A homológia sorozat

A kémia területén vannak olyan szerves anyagok csoportjai,hasonló tulajdonságokkal jellemezhetők, és egy általános képlet segítségével egyesítik a csoport minden egyes későbbi tagjának szerkezeti különbségét az előzőtől. Például alkánok, alkének, alkinok vagy más csoportok homológ sorozatát. Ez a nómenklatúra nagy jelentőséggel bír a kutatás, az előrejelzés vagy a gyakorlati alkalmazás szempontjából. A csoportba tartozó szerves anyagok esetében rendszeresen megváltozik a kémiai és fizikai tulajdonságok, és mindegyik összefüggésben áll a molekulatömeg változásával.

Nem kevésbé fontosak azok a szabályok, amelyek leírják, hogyananyagok tulajdonságai az egyik csoportból a másikba történő átmenet során. Ahhoz, hogy megértsük, mi a homológ sorozat, meg kell fontolnunk konkrét példákat. A vegyületek bármely csoportjára jellemző a olvadás (kristályosítás), a forró (kondenzáció) és a molekulatömeg növekvő molekulatömegének és a szénatomok számának növekvő hőmérséklete.

A szénhidrogének korlátozása telített vagyparaffin; ezek aciklikus (nem ciklusos), normál vagy elágazó szerkezetű vegyületek, amelyek molekuláinak atomjai egyetlen kötéssel kapcsolódnak. Az általános képlet CnH2n + 2, és az alkánok homológ sorozatát írja le. Az egyes következő ciklusok molekulája az előzőhöz képest egy atom C-vel és két H atomtal növekszik. A telített szénhidrogének közé tartozik:

• metán;
• etán;
• propán és így tovább.

Telített szénhidrogének is tartalmaznakcikloparaffinokból. Ez a szerves vegyületek nagy csoportja, amelynek molekuláit gyűrűkkel zárják. Ezek homológ sorozata a CnH2n képlete, három vegyértékű kémiai anyaggal kezdődik. Cikloparaffinok példái:

• -ciklopropán;
• ciklobután;
• ciklopentán és így tovább

Telítetlen vagy telítetlen szénhidrogének isaciklikusak. Ezek közé tartoznak a normál és izostroeniya anyagok. Az alkének homológ sorozata a CnH2n általános képletű. Ezeket a vegyületeket két szénatom közötti kettős kötés jelenléte különbözteti meg. Ha az előző sorozat egy szénatommal (metánnal) kezdődik, akkor ez olyan anyaggal kezdődik, amelyben a molekula két szénatomot tartalmaz. Példák az alkénekre:

• etén;
• propilcsoport;
• butén és így tovább.

Szénhidrogének, amelyek molekulájában két atom találhatóa szén kötődik egy hármas kötéshez, még telítetlenek, különben acetilénnek nevezik. Ezekhez homológ alkynek sorozata csatlakozik hozzájuk. Ezt a CnH2n-2 képlet írja le és acetilénnel kezdődik, amelynek képletében két C atom van. Alkinek példái:

• acetilén;
• propin;
• butyn-1 és így tovább.

Telítetlen aciklikus szénhidrogének,molekula, amelynek két kettős kötése van, diénnek nevezzük. Ezek a CnH2n-2 általános képletnek felelnek meg. Homológ sorozata három szénatommal rendelkező szénhidrogénnel kezdődik a molekulában. A kettős kötések lehetnek konjugáltak (elválasztva egy egyszeres kötés) kumulált (található a szomszédos atomokon lévő), vagy izolált (elkülönített többszörös egyszeres kötések). Diének példái:

• 1,2-propadién;
• 1,3-butadién;
• izoprén és így tovább

Egy különleges csoport vegyi anyagokból állegy gyűrűs szerkezet, amelynek molekulájában benzolgyűrű van. A legegyszerűbb aromás szénhidrogének homológ sorozata egy 6 szénatomot tartalmazó benzollal kezdődik. Ennek a sorozatnak a homológjai a benzolgyűrűhöz kapcsolódó egy vagy több hidrogénatom helyett a gyökökkel helyettesíthetők. Így számos anyagot kapunk: benzol, toluol, xilol. Ha két vagy több szubsztituens van a molekulában, akkor ezeknek az anyagoknak az izomerjei jelen vannak. Más homológ aromás vegyületek sorozatát naftalinból, antracénból és más anyagokból állítják elő.

Ha van egy funkciós csoport a szénhidrogén molekulában, akkor az ilyen kémiai vegyületek homológ sorozatot is képeznek.

• Számos alkohol létezik egy molekula jelenlétébenhidroxilcsoport (-OH). Az egyértékű alkoholok esetében az aciklusos szénhidrogénben lévő hidrogénatomot hidroxilcsoport helyettesíti; képletük: CnH2n + 1OH. Vannak polihidroxi-alkoholok is.
• Számos fenolok jelenléte jellemzi a molekulában, és egy hidroxilcsoport (-OH), de ez helyettesíti a hidrogén a benzolgyűrűn.
• Számos aldehidet különböztetünk meg a karbonilcsoport (> C = O) kémiai vegyület molekulájában való jelenlétében; Az aldehidek általános képlete: R-CH = O.
• Számos keton is megkülönbözteti egy karbonilcsoport (> C = O) jelenlétét, de ha egy aldehidben egy gyökhöz kapcsolódik, akkor két szénhidrogéncsoportot tartalmaz. A keton képlet: R1-CO-R2.
• Számos karbonsav különbözik a karbamid- és a hidroxilcsoportot összekapcsoló egyéb karbonsavaktól. A képlet RCOOH.

Mindegyik sorozat esetében, legyen az homológia sorozataldehidek, karbonsavak (szerves savak), alkoholok vagy más anyagok, tulajdonságaik nagymértékben függnek a funkcionális csoport típusától, és természetesen változhatnak az anyag molekulatömegének növekedésével együtt. A kémiai vegyületek hatalmas osztályának ilyen osztályozása segít megérteni a természetet és tanulmányozni tulajdonságait.