الهيدروكربونات

ما هي الهيدروكربونات:

الهيدروكربونات ، التي تسمى أيضًا كربيد الهيدروجين ، هي مركبات عضوية ليس لها تركيب إلا ذرات كربون (C) وهيدروجين (H) ، وبالتالي لها الصيغة العامة C x H y .

يتكون الهيدروكربون من هيكل كربون ترتبط به ذرات الهيدروجين تساهميًا .

هذا هو المركب الأكثر أهمية في مجال الكيمياء العضوية.

جميع أنواع الهيدروكربونات تتأكسد بسهولة ، وتطلق الحرارة. بالنسبة للجزء الأكبر ، فهي ليست قابلة للذوبان في الماء.

الهيدروكربونات الطبيعية عبارة عن مركبات كيميائية تتشكل داخل الأرض (يزيد عمقها عن 150 كم) تحت ضغط عالٍ وتصل إلى مناطق ذات ضغط منخفض من خلال العمليات الجيولوجية.

أين توجد الهيدروكربونات؟

المصدر الرئيسي للهيدروكربونات هو البترول. لهذا السبب ، يوجد الهيدروكربون في مشتقات مختلفة مثل الكيروسين ، البارافين ، الغاز الطبيعي ، البنزين ، جيلي البترول ، زيت الديزل ، غاز البترول المسال ( غاز البترول المسال) ، البوليمرات (مثل البلاستيك والمطاط) ، وغيرها.

هذا المركب العضوي يشكل 48 ٪ من مصفوفة الطاقة في البرازيل.

سلسلة الكربون التي تشكل جزءًا من تكوين الهيدروكربونات هي رباعي التكافؤ ، أي يمكنها صنع أربع روابط.

الكربون قادر على الاتصال مع ذرات الكربون الأخرى ومع الهيدروجين من خلال روابط مفردة أو مزدوجة أو ثلاثية .

تصنيف الهيدروكربونات

يعتمد تصنيف المواد الهيدروكربونية على ثلاث خصائص: شكل سلسلة الكربون الرئيسية ، روابط سلاسل الكربون ، وجود جذور الألكيل في سلسلة الكربون ووجود ذرات سداسية متباينة تقسم سلسلة الكربون.

تعلم المزيد عن الهيدروجين.

شكل سلسلة الكربون الرئيسية

فيما يتعلق بشكل سلسلة الكربون الرئيسية ، ينقسم تصنيف الهيدروكربونات إلى أليفاتية ودائرية .

تحقق من كل أشكال سلسلة الكربون هذه تتكون من.

الهيدروكربونات الأليفاتية

تتشكل الهيدروكربونات الأليفاتية بواسطة سلاسل كربونية مفتوحة أو غير حلقية . في هذه السلاسل ، الكربونات هي محطة.

أمثلة :

ألكان

الهيدروكربونات الألكينية ، والتي تسمى أيضًا البارافين أو البارافين ، عبارة عن مركبات زيتية حيث توجد روابط بسيطة فقط بين الكربون.

الصيغة العامة للألكان هي C n H 2 n + 2 (n = أي عدد صحيح).

ألكين

يُطلق عليه أيضًا أولفين أو ألكين أو هيدروكربون إيثيلين ، وهو مركب ذو تفاعل ضعيف حيث يوجد رابطة مزدوجة بين الكربونات.

الصيغة العامة للألكين هي C n H 2 n .

السينامكي

يُسمى أيضًا methylacetylene ، الألكين عبارة عن هيدروكربون حيث تكون الروابط بين الكربونات ثلاثة أضعاف.

الصيغة العامة للألكين هي C n H2 n -2.

alkadiene

تسمى أيضًا dienes أو diolefins ، alkadienes عبارة عن هيدروكربونات حيث تكون الروابط بين الكربونات مزدوجة.

الصيغة العامة للألكاديين هي C n H2 n -2.

الهيدروكربونات الحلقية

تتشكل الهيدروكربونات الحلقية بواسطة سلاسل كربونية مغلقة أو حلقية. هذه السلاسل لا تملك كربونات طرفية.

أمثلة :

Ciclano

يُطلق عليه أيضًا السيكلو ألكان أو السيكلوبارافين أو الهيدروكربون النافثيني ، وهو سيكل الهيدروكربونات المشبعة ، ويتكون من روابط مفردة.

وقد أغلقت سلسلة الكربون وصيغتها العامة هي C n H2 ن .

cyclen

تسمى أيضًا cycloalkenes ، السيكلينات عبارة عن هيدروكربونات غير مشبعة ، مكونة من روابط مزدوجة.

أغلق السيكلين سلسلة كربونية وصيغته العامة هي C n H2 n -2.

Ciclino

وتسمى أيضًا سيكلو ألكيل أو سيكلو ألكيل ، إن السيكلينو عبارة عن هيدروكربون دوري وغير مشبع.

يتكون من سلسلة كربونية مغلقة مع روابط ثلاثية وصيغتها العامة هي C n H2 n -4.

عطري

أو

وتسمى أيضًا أرينيس ، الهيدروكربونات العطرية عبارة عن مركبات غير مشبعة تتكون من روابط مزدوجة.

العطرية لها سلسلة كربونية حلقية أو مغلقة وصيغتها العامة هي C 6 H 6 .

نوع اتصال سلاسل الكربون

اعتمادًا على نوع رابطة الكربون ، يمكن تصنيف الهيدروكربونات على أنها مشبعة أو غير مشبعة .

انظر أدناه لمعرفة ما يتكون كل من هذه التصنيفات.

الهيدروكربونات المشبعة

تتشكل الهيدروكربونات المشبعة بواسطة روابط واحدة .

أمثلة : الألكانات ، الأعاصير.

الهيدروكربونات غير المشبعة

تتشكل الهيدروكربونات غير المشبعة بواسطة روابط مزدوجة أو ثلاثية .

أمثلة : الألكينات ، الألكينات ، الألكاديين.

وجود جذور الألكيل

فيما يتعلق بوجود جذور الألكيل ، قد يكون للهيدروكربونات إما سلسلة كربون طبيعية أو متفرعة .

سلسلة الكربون العادي

لا يحتوي الهيدروكربونات الكربونية الطبيعية على جذور ألكيل.

مثال : البنتان

سلسلة الكربون المتفرعة

عندما يحتوي الهيدروكربون على سلسلة كربون متفرعة ، فإن هذا يعني أن السلسلة الكربونية الرئيسية فيها تحتوي على جينات ألكيل.

مثال : ميثيل بروبان

وجود ذرات غير متجانسة تقسم السلسلة الكربونية

سلسلة التسلسل الكربوني قد تكون أو لا يمكن تقسيمها وفقًا لوجود ذرات غير متجانسة.

سلسلة الكربون متجانسة

عندما يحتوي الهيدروكربون على سلسلة كربونية رئيسية متجانسة ، فهذا يعني أن هذه السلسلة لا يتم تقسيمها بواسطة ذرات غير متجانسة.

سلسلة كربونية غير متجانسة

إذا كان الهيدروكربون يحتوي على سلسلة كربون رئيسية غير متجانسة ، فهذه السلسلة لها سلسلة كربون مقسومة على ذرة غير متجانسة.

تسميات الهيدروكربونات

يتم تعريف التسمية الهيدروكربونية من خلال مزيج من ثلاثة أجزاء:

تحدد البادئة عدد الكربونات ، ويحدد الوسيط نوع الرابطة ، وتشير اللاحقة إلى الوظيفة التي ينتمي إليها المركب (في هذه الحالة ، فئة الهيدروكربون).

تحقق أدناه من قائمة البادئات والوسائط التي تم دمجها لتعيين الهيدروكربونات.

قائمة البادئات

عدد الكربوناتبادئة
1Met-
2et-
3prop-
4ولكن-
5حبيس
6hex-
7hept
8أكتوبر
9عدم
10ديسمبر

قائمة الوسطاء

نوع الاتصالمتوسط
روابط بسيطة فقط-an-
ثنائي-EN
ثلاثي-in-
اثنين من الزوجي-dien-

انظر إلى بعض الأمثلة على تكوين اسم الهيدروكربون.

أمثلة :

CH 3- CH 2 -CH 2 -CH 3

في الشكل الهيكلي أعلاه ، يمكننا مراقبة مركب مكون من 4 كربونات والتي لها روابط واحدة فقط (يشار إليها بالرمز "-").

  • بادئة 4 كربونات = but-
  • وسيطة للسندات الفردية = -
  • لاحقة هيدروكربون = -o

لاحظ أن توحيد البادئة + intermediate + لاحقة يؤدي إلى اسم BUTHANE .

CH 2 = CH 2

يحتوي الشكل الهيكلي أعلاه على 2 كربون وسندات مزدوجة (يشار إليها بالرمز "=").

  • بادئة لكربونات 2 = et-
  • وسيطة للسندات المزدوجة = -
  • لاحقة هيدروكربون = -o

لاحظ أن اتحاد البادئة + intermediate + لاحقة يعطي اسم ETENO .

CH 2 = CH-CH 2 -CH 3

CH 3 -CH = CH 2 -CH 3

لاحظ أن كلا الشكلين الهيكليين أعلاه لهما 4 كربونات و 1 رابطة مزدوجة (يشار إليها بالرمز "=").

بهذه الطريقة ، لدينا:

  • بادئة 4 كربونات = but-
  • وسيطة للسندات المزدوجة = -
  • لاحقة هيدروكربون = -o

لاحظ أن توحيد البادئة + intermediate + لاحقة سيؤدي إلى ظهور اسم BUTENE للنموذجين الهيكليين.

ومع ذلك ، لاحظ أن الأشكال الهيكلية ليست متطابقة ، لذلك لا يمكن أن تكون التسميات أيضًا.

يكمن الاختلاف بين الشكلين الهيكليين في موقع الرابطة المزدوجة.

في هذه الحالة ، يجب علينا ترقيم الكربونات في السلسلة من أقرب نهاية للزوج. لذلك ، في الحالات المعنية ، يجب أن نرقم من اليسار إلى اليمين.

في CH 2 = CH-CH 2 -CH 3 :

  • CH 2 سيكون 1
  • سيكون CH 2
  • CH 2 سيكون 3
  • CH 3 سيكون 4

لاحظ أن الرابطة المزدوجة بين الكربون 1 والكربون 2 .

يجب أن نستخدم الرقم الأصغر (1) للعثور على الرابطة المزدوجة: BUTENO -1

في CH 3 -CH = CH 2 -CH 3 :

  • CH 3 سيكون 1
  • سيكون CH 2
  • CH 2 سيكون 3
  • CH 3 سيكون 4

لاحظ أن الرابطة المزدوجة بين الكربون 2 والكربون 3 .

يجب أن نستخدم الرقم الأصغر (2) للعثور على الرابطة المزدوجة: BUTENO -2

وفقًا للإتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ( IUPAC ) ، يجب الإشارة إلى الموقع بقليل قبل تحديد الموقع (في حالة الصيغ الهيكلية أعلاه ، الرابطة المزدوجة ، ممثلة بالوسيط "-EN").

مع هذا ، لدينا نموذج ثان ، وهو بالمناسبة هو الأصح ، لكتابة تسمية الأشكال الهيكلية المتاحة.

CH 2 = CH-CH 2 -CH 3 : BUTENE -1 أو BUT-1-ENO (النموذج الأكثر صحة)

CH 3 -CH = CH 2 -CH 3 : BUTENE -2 أو BUT-2-ENO (النموذج الأكثر صحة)

معرفة المزيد عن IUPAC والتسميات.