Homogen und isomer
Gleiche Reihe: Eine Reihe von Verbindungen mit der gleichen allgemeinen Formel, ähnlichen Strukturen und ähnlichen chemischen Eigenschaften. Die physikalischen Eigenschaften ändern sich regelmäßig mit der Zunahme der Anzahl der Kohlenstoffatome.
Homologe: Verbindungen derselben Reihe sind zueinander homolog
Isomere: Verbindungen mit derselben Summenformel, aber unterschiedlicher Struktur und Eigenschaften werden als Isomere, kurz Isomere, bezeichnet.
Primäre, sekundäre, tertiäre und quartäre Kohlenstoffatome (Bozhongshuji)
Name
gemeinsame Nomenklatur
Geradkettige Alkane (ohne Verzweigungen) werden „n-Alkane“ genannt.
A, B, C, Ding, Wu, Ji, Geng, Xin, Rengui, nach 10 Großbuchstaben verwenden, elf, zwölf ...
Alkane mit verzweigten Ketten: Einfache Isomere können durch das Präfix n unterschieden werden.
Anders: Am zweiten Kohlenstoffatom am Ende der Kohlenstoffkette befindet sich eine Methylgruppe und keine weiteren Verzweigungen.
Neu: Am zweiten Kohlenstoffatom am Ende der Kohlenstoffkette befinden sich zwei Methylgruppen und keine weiteren Verzweigungen.
Nomenklatur der Alkylgruppen
Wenn ein H von einem Alkan entfernt wird, wird die verbleibende Atomgruppe als Alkylgruppe R- bezeichnet (gemäß der üblichen Nomenklatur).
systematische Nomenklatur
Die Benennung geradkettiger Alkane entspricht der gewöhnlichen Nomenklatur, das Wort „normal“ davor ist nicht erforderlich.
Die Benennung verzweigter Alkane gliedert sich in drei Schritte:
Wählen Sie die Hauptkette: Die längste Kohlenstoffkette ist die Hauptkette, und die anderen Seitenketten werden als Substituenten verwendet, was als Alkan bezeichnet wird.
Wenn die Hauptketten gleich lang sind, wählen Sie diejenige mit den geradesten Gliedern als Hauptkette.
Nummerierung: Nummerieren Sie die Kohlenstoffatome in der Hauptkette der Reihe nach, beginnend mit dem Ende, das der Verzweigungskette am nächsten liegt.
Substituent
Gelistet nach den besseren Gruppen
Für das Atom, an dem sich die freie Valenz des Substituenten befindet, wird dasjenige mit der größeren Ordnungszahl bevorzugt. Bei gleichen Ordnungszahlen wird die Massenzahl des Isotops verwendet Priorität.
Bei mehratomigen Substituenten gilt: Wenn das Atom, an dem sich die freie Valenz befindet, das gleiche ist, wird das zweite mit dem Atom verbundene Atom der Reihe nach verglichen. Wenn das zweite Atom das gleiche ist, wird das dritte Atom verglichen und so weiter.
Bei Substituenten, die Doppel- und Dreifachbindungen enthalten, kann davon ausgegangen werden, dass sie über 2 oder 3 Einfachbindungen verfügen, die mit demselben Atom verbunden sind.
Im englischen Namen werden die Substituenten in alphabetischer Reihenfolge geschrieben.
Alkanstruktur
Hybridorbitaltheorie
Bei der Bildung eines mehratomigen Moleküls kann das Zentralatom in einen angeregten Zustand gelangen, und mehrere verschiedene Arten von Atomorbitalen mit ähnlichen Energien werden linear kombiniert, um die Energie neu zu verteilen und die räumliche Richtung zu bestimmen, um eine gleiche Anzahl neuer Atomorbitale zu bilden Der Vorgang wird Hybridisierung genannt, und das neu gebildete Orbital wird Hybridorbital genannt.
Hybride Orbitaleigenschaften
Vorteil
Die Elektronenwolkenverteilung ist konzentrierter
Stärkere Direktionalität und verbesserte Bindungsfähigkeit der Atome
Durch die Hybridisierung wird der Winkel zwischen den Orbitalen vergrößert und der Bindungswinkel vergrößert, was die Bildung starker Bindungen und stabiler Moleküle begünstigt.
räumliche Anordnung
Jede Umlaufbahn ist so weit wie möglich verteilt und symmetrisch verteilt
Konformationen von Ethan und Butan
Konformation: Ein Molekül mit einer bestimmten Struktur präsentiert unterschiedliche dreidimensionale Bilder, da die Drehung einer Einzelbindung die relative Position seiner Atome oder Atomgruppen im Raum verändert.
Die stabilste Konformation von Ethan ist die Kreuzkonformation
Die Reihenfolge der Butan-Konformationsstabilität ist: Para-Kreuz (ap) > Ortho-Kreuz (sc) > teilweise Überlappung (ac) > vollständige Überlappung (ap)
Konformationsisomere: Isomere mit derselben molekularen Zusammensetzung und derselben Strukturformel, die jedoch aus unterschiedlichen relativen Positionen von Atomen oder Atomgruppen im Raum resultieren (es gibt unzählige Konformationsisomere von Molekülen).
physikalische Eigenschaften
Relative Dichte: Die relative Dichte von Alkanen nimmt mit zunehmender relativer Molekülmasse zu, liegt jedoch immer unter 1
Polarität: Ein Molekül hat keine oder nur eine sehr schwache Polarität
Löslichkeit: Leicht löslich in schwach polaren und unpolaren Lösungsmitteln
Stoffzustand: Alkane bei Raumtemperatur und Normaldruck: 1C~4C (g), 5C~16C (l), 17C~ (s)
Siedepunkt: Geradkettige Alkane: Die Siedepunkte von Alkanen steigen mit zunehmender relativer Masse des Moleküls allmählich an, der Siedepunkt nimmt mit jedem zusätzlichen CH2 schnell ab Bei gleichem Molekulargewicht ist der Siedepunkt umso niedriger, je mehr verzweigte Ketten sie haben
chemische Eigenschaften
Chlorierung: Alkane reagieren mit Chlor, was dazu führt, dass Wasserstoffatome in den Alkanen durch Chlor ersetzt werden (Reaktionsbedingungen: Erhitzen oder Licht)
Oxidation und Verbrennung: Bei organischen Reaktionen ist die Zugabe von Sauerstoff und die Entfernung von Wasserstoff eine Oxidation, die Zugabe von Wasserstoff und die Entfernung von Sauerstoff eine Reduktion.
Stabilität: Bei Raumtemperatur können starke Säuren, starke Basen, starke Oxidationsmittel usw. nicht mit Alkanen reagieren oder die Reaktion ist sehr langsam.
Mechanismus freier Radikale: Die Reaktion wird wiederholt, die alten freien Radikale verschwinden und es entstehen neue freie Radikale. Die Reaktion mit Ketteninitiierung, Kettenwachstum und Kettenabbruch wird in der Chemie als Reaktion freier Radikale bezeichnet °H> 1°H, relative Stabilität freier Radikale: 3°C>2°C>1°H
Der Siedepunkt einer Flüssigkeit hängt von der Größe der intermolekularen Anziehung ab. Zwischen Alkanmolekülen besteht nur eine sehr schwache Dispersionskraft, und die Dispersionskraft hängt von der Kontaktfläche der Moleküle ab.
Die Konformation mit der niedrigsten Energie ist die stabilste und die stabilste Konformation ist die dominante Konformation. Die dominante Konformation ist nicht die einzige Konformation des Moleküls, sondern die häufigste Konformation
Je mehr S-Komponenten, desto kürzer die Umlaufbahn, desto größer die Bindungskraft des Atomkerns an die Elektronen und je größer die Elektronegativität, desto mehr P-Komponenten, desto länger die Hybridbahn und desto kleiner die Elektronegativität.
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