HydrocarbonsHydrocarbons consist of

Hydrocarbons

Hydrocarbons consist of only carbon and hydrogen atoms. There are four main series of hydrocarbons, based on their characteristic structures: alkanes, alkenes, alkynes, and aromatic series.

The alkane series is also called the saturated hydrocarbon series because the molecules of this class have carbon atoms connected by single carbon bonds only and therefore have the maximum number of hydrogen atoms possible for the number of carbon atoms. The line formulas and names of the first ten members in the series, given in Table 14.1, should be memorized because these names form the basis for naming many other organic compounds. Note that the characteristic ending of each name is −ane.At room temperature, the first four members of this series are gases; the remainder of those listed in Table 14.1 are liquids; members having more than 13 carbon atoms are solids at room temperature.

Alkanes are rather inert chemically. Aside from burning in air or oxygen to produce carbon dioxide and water (or carbon monoxide and water), the most characteristic reaction they undergo is reaction with halogen molecules, initiated with light. For example,

Because of their limited reactivity, the saturated hydrocarbons are also called the paraffins.
The alkene series of hydrocarbons is characterized by having one double bond in the carbon chain of each molecule. Since there must be at least two carbon atoms present to have a carbon-to-carbon double bond, the first member of this series is ethane, C2H4, also known as ethylene. Propene (propylene), C3H6, and butane (butylenes), C4H8, are the next two members of the series. The systematic names of these compounds denote the number of carbon atoms in the chain with the name derived from that of the alkane having the same number of carbon atoms. Note the characteristic ending −ene.

Owing to the presence of the double bond, the alkenes are said to be unsaturated and are more reactive than the alkanes. The alkenes may react with hydrogen gas in the presence of a catalyst to produce the corresponding alkane. They may react with halogens or hydrogen halides at low temperatures to form compounds containing only single bonds. These possibilities are illustrated in the following equations in which ethylene is used as a typical alkene:

The alkyne series is characterized by molecules with one triple bond each. They are quite reactive. Ethyne is commonly known as acetylene, a commercially important fuel and raw material in the manufacture of rubber and other industrial chemicals.

The aromatic hydrocarbons contain six-member rings of carbon atoms with each carbon attached to a maximum of one hydrogen atom. The simplest member is benzene, C6H6. The structural formula can be written as follows:

Such a molecule, containing alternating single and double bonds, would be expected to be quite reactive. Actually, it is quite unreactive due to delocalized double bonds. That is, the second pair of electrons in each of the three possible carbon-to-carbon double bonds is shared by all six carbon atoms rather than by any two specific carbon atoms. Two ways of writing structural formulas that indicate this type of bonding in the benzene molecules are as follows:

For simplicity, the ring is sometimes represented as a hexagon, each corner of which is assumed to be occupied by a carbon atom with a hydrogen atom attached (unless some other atom is explicitly indicated at that point). The delocalized electrons are indicated by a circle within the hexagon. Double or multi-ringed structures may share two carbons, and sometimes hydrocarbon chains are attached to a ringed structure.

Isomerism

The ability of a carbon atom to link to more than two other carbon atoms makes it possible for two or more compounds to have the same molecular formula but different structures. Sets of compounds related in this way are called isomers of each other. For example, there are two different compounds having the molecular formula C4H10. Their structural formulas are as follows:

These are two distinctly different compounds, with different chemical and physical properties; for example, they have different boiling points. Similarly, three isomers of pentane, C5H12 exist, and so on.

Kết quả (Việt) 1:

HydrocarbonHydrocarbon bao gồm chỉ nguyên tử cacbon và hydro. Có bốn chính series của hydrocarbon, dựa trên cấu trúc đặc trưng của họ: Các ankan, anken, ankyn và thơm series. Series ankan còn được gọi là chuỗi hydrocarbon bão hòa bởi vì các phân tử của lớp này đã được kết nối bởi liên kết đơn cacbon chỉ nguyên tử cacbon và do đó có số nguyên tử hiđrô có thể cho số nguyên tử cacbon, tối đa. Công thức dòng và tên của các vòng mười thành viên trong series, được đưa ra trong bảng 14,1, nên được nhớ vì những tên tạo thành cơ sở để đặt tên các hợp chất hữu cơ khác. Lưu ý rằng kết thúc đặc trưng của mỗi tên là −ane. Ở nhiệt độ phòng, trong vòng bốn thành viên của loạt bài này là khí; phần còn lại của những người được liệt kê trong bảng 14,1 là các chất lỏng; thành viên có hơn 13 nguyên tử cacbon là chất rắn ở nhiệt độ phòng. Các ankan là khá trơ về mặt hóa học. Ngoài việc đốt cháy trong không khí hoặc oxy để sản xuất khí carbon dioxide và nước (hoặc khí carbon monoxide và nước), phản ứng đặc trưng nhất, họ trải qua là phản ứng với các phân tử halogen, bắt đầu với ánh sáng. Ví dụ: Vì phản ứng giới hạn của họ, hydrocacbon bão hòa cũng được gọi là các paraffins. Loạt anken hydrocarbon được đặc trưng bởi có một đôi trái phiếu trong chuỗi carbon của mỗi phân tử. Từ phải có ít nhất hai nguyên tử cacbon hiện nay có một mối quan hệ đôi carbon carbon, các thành viên chính của loạt bài này là ethane, C2H4, còn được gọi là etylen. Propene (propylen), C3H6 và butan (butylenes), C4H8, đều là thành viên tiếp theo hai của loạt. Tên các hợp chất này, có hệ thống biểu thị số nguyên tử cacbon trong chuỗi với tên gọi xuất phát từ của ankan có cùng số nguyên tử cacbon. Lưu ý đặc tính kết thúc −ene. Do sự hiện diện của sự liên kết đôi, các anken được cho là không bão hòa và có phản ứng mạnh hơn so với các ankan. Các anken có thể phản ứng với hydro khí sự hiện diện của chất xúc tác để sản xuất ankan tương ứng. Họ có thể phản ứng với các halogen hoặc hydro halogenua ở các nhiệt độ thấp dưới hình thức các hợp chất có chứa chỉ đơn trái phiếu. Những khả năng được minh họa trong các phương trình sau đây trong đó ethylene được sử dụng như một anken điển hình:Loạt Ankin được đặc trưng bởi các phân tử với một triple bond mỗi. Họ là khá phản ứng. Ethyne thường được gọi là axetylen, nhiên liệu thương mại quan trọng và nguyên vật liệu trong sản xuất cao su và các hóa chất công nghiệp khác. Hydrocacbon thơm chứa các vành đai sáu thành viên của nguyên tử cacbon với mỗi cacbon gắn liền với một tối đa của một nguyên tử hiđrô. Thành viên đơn giản nhất là benzen, C6H6. Công thức cấu trúc có thể được viết như sau:Như vậy một phân tử, có chứa xen kẽ đơn và liên kết đôi, sẽ được mong đợi để phản ứng khá. Trên thực tế, nó là khá trơ do liên kết đôi phi cục bộ. Nghĩa là cặp electron trong mỗi trong ba thể carbon carbon liên kết đôi, thứ hai được chia sẻ bởi tất cả các nguyên tử cacbon sáu chứ không phải bởi bất kỳ nguyên tử cacbon specific hai. Hai cách viết công thức cấu trúc cho thấy loại liên kết trong benzen phân tử là như sau:Để đơn giản, chiếc nhẫn đôi khi được thể hiện như một hình lục giác, mỗi góc trong đó là giả định để được chiếm đóng bởi một nguyên tử cacbon với một nguyên tử hydro kèm theo (trừ một số nguyên tử khác rõ ràng vào thời điểm đó). Các electron phi cục bộ được thể hiện bằng một vòng tròn bên trong các hình lục giác. Cấu trúc đôi hoặc nhiều ringed có thể chia sẻ hai cacbon, và đôi khi hydrocarbon chuỗi được gắn với một cấu trúc ringed.Đồng phânKhả năng của một nguyên tử cacbon liên kết với hơn hai nguyên tử carbon khác làm cho nó có thể cho hai hay nhiều hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng cấu trúc khác nhau. Tập hợp các hợp chất liên quan bằng cách này được gọi là đồng phân của nhau. Ví dụ, không có hai hợp chất khác nhau có công thức phân tử C4H10. Công thức kết cấu của họ là như sau:Đây là những hợp chất khác biệt rõ rệt hai, với các đặc tính hóa học và vật lý khác nhau; Ví dụ, họ có điểm sôi khác nhau. Tương tự như vậy, ba đồng phân của pentan, C5H12 tồn tại, và như vậy.

Kết quả (Việt) 2:

Hydrocarbons

Hydrocarbons chỉ gồm các nguyên tử carbon và hydro. Có bốn loạt chính của hydrocarbon, dựa trên các cấu trúc đặc trưng của họ. Ankan, anken, alkyne, và hàng loạt thơm

Loạt ankan cũng được gọi là chuỗi hydrocarbon bão hòa bởi vì các phân tử của lớp này đã nguyên tử cacbon nối với nhau bằng liên kết carbon duy nhất chỉ và do đó có số lượng tối đa của các nguyên tử hydro có thể cho số nguyên tử cacbon. Các công thức dòng và tên của các fi đầu tiên mười thành viên trong series, được đưa ra trong Bảng 14.1, nên được ghi nhớ bởi vì các tên này là cơ sở để đặt tên nhiều hợp chất hữu cơ khác. Lưu ý rằng cái kết đặc trưng của mỗi tên là nhiệt độ phòng -ane.At, các tiên fi bốn thành viên của loạt bài này là những khí; phần còn lại của những người được liệt kê trong Bảng 14.1 là chất lỏng; các thành viên có hơn 13 nguyên tử carbon là chất rắn ở nhiệt độ phòng.

Ankan khá trơ về mặt hóa học. Ngoài cháy trong không khí hoặc oxy để tạo ra carbon dioxide và nước (hoặc carbon monoxide và nước), các phản ứng đặc trưng nhất mà họ trải qua là phản ứng với các phân tử halogen, bắt đầu với ánh sáng. Ví dụ,

Do phản ứng hạn chế của mình, các hydrocarbon bão hòa cũng được gọi là ns fi paraf.
Loạt anken hydrocacbon được đặc trưng bởi có một liên kết đôi trong chuỗi carbon của mỗi phân tử. Kể từ đó phải có ít nhất hai nguyên tử cacbon có mặt để có một carbon-to-carbon liên kết đôi, thành viên đầu tiên fi của loạt bài này là etan, C2H4, còn được gọi là ethylene. Propene (propylene), C3H6 và butan (butylenes), C4H8, là hai thành viên tiếp theo của loạt bài này. Những cái tên có hệ thống của các hợp chất này biểu thị số lượng nguyên tử cacbon trong chuỗi với tên bắt nguồn từ đó của ankan có cùng số nguyên tử cacbon. Lưu ý -ene kết thúc đặc trưng.

Do sự hiện diện của các liên kết đôi, các alkene bị cho là không bão hòa và có nhiều phản ứng hơn các alkan. Các alkene có thể phản ứng với khí hydro trong sự hiện diện của một chất xúc tác để sản xuất ankan tương ứng. Họ có thể phản ứng với halogen hoặc halogenua hydro ở nhiệt độ thấp để tạo thành hợp chất có chứa trái phiếu chỉ duy nhất. Những khả năng này được minh họa trong các phương trình sau đây trong đó ethylene được sử dụng như một anken điển hình:

Các loạt ankin được đặc trưng bởi các phân tử với một liên kết ba từng. Họ là khá phản ứng. Ethyne thường được gọi là axetylen, một loại nhiên liệu thương mại quan trọng và nguyên liệu trong sản xuất cao su và hóa chất công nghiệp khác.

Các hydrocacbon thơm chứa vòng sáu thành viên của các nguyên tử cacbon với mỗi carbon gắn vào một tối đa của một nguyên tử hydro. Các thành viên đơn giản nhất là benzen, C6H6. Các công thức cấu tạo có thể được viết như sau:

Phân tử đó, có xen kẽ liên kết đơn và đôi, sẽ được dự kiến sẽ được hoàn toàn phản ứng. Trên thực tế, nó là khá trơ do liên kết đôi delocalized. Đó là, cặp thứ hai của electron trong mỗi trong ba trái phiếu có thể carbon-to-carbon đôi được chia sẻ bởi tất cả sáu nguyên tử carbon chứ không phải bằng bất kỳ hai nguyên tử cacbon fi c cụ thể. Hai cách viết công thức cấu trúc cho biết loại này của liên kết trong các phân tử benzen như sau:

Để đơn giản, nhẫn đôi khi được biểu diễn như là một hình lục giác, mỗi góc trong đó được giả định được chiếm bởi một nguyên tử cacbon với một nguyên tử hydro gắn (trừ một số nguyên tử khác được chỉ ra một cách rõ ràng tại thời điểm đó). Các electron delocalized được chỉ định bởi một vòng tròn trong hình lục giác. Cấu trúc đôi hoặc đa bao quanh có thể chia sẻ hai cacbon, và đôi khi là các chuỗi hydrocarbon được gắn liền với một cấu trúc bao quanh.

Đồng phân

Khả năng của một nguyên tử carbon liên kết đến hơn hai nguyên tử cacbon khác làm cho nó có thể cho hai hay nhiều hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng cấu trúc khác nhau. Bộ hợp chất liên quan theo cách này được gọi là đồng phân của nhau. Ví dụ, có hai hợp chất khác nhau có công thức phân tử C4H10. Công thức cấu trúc của chúng như sau:

Đây là hai hợp chất khác biệt rõ rệt, với hóa học khác nhau và tính chất vật lý; Ví dụ, họ có nhiệt độ sôi khác nhau. Tương tự như vậy, ba đồng phân của pentan, C5H12 tồn tại, và như vậy.