Гомологические ряды и номенклатура

Гомологические ряды и номенклатура На этом уроке учащиеся изучат следующие понятия и вопросы. КРАТКИЙ ОБЗОР • Что такое функциональная группа? Функциональная группа — это определенный связанный атом или группа атомов, которая придает углеродному соединению характерные химические свойства. • Как структура может показать, является ли углеводород алканом, алкеном или алкином? В приведенных простых случаях одинарные углерод-углеродные связи указывают на алкан, двойная связь — на алкен, а тройная связь — на алкин. • Что делает группу соединений гомологическим рядом? Гомологический ряд имеет общую формулу и функциональную группу (если она присутствует), обладает сходными химическими свойствами, а последовательные члены отличаются наличием CH₂. • Что говорят нам мет-, эт-, проп- и бут-? Они указывают на один, два, три и четыре атома углерода соответственно в основной углеродной цепи. • Чем отличаются галогенные группы и спиртовые группы? Галогенсодержащее соединение имеет галоген, такой как хлор или бром, присоединенный к атому углерода; спирт имеет ковалентно связанную группу –OH, присоединенную через кислород. • Чем отличаются альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты? Альдегид имеет группу –CHO, кетон содержит группу с более чем C=O между двумя атомами углерода, а карбоновая кислота имеет группу –COOH. • Почему при наименовании простого соединения используется нижний номер позиции? Он последовательно определяет положение соответствующей группы; самая длинная связанная углеродная цепь нумеруется с конца, что дает этой группе нижнюю допустимую позицию. • В чем разница между молекулярной формулой, структурной формулой и названием? Молекулярная формула подсчитывает каждый тип атома, структурная формула показывает связи, а название идентифицирует соединение. ВОПРОСЫ С РАЗВЕРНУТЫМ ОТВЕТОМ 1. Объясните, как углерод-углеродные связи и гомологические ряды помогают классифицировать небольшие углеродсодержащие соединения. Ответ: Углеводород содержит углерод и водород. В простых примерах с открытой цепью одинарные углерод-углеродные связи определяют алкан, двойная связь — алкен, а тройная связь — алкин. Тип связи также определяет соответствующее окончание названия углеводорода. Гомологический ряд содержит соединения, имеющие общую формулу и, если таковые имеются, одну и ту же функциональную группу. Члены ряда обладают схожими химическими свойствами. Каждый последующий член отличается на единицу CH₂, увеличивая молекулярную массу на 14 а.е.м. Это повторяющаяся закономерность в семействе соединений, а не утверждение, что все углеродсодержащие соединения ведут себя одинаково. Корни по количеству атомов углерода: мет-: один атом углерода эт-: два атома углерода проп-: три атома углерода бут-: четыре атома углерода Простые семейства углеводородов с открытой цепью: Алканы — Только одинарные связи — CₙH₂ₙ₊₂ — -ан Алкены — Одна двойная связь — CₙH₂ₙ — -ен Алкины — Одна тройная связь — CₙH₂ₙ₋₂ — -ин 2. Опишите функциональные группы галогена, спирта, альдегида, кетона и карбоновой кислоты и как их различать. Ответ: Функциональная группа — это характерная связанная часть углеродного соединения. Чтобы определить функциональную группу, посмотрите как на присутствующие атомы, так и на способ их соединения с остальной частью молекулы. Хлор, присоединенный к углероду, указывает на галогенную группу. Кислород-водородная группа, присоединенная через кислород, указывает на спирт, а не на свободный гидроксид-ион. Три других примера содержат двойные связи углерод-кислород, но их ближайшие связи различаются. Альдегид имеет концевую группу –CHO, кетон имеет связь между атомами углерода больше, чем C=O, а карбоновая кислота имеет связь –COOH. Полная схема связей, а не только атом кислорода, дает правильное семейство. Распознавание функциональных групп: Галоген — –Cl или –Br — Галоген, непосредственно связанный с углеродом Спирт — –OH — Кислород группы OH, соединенный с углеродом Альдегид — –CHO — Концевой карбонильный углерод, соединенный с водородом Кетон — связь между двумя карбонильными группами больше, чем C=O Карбоновая кислота — –COOH — Карбонильный углерод также соединен с группой OH 3. Покажите надежный способ чтения и названия простого углеродного соединения, используя его фактическую структуру связей. Ответ: Сначала проследите самый длинный непрерывный углеродный путь. Подсчитайте количество соединенных атомов углерода, даже если путь изгибается, чтобы выбрать мет-, эт-, проп- или бут-. Далее определите важный тип связи и любую функциональную группу. Для простых соединений, рассматриваемых здесь, окончания углеводородов -ан, -ен и -ин отражают семейства одинарных, двойных и тройных углерод-углеродных связей. В простых примерах, где необходимо указать положение группы, сравните нумерацию с обоих концов и используйте направление, которое дает соответствующей группе наименьший допустимый номер. Учитесь с NYCE Learning.