מסועף.

שגוי. תרכובת מחזורית רוויה תואמת לציקלן, שהנוסחה שלו היא C_לאה_2n.

דוגמא:

ב) לא נכון. לתרכובת אציקלית הטרוגנית נוכחות של אלמנט נוסף בנוסף לפחמן המורכב בשרשרת.

דוגמא:

ג) לא נכון. לתרכובת מחזורית מסועפת יש נוסחה C_לאה_2n.

דוגמא:

ד) שגוי. תרכובת שרשרת פתוחה בלתי רוויה יכולה להיות אלקן או אלקין, הנוסחה שלו היא בהתאמה C._לאה_2n ו- ג_לאה_2n-2.

דוגמאות:

ה) נכון. תרכובת מסועפת פתוחה היא אלקן שהנוסחה שלו היא C_לאה_{2n + 2}. תרכובת של 5 פחמנים ו -12 מימנים יכולה להיות איזופנטן.

דוגמא:

3. (PUC) אלקינים הם פחמימנים:

א) אליפטיות רוויות.
ב) אליציקליים רוויים.
ג) קשרים כפולים של אליפטים בלתי רוויים.
ד) אליציקליים בלתי-רוויים קשורים משולשים.
ה) אליפטיות בלתי-רוויות משולשות.

ראה תשובה

אלטרנטיבה ה) קשרים משולשים בלתי-רוויים.

שגוי. התרכובות הפתוחות והקשרים החדשים הם אלקנים.

דוגמא:

ב) לא נכון. תרכובות מחזוריות עם קשרים בודדים הם ציקלנים.

דוגמא:

ג) לא נכון. תרכובות פתוחות וקשורות כפולות הם אלקנים.

דוגמא:

ד) שגוי. תרכובות מחזוריות וקשורות משולשות הן ציקלונים.

דוגמא:

ה) נכון. אלקינים הם תרכובות פתוחות וקשורות משולשות.

האם אתה רוצה להמשיך ולבדוק את הידע שלך? הקפד לבדוק את הרשימות הבאות:

• תרגילים על פחמימנים
• תרגילים בנושא כימיה אורגנית
• תרגילים על פונקציות אורגניות