Senyawa organik paling sederhana adalah hidrokarbon jenuh dan tak jenuh. Ini termasuk zat golongan alkana, alkuna, alkena.
Rumusnya mencakup atom hidrogen dan karbon dalam urutan dan jumlah tertentu. Mereka sering ditemukan di alam.
Penentuan alkena
Nama lainnya adalah olefin atau etilen hidrokarbon. Itulah yang disebut kelas senyawa ini pada abad ke-18 ketika cairan berminyak, etilen klorida, ditemukan.
Alkena adalah zat yang terdiri dari unsur hidrogen dan karbon. Mereka milik hidrokarbon asiklik. Molekulnya mengandung ikatan rangkap tunggal (tak jenuh) yang menghubungkan dua atom karbon satu sama lain.
Rumus Alkena
Setiap kelas senyawa memiliki sebutan kimianya sendiri. Di dalamnya, simbol unsur-unsur sistem periodik menunjukkan komposisi dan struktur ikatan masing-masing zat.
Rumus umum alkena dilambangkan sebagai berikut: CH2n, dimana bilangan n lebih besar dari atau sama dengan 2. Saat didekode, dapat dilihat bahwa ada dua atom hidrogen untuk setiap atom karbon.
Rumus molekul alkena dari deret homolog diwakili oleh struktur berikut: C2H4, C3 H6, C4H8, C 5H10, C6H12, C 7H14, C8H16, C 9 H18, C10H20. Dapat dilihat bahwa setiap hidrokarbon berikutnya mengandung satu karbon lagi dan 2 hidrogen lagi.
Ada grafik penunjuk lokasi dan urutan senyawa kimia antara atom dalam molekul, yang menunjukkan rumus struktur alkena. Dengan bantuan garis valensi, ikatan karbon dengan hidrogen ditunjukkan.
Rumus struktur alkena dapat ditampilkan dalam bentuk yang diperluas, jika semua unsur dan ikatan kimia ditampilkan. Dengan ekspresi olefin yang lebih ringkas, kombinasi karbon dan hidrogen dengan bantuan tanda hubung valensi tidak ditampilkan.
Rumus kerangka menunjukkan struktur paling sederhana. Garis putus-putus menggambarkan dasar molekul, di mana atom karbon diwakili oleh bagian atas dan ujungnya, dan hidrogen ditunjukkan oleh tautan.
Bagaimana nama olefin terbentuk
Berdasarkan tata nama sistematika, rumus alkena dan namanya disusun dari struktur alkana yang terkait dengan hidrokarbon jenuh. Untuk melakukan ini, atas nama yang terakhir, akhiran -an diganti dengan -ilen atau -en. Contohnya adalah pembentukan butilena daributana, dan pentena dari pentana.
Untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap relatif terhadap atom karbon, tunjukkan angka Arab di akhir nama.
Alkena dinamai berdasarkan hidrokarbon dengan rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap. Untuk awal penomoran rantai, biasanya dipilih ujungnya, yang paling dekat dengan senyawa tak jenuh dari atom karbon.
Jika rumus struktur alkena memiliki cabang, maka tunjukkan nama radikal dan nomornya, dan diawali dengan nomor yang sesuai dengan tempat dalam rantai karbon. Kemudian mengikuti nama hidrokarbon itu sendiri. Angka biasanya diikuti dengan tanda hubung.
Ada cabang radikal yang tidak terbatas. Nama mereka mungkin sepele atau dibentuk menurut aturan tata nama sistematis.
Misalnya, HHC=CH- disebut etenil atau vinil.
Isomer
Rumus molekul alkena tidak dapat menunjukkan isomerisme. Namun, untuk kelas zat ini, dengan pengecualian molekul etilen, modifikasi spasial melekat.
Isomer hidrokarbon etilena dapat berdasarkan kerangka karbon, berdasarkan posisi ikatan tak jenuh, antarkelas atau spasial.
Rumus umum alkena menentukan jumlah atom karbon dan hidrogen dalam rantai, tetapi tidak menunjukkan keberadaan dan lokasi ikatan rangkap. Contohnya adalah siklopropana sebagai isomer antar kelas C3H6 (propilena). Jenis isomerisme lain muncul di C4H8 ataubutena.
Posisi ikatan tak jenuh yang berbeda diamati pada butena-1 atau butena-2, dalam kasus pertama, senyawa rangkap terletak di dekat atom karbon pertama, dan yang kedua - di tengah rantai. Isomerisme dalam kerangka karbon dapat dipertimbangkan dengan menggunakan contoh metilpropena) dan isobutilena ((CH3)2C=CH2).
Modifikasi spasial melekat pada butena-2 pada posisi trans dan cis. Dalam kasus pertama, radikal samping terletak di atas dan di bawah rantai karbon utama dengan ikatan rangkap, pada isomer kedua, substituen berada di sisi yang sama.
karakterisasi Olefin
Rumus umum alkena menentukan keadaan fisik semua perwakilan kelas ini. Dimulai dengan etilena dan diakhiri dengan butilena (dari C2 hingga C4), zat ada dalam bentuk gas. Jadi etena yang tidak berwarna memiliki bau yang manis, kelarutan yang rendah dalam air, berat molekul lebih kecil dari udara.
Dalam bentuk cair, hidrokarbon dengan kisaran homolog dari C5 hingga C17 disajikan. Dimulai dari alkena yang memiliki 18 atom karbon pada rantai utama, terjadi transisi wujud fisik ke bentuk padat.
Semua olefin dianggap memiliki kelarutan yang buruk dalam media berair, tetapi kelarutannya baik dalam pelarut organik, seperti benzena atau bensin. Berat molekul mereka kurang dari air. Peningkatan rantai karbon menyebabkan peningkatan indikator suhu selama peleburan dan pendidihan senyawa ini.
Sifat olefin
Rumus struktur alkenamenunjukkan adanya dalam kerangka ikatan rangkap senyawa - dan dari dua atom karbon. Struktur molekul ini menentukan sifat kimianya. Ikatan dianggap tidak terlalu kuat, yang memungkinkan untuk menghancurkannya dengan pembentukan dua ikatan baru, yang diperoleh sebagai hasil dari penambahan sepasang atom. Hidrokarbon tak jenuh adalah donor elektron. Mereka mengambil bagian dalam proses adisi elektrofilik.
Sifat kimia penting dari semua alkena adalah proses halogenasi dengan pelepasan senyawa yang mirip dengan turunan dihalogen. Atom halogen mampu menempel melalui ikatan rangkap pada karbon. Contohnya adalah brominasi propilena dengan pembentukan 1, 2-dibromopropana:
H2C=CH–CH3 + Br2 → BrCH 2–CHBr–CH3.
Proses netralisasi warna dalam air brom dengan alkena ini dianggap sebagai bukti kualitatif adanya ikatan rangkap.
Reaksi penting termasuk hidrogenasi olifin dengan penambahan molekul hidrogen di bawah aksi logam katalitik seperti platinum, paladium atau nikel. Hasilnya adalah hidrokarbon dengan ikatan jenuh. Rumus alkana, alkena diberikan di bawah ini dalam reaksi hidrogenasi butena:
CH3–CH2–CH=CH2 + H 2 Ni→ CH3–CH2–CH 2–CH3.
Proses penambahan molekul hidrogen halida ke olefindisebut
hidrohalogenasi, berjalan menurut aturan yang ditemukan oleh Markovnikov. Contohnya adalah hidrobrominasi propilena untuk membentuk 2-bromopropana. Di dalamnya, hidrogen bergabung pada ikatan rangkap dengan karbon, yang dianggap paling terhidrogenasi:
CH3–CH=CH2 + HBr → CH3–BrCH– CH3.
Reaksi adisi air oleh alkena di bawah aksi asam disebut hidrasi. Hasilnya adalah molekul alkohol propanol-2:
CH3–HC=CH2 + H2O → CH 3–OHCH–CH3.
Bila terkena alkena dengan asam sulfat, proses sulfonasi terjadi:
CH3–HC=CH2 + HO−OSO−OH → CH3 –CH3CH–O−SO2−OH.
Reaksi berlangsung dengan pembentukan ester asam, misalnya asam isopropilsulfat.
Alkena rentan terhadap oksidasi selama pembakarannya di bawah aksi oksigen untuk membentuk air dan gas karbon dioksida:
2CH3–HC=CH2 + 9O2 → 6CO 2 + 6H2O.
Interaksi senyawa olefin dan kalium permanganat encer dalam bentuk larutan mengarah pada pembentukan glikol atau alkohol dihidrat. Reaksi ini juga bersifat oksidatif, menghasilkan etilen glikol dan mengubah warna larutan:
3H2C=CH2 + 4H2O+ 2KMnO 4 → 3OHCH–CHOH+ 2MnO2 +2KOH.
Molekul alkena dapat terlibat dalam proses polimerisasi dengan radikal bebasatau mekanisme kation-anion. Dalam kasus pertama, di bawah pengaruh peroksida, polimer seperti polietilen diperoleh.
Menurut mekanisme kedua, asam bertindak sebagai katalis kationik, dan zat organologam adalah katalis anionik dengan pelepasan polimer stereoselektif.
Apa itu alkana
Mereka juga disebut parafin atau hidrokarbon asiklik jenuh. Mereka memiliki struktur linier atau bercabang, yang hanya mengandung ikatan sederhana jenuh. Semua perwakilan deret homologis kelas ini memiliki rumus umum C H2n+2.
Mereka hanya mengandung atom karbon dan hidrogen. Rumus umum alkena dibentuk dari penunjukan hidrokarbon jenuh.
Nama-nama alkana dan ciri-cirinya
Perwakilan paling sederhana dari kelas ini adalah metana. Hal ini diikuti oleh zat-zat seperti etana, propana dan butana. Nama mereka didasarkan pada akar angka dalam bahasa Yunani, yang ditambahkan akhiran -an. Nama-nama alkana tercantum dalam tata nama IUPAC.
Rumus umum alkena, alkuna, alkana hanya mencakup dua jenis atom. Ini termasuk unsur-unsur karbon dan hidrogen. Jumlah atom karbon di ketiga kelas adalah sama, perbedaannya hanya diamati pada jumlah hidrogen, yang dapat dipisahkan atau ditambahkan. Senyawa tak jenuh diperoleh dari hidrokarbon jenuh. Perwakilan parafin dalam molekul mengandung 2 atom hidrogen lebih banyak daripada olefin, yang menegaskanrumus umum alkana, alkena. Struktur alkena dianggap tidak jenuh karena adanya ikatan rangkap.
Jika kita mengkorelasikan jumlah atom hidrogen dan karbon dalam alkana, maka nilainya akan maksimal dibandingkan dengan kelas hidrokarbon lainnya.
Dari metana ke butana (dari C1 ke C4), zat ada dalam bentuk gas.
Dalam bentuk cair, hidrokarbon dengan kisaran homolog dari C5 hingga C16 disajikan. Dimulai dari alkana yang memiliki 17 atom karbon pada rantai utama, terjadi transisi wujud fisik ke bentuk padat.
Mereka dicirikan oleh isomerisme dalam kerangka karbon dan modifikasi optik molekul.
Dalam parafin, valensi karbon dianggap sepenuhnya ditempati oleh karbon atau hidrogen tetangga dengan pembentukan ikatan tipe. Dari sudut pandang kimia, ini menyebabkan sifat lemahnya, itulah sebabnya alkana disebut hidrokarbon jenuh atau jenuh, tanpa afinitas.
Mereka masuk ke dalam reaksi substitusi yang terkait dengan halogenasi radikal, sulfoklorinasi atau nitrasi molekul.
Parafin mengalami proses oksidasi, pembakaran atau dekomposisi pada suhu tinggi. Di bawah aksi akselerator reaksi, eliminasi atom hidrogen atau dehidrogenasi alkana terjadi.
Apa itu alkuna
Mereka juga disebut hidrokarbon asetilen, yang memiliki ikatan rangkap tiga dalam rantai karbon. Struktur alkuna dijelaskan oleh persamaan umumrumus C H2n–2. Ini menunjukkan bahwa, tidak seperti alkana, hidrokarbon asetilena tidak memiliki empat atom hidrogen. Mereka digantikan oleh ikatan rangkap tiga yang dibentuk oleh dua senyawa.
Struktur seperti itu menentukan sifat kimia kelas ini. Rumus struktur alkena dan alkuna dengan jelas menunjukkan ketidakjenuhan molekulnya, serta adanya rangkap (H2C꞊CH2) dan ikatan rangkap tiga (HC≡CH).
Nama Alkuna dan Sifatnya
Perwakilan paling sederhana adalah asetilen atau HC≡CH. Ini juga disebut etin. Itu berasal dari nama hidrokarbon jenuh, di mana akhiran -an dihilangkan dan -in ditambahkan. Pada nama alkuna panjang, nomor menunjukkan lokasi ikatan rangkap tiga.
Mengetahui struktur hidrokarbon jenuh dan tak jenuh, dimungkinkan untuk menentukan di bawah huruf mana rumus umum alkuna ditunjukkan: a) CnH2n; c) CnH2n+2; c) CnH2n-2; d) CnH2n-6. Jawaban yang benar adalah pilihan ketiga.
Dari asetilena ke butana (dari C2 ke C4), zat bersifat gas.
Dalam bentuk cair terdapat hidrokarbon dengan interval homolog dari C5 ke C17. Mulai dari alkuna, yang memiliki 18 atom karbon pada rantai utama, terjadi transisi dari keadaan fisik ke bentuk padat.
Mereka dicirikan oleh isomerisme dalam kerangka karbon, pada posisi ikatan rangkap tiga, serta modifikasi antar kelas molekul.
Pokarakteristik kimia hidrokarbon asetilena mirip dengan alkena.
Jika alkuna memiliki ikatan rangkap tiga terminal, maka mereka bertindak sebagai asam dengan pembentukan garam alkinida, misalnya, NaC≡CNa. Kehadiran dua ikatan membuat molekul natrium asetildin menjadi nukleofil kuat yang masuk ke dalam reaksi substitusi.
Acetylene mengalami klorinasi dengan adanya tembaga klorida untuk mendapatkan dichloroacetylene, kondensasi di bawah aksi haloalkin dengan pelepasan molekul diacetylene.
Alkuna berpartisipasi dalam reaksi adisi elektrofilik, prinsip yang mendasari halogenasi, hidrohalogenasi, hidrasi, dan karbonilasi. Namun, proses tersebut berlangsung lebih lemah daripada di alkena dengan ikatan rangkap.
Untuk hidrokarbon asetilena, reaksi adisi tipe nukleofilik dari molekul alkohol, amina primer atau hidrogen sulfida dimungkinkan.
