अल्केन्स की परिभाषा के साथ शुरू करना उपयोगी होगा। ये संतृप्त या संतृप्त हाइड्रोकार्बन, पैराफिन हैं। आप यह भी कह सकते हैं कि ये कार्बन हैं जिनमें C परमाणुओं का कनेक्शन सरल बंधों के माध्यम से किया जाता है। सामान्य सूत्र है: CnH₂n+ 2.
यह ज्ञात है कि अन्य वर्गों की तुलना में उनके अणुओं में H और C परमाणुओं की संख्या का अनुपात अधिकतम होता है। इस तथ्य के कारण कि सभी संयोजकता या तो सी या एच द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, अल्केन्स के रासायनिक गुणों को स्पष्ट रूप से पर्याप्त रूप से व्यक्त नहीं किया जाता है, इसलिए उनका दूसरा नाम संतृप्त या संतृप्त हाइड्रोकार्बन वाक्यांश है।
एक पुराना नाम भी है जो उनकी सापेक्ष रासायनिक जड़ता को सबसे अच्छा दर्शाता है - पैराफिन, जिसका अनुवाद में "कोई आत्मीयता नहीं" है।
तो, हमारी आज की बातचीत का विषय: "अल्केन्स: समजातीय श्रृंखला, नामकरण, संरचना, समरूपता।" उनके भौतिक गुणों से संबंधित डेटा भी प्रस्तुत किया जाएगा।
अल्केन्स: संरचना, नामकरण
उनमें C परमाणु sp3-संकरण जैसी अवस्था में होते हैं। विषय मेंएक अल्केन अणु को सी टेट्राहेड्रल संरचनाओं के एक सेट के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है जो न केवल एक दूसरे से, बल्कि एच से भी जुड़े होते हैं।
सी और एच परमाणुओं के बीच मजबूत, बहुत कम-ध्रुवीयता वाले एस-बॉन्ड हैं। दूसरी ओर, परमाणु हमेशा साधारण बंधों के चारों ओर घूमते हैं, यही कारण है कि एल्केन अणु विभिन्न रूप लेते हैं, और बंधन की लंबाई और उनके बीच का कोण स्थिर मान होता है। अणु के -आबंधों के चारों ओर घूमने के कारण जो रूप एक-दूसरे में बदल जाते हैं, उन्हें इसकी रचनाएँ कहा जाता है।
विचाराधीन अणु से एच परमाणु के अलग होने की प्रक्रिया में, 1-वैलेंटाइन कण बनते हैं, जिन्हें हाइड्रोकार्बन रेडिकल कहा जाता है। वे न केवल कार्बनिक पदार्थों के यौगिकों के परिणामस्वरूप दिखाई देते हैं, बल्कि अकार्बनिक भी होते हैं। यदि आप एक संतृप्त हाइड्रोकार्बन अणु से 2 हाइड्रोजन परमाणु घटाते हैं, तो आपको 2-वैलेंटाइन रेडिकल मिलते हैं।
इस प्रकार, अल्केन्स का नामकरण हो सकता है:
- रेडियल (पुराना संस्करण);
- प्रतिस्थापन (अंतरराष्ट्रीय, व्यवस्थित)। यह IUPAC द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
रेडियल नामकरण की विशेषताएं
पहले मामले में, अल्केन्स के नामकरण की विशेषता निम्नलिखित है:
- मीथेन के व्युत्पन्न के रूप में हाइड्रोकार्बन का विचार, जिसमें 1 या अधिक एच परमाणुओं को रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
- बहुत जटिल कनेक्शन नहीं होने की स्थिति में उच्च स्तर की सुविधा।
प्रतिस्थापन नामकरण की विशेषताएं
अल्केन्स के स्थानापन्न नामकरण में हैनिम्नलिखित विशेषताएं:
- नाम का आधार 1 कार्बन शृंखला है, शेष आणविक अंशों को प्रतिस्थापक माना जाता है।
- यदि कई समान मूलक हैं, तो उनके नाम से पहले एक संख्या का संकेत दिया जाता है (सख्त शब्दों में), और मूलांक को अल्पविराम से अलग किया जाता है।
रसायन विज्ञान: अल्केन नामकरण
सुविधा के लिए जानकारी को तालिका के रूप में प्रस्तुत किया गया है।
| पदार्थ का नाम | मूल नाम (रूट) | आणविक सूत्र | कार्बन पदार्थ का नाम | कार्बन प्रतिस्थापन सूत्र |
| मीथेन | मिले- | सीएच₄ | मिथाइल | सीएच₃ |
| एथन | टी- | सी₂एच₆ | एथिल | सी₂एच₅ |
| प्रोपेन | प्रोप- | सी₃एच₈ | ड्रिल | सी₃एच₇ |
| भूटान | लेकिन- | सी₄एच₁₀ | ब्यूटाइल | सी₄एच₉ |
| पेंटेन | पेंट- | सी₅एच₁₂ | पेंटाइल | सी₅एच₁₁ |
| हेक्सेन | हेक्स- | सी₆एच₁₄ | गेक्सिल | सी₆एच₁₃ |
| हेप्टेन | हेप्ट- | सी₇एच₁₆ | हेप्टाइल | सी₇एच₁₅ |
| ऑक्टेन | अक्टूबर- | सी₈एच₁₈ | ऑक्टाइल | सी₈एच₁₇ |
| नोनन | गैर- | सी₉एच₂₀ | नोनिल | सी₉एच₁₉ |
| डीन | दिसंबर- | सी₁₀एच₂₂ | डेसिल | सी₁₀एच₂₁ |
अल्केन्स के उपरोक्त नामकरण में ऐसे नाम शामिल हैं जो ऐतिहासिक रूप से विकसित हुए हैं (संतृप्त हाइड्रोकार्बन की श्रृंखला के पहले 4 सदस्य)।
5 या अधिक C परमाणुओं वाले अनफोल्डेड अल्केन्स के नाम ग्रीक अंकों से लिए गए हैं जो C परमाणुओं की दी गई संख्या को दर्शाते हैं। इस प्रकार, प्रत्यय -an इंगित करता है कि पदार्थ संतृप्त यौगिकों की एक श्रृंखला से है।
अनफोल्डेड अल्केन्स का नामकरण करते समय, जिसमें सी परमाणुओं की अधिकतम संख्या होती है, उसे मुख्य श्रृंखला के रूप में चुना जाता है। इसे क्रमांकित किया जाता है ताकि प्रतिस्थापन सबसे छोटी संख्या के साथ हों। एक ही लंबाई की दो या दो से अधिक श्रृंखलाओं के मामले में, मुख्य श्रृंखला वह होती है जिसमें सबसे अधिक संख्या में प्रतिस्थापन होते हैं।
अल्केन्स समरूपता
मिथेन सीएच₄ उनकी श्रृंखला के हाइड्रोकार्बन-पूर्वज के रूप में कार्य करता है। मीथेन श्रृंखला के प्रत्येक बाद के प्रतिनिधि के साथ, मेथिलीन समूह - सीएच₂ में पिछले एक से अंतर होता है। यह पैटर्नअल्केन श्रृंखला में पता लगाने योग्य।
जर्मन वैज्ञानिक शील ने इस श्रृंखला को समजातीय कहने का प्रस्ताव रखा। ग्रीक से अनुवादित का अर्थ है "समान, समान।"
इस प्रकार, एक समजातीय श्रृंखला संबंधित कार्बनिक यौगिकों का एक समूह है जिसमें समान रासायनिक गुणों के साथ एक ही प्रकार की संरचना होती है। Homologues दी गई श्रृंखला के सदस्य हैं। सजातीय अंतर मेथिलीन समूह है जिसके द्वारा 2 आसन्न समरूप भिन्न होते हैं।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, किसी भी संतृप्त हाइड्रोकार्बन की संरचना को सामान्य सूत्र CnH₂n + 2 का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है। इस प्रकार, मीथेन के बाद समजातीय श्रृंखला का अगला सदस्य ईथेन है - C₂H₆। मीथेन से इसकी संरचना निकालने के लिए, 1 H परमाणु को CH₃ (नीचे चित्र) से बदलना आवश्यक है।
प्रत्येक क्रमिक समरूप की संरचना उसी तरह पिछले एक से प्राप्त की जा सकती है। परिणामस्वरूप, ईथेन से प्रोपेन बनता है - C₃H₈.
आइसोमर क्या होते हैं?
ये ऐसे पदार्थ हैं जिनमें समान गुणात्मक और मात्रात्मक आणविक संरचना (समान आणविक सूत्र), लेकिन विभिन्न रासायनिक संरचना होती है, और विभिन्न रासायनिक गुण भी होते हैं।
उपरोक्त हाइड्रोकार्बन क्वथनांक जैसे पैरामीटर में भिन्न होते हैं: -0.5° - ब्यूटेन, -10° - आइसोब्यूटेन। इस प्रकार के समावयवता को कार्बन कंकाल समावयवता कहा जाता है, यह संरचनात्मक प्रकार से संबंधित है।
कार्बन परमाणुओं की संख्या में वृद्धि के साथ संरचनात्मक आइसोमर्स की संख्या तेजी से बढ़ती है। इस प्रकार, C₁₀H₂₂ 75 समावयवों के अनुरूप होगा (शामिल नहीं.)स्थानिक), और C₁₅H₃₂ के लिए 4347 आइसोमर्स पहले से ही ज्ञात हैं, C₂₀H₄₂ - 366 319 के लिए।
तो, यह पहले से ही स्पष्ट हो गया है कि अल्केन्स, समरूप श्रृंखला, समरूपता, नामकरण क्या हैं। अब IUPAC नामकरण परंपरा की ओर बढ़ने का समय आ गया है।
IUPAC नामकरण: नामकरण नियम
सबसे पहले, हाइड्रोकार्बन संरचना में कार्बन श्रृंखला को खोजना आवश्यक है जो सबसे लंबी हो और जिसमें अधिकतम संख्या में पदार्थ हों। फिर आपको श्रृंखला के सी परमाणुओं को क्रमांकित करने की आवश्यकता है, जो अंत से शुरू होता है जिसमें प्रतिस्थापन निकटतम है।
दूसरा, आधार एक सीधी श्रृंखला संतृप्त हाइड्रोकार्बन का नाम है, जो सी परमाणुओं की संख्या से सबसे मुख्य श्रृंखला से मेल खाती है।
तीसरा, आधार से पहले जिन स्थानों के पास स्थानापन्न स्थित हैं, उनकी संख्या को इंगित करना आवश्यक है। उनके बाद एक हाइफ़न के साथ विकल्प के नाम आते हैं।
चौथा, यदि अलग-अलग सी परमाणुओं में समान प्रतिस्थापन हैं, तो स्थानीय लोग संयुक्त होते हैं, और नाम से पहले एक गुणन उपसर्ग दिखाई देता है: di - दो समान प्रतिस्थापन के लिए, तीन - तीन के लिए, टेट्रा - चार, पेंटा - के लिए पाँच और आदि। संख्याओं को एक दूसरे से अल्पविराम द्वारा, और शब्दों से एक हाइफ़न द्वारा अलग किया जाना चाहिए।
यदि एक ही C परमाणु में एक साथ दो प्रतिस्थापक हों तो locant भी दो बार लिखा जाता है।
इन नियमों के अनुसार अल्केन्स का अंतर्राष्ट्रीय नामकरण बनता है।
न्यूमैन अनुमान
यह अमेरिकी वैज्ञानिकविशेष प्रक्षेपण सूत्रों - न्यूमैन अनुमानों के अनुरूपण के चित्रमय प्रदर्शन के लिए प्रस्तावित। वे फॉर्म ए और बी के अनुरूप हैं और नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं।
पहले मामले में, यह एक ए-परिरक्षित संरचना है, और दूसरे में, यह बी-अवरोधित है। ए स्थिति में, एच परमाणु एक दूसरे से न्यूनतम दूरी पर स्थित हैं। यह रूप ऊर्जा के सबसे बड़े मूल्य से मेल खाता है, इस तथ्य के कारण कि उनके बीच का प्रतिकर्षण सबसे बड़ा है। यह एक ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल स्थिति है, जिसके परिणामस्वरूप अणु इसे छोड़कर अधिक स्थिर स्थिति बी में चला जाता है। यहां, एच परमाणु जितना संभव हो उतना दूर हैं। तो, इन स्थितियों के बीच ऊर्जा अंतर 12 kJ / mol है, जिसके कारण एथेन अणु में अक्ष के चारों ओर मुक्त रोटेशन, जो मिथाइल समूहों को जोड़ता है, असमान है। ऊर्जावान रूप से अनुकूल स्थिति में आने के बाद, अणु वहीं रुक जाता है, दूसरे शब्दों में, "धीमा हो जाता है"। इसलिए इसे निरोधात्मक कहा जाता है। परिणाम - ईथेन के 10 हजार अणु कमरे के तापमान पर संरचना के एक बाधित रूप में हैं। केवल एक का एक अलग आकार है - अस्पष्ट।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन प्राप्त करना
लेख से पहले ही ज्ञात हो गया है कि ये अल्केन्स हैं (उनकी संरचना, नामकरण पहले विस्तार से वर्णित हैं)। यह विचार करना उपयोगी होगा कि उन्हें कैसे प्राप्त किया जाए। वे तेल, प्राकृतिक गैस, संबद्ध गैस और कोयले जैसे प्राकृतिक स्रोतों से उत्सर्जित होते हैं। सिंथेटिक विधियों का भी उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, एच₂ 2एच₂:
- असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के हाइड्रोजनीकरण की प्रक्रिया:CnH₂n (alkenes)→ CnH₂n+2 (alkanes)← CnH₂n-2 (alkynes)।
- मोनोऑक्साइड सी और एच के मिश्रण से - संश्लेषण गैस: nCO+(2n+1)H₂→ CnH₂n+2+nH₂O.
- कार्बोक्जिलिक एसिड (उनके लवण) से: एनोड पर इलेक्ट्रोलिसिस, कैथोड पर:
- कोल्बे इलेक्ट्रोलिसिस: 2RCOONa+2H₂O→R-R+2CO₂+H₂+2NaOH;
- डुमास प्रतिक्रिया (क्षार मिश्र धातु): CH₃COONa+NaOH (t)→CH₄+Na₂CO₃.
- तेल टूटना: CnH₂n+2 (450-700°)→ CmH₂m+2+ Cn-mH₂(n-m).
- ईंधन का गैसीकरण (ठोस): C+2H₂→CH₄.
- जटिल अल्केन्स (हैलोजन डेरिवेटिव) का संश्लेषण जिसमें कम सी परमाणु होते हैं: 2CH₃Cl (क्लोरोमेथेन) +2Na →CH₃- CH₃ (ईथेन) +2NaCl।
- मेथेनाइड्स (धातु कार्बाइड) का जल अपघटन: Al₄C₃+12H₂O→4Al(OH₃)↓+3CH₄↑।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन के भौतिक गुण
सुविधा के लिए, डेटा को एक तालिका में समूहीकृत किया जाता है।
| फॉर्मूला | अल्केन |
गलनांक °С में |
क्वथनांक °С में |
घनत्व, जी/एमएल |
| सीएच₄ | मीथेन | -183 | -162 | 0, 415 at t=-165°С |
| सी₂एच₆ | एथन | -183 | -88 | 0, 561 at t=-100°C |
| सी₃एच₈ | प्रोपेन | -188 | -42 | 0, 583 पर t=-45°C |
| एन-सी₄एच₁₀ | n-भूटान | -139 | -0, 5 | 0, 579 पर t=0°C |
| 2-मिथाइलप्रोपेन | - 160 | - 12 | 0, 557 पर टी=-25°C | |
| 2, 2-डाइमिथाइल प्रोपेन | - 16 | 9, 5 | 0, 613 | |
| एन-सी₅एच₁₂ | एन-पेंटेन | -130 | 36 | 0, 626 |
| 2-मिथाइलब्यूटेन | - 160 | 28 | 0, 620 | |
| एन-सी₆एच₁₄ | एन-हेक्सेन | - 95 | 69 | 0, 660 |
| 2-मिथाइलपेंटेन | - 153 | 62 | 0, 683 | |
| एन-सी₇एच₁₆ | एन-हेप्टेन | - 91 | 98 | 0, 683 |
| एन-सी₈एच₁₈ | एन-ऑक्टेन | - 57 | 126 | 0, 702 |
| 2, 2, 3, 3-टेट्रा-मिथाइलब्यूटेन | - 100 | 106 | 0, 656 | |
| 2, 2, 4-ट्राइमिथाइल-पेंटेन | - 107 | 99 | 0, 692 | |
| एन-सी₉एच₂₀ | एन-नोनन | - 53 | 151 | 0, 718 |
| एन-सी₁₀एच₂₂ | एन-डीन | - 30 | 174 | 0, 730 |
| एन-सी₁₁एच₂₄ | n-अंडरकेन | - 26 | 196 | 0, 740 |
| एन-सी₁₂एच₂₆ | एन-डोडेकेन | - 10 | 216 | 0, 748 |
| एन-सी₁₃एच₂₈ | एन-ट्राईडकेन | - 5 | 235 | 0, 756 |
| एन-सी₁₄एच₃₀ | एन-टेट्राडेकेन | 6 | 254 | 0, 762 |
| एन-सी₁₅एच₃₂ | एन-पेंटाडेकेन | 10 | 271 | 0, 768 |
| एच-सी₁₆एच₃₄ | n-हेक्साडेकेन | 18 | 287 | 0, 776 |
| एन-सी₂₀एच₄₂ | n-ईकोसन | 37 | 343 | 0, 788 |
| एन-सी₃₀एच₆₂ | एन-ट्राइकोंटन | 66 |
235 बजे 1 एमएमएचजी सेंट |
0, 779 |
| एन-सी₄₀एच₈₂ | एन-टेट्राकोंटन | 81 |
260 बजे 3 एमएमएचजी सेंट |
|
| एन-सी₅₀एच₁₀₂ | एन-पेंटाकोंटन | 92 |
420 बजे 15 मिमीएचजी सेंट |
|
| एन-सी₆₀एच₁₂₂ | n-हेक्साकॉन्टेन | 99 | ||
| एन-सी₇₀एच₁₄₂ | n-हेप्टाकोंटेन | 105 | ||
| एन-सी₁₀₀एच₂₀₂ | n-हेक्टेन | 115 |
निष्कर्ष
लेख ने इस तरह की अवधारणा को अल्केन्स (संरचना, नामकरण, समरूपता, समजातीय श्रृंखला, आदि) के रूप में माना। रेडियल और प्रतिस्थापन नामकरण की विशेषताओं के बारे में थोड़ा बताया गया है। ऐल्केन प्राप्त करने की विधियों का वर्णन किया गया है।
इसके अलावा, लेख में अल्केन्स के पूरे नामकरण को विस्तार से सूचीबद्ध किया गया है (परीक्षण प्राप्त जानकारी को आत्मसात करने में मदद कर सकता है)।
